1

pMAKALAH OPEN ENDED

SELEKSI FINAL TINGKAT PROPINSI

OSN-PTI 2010

METANOL SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF

oleh:

Lisa Fitriani/Kimia 2008

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

2010

2

PENDAHULUAN

Latar belakang

Bahan Bakar merupakan salah satu aspek yang mendukung perkembangan

dunia Industri maupun transportasi. Saat ini dunia, khususnya Indonesia

mengalami krisis produksi bahan bakar untuk pemenuhan kebutuhan konsumsi

dalam negeri. Pada tahun 1990-an Indonesia dapat memproduksi minyak sekitar

1.200.000 barel perhari dengan konsumsi tidak sampai 800.000 barel perhari,

sedangkan saat ini Indonesia hanya mampu memproduksi sekitar 900.000 barel

per-hari dengan kebutuhan mencapai 1.200.000 barel perhari (BP Migas,2010). Di

sisi lain saat ini dunia sedang mengalami pemanasan global dan salah satu

penyebab terbesarnya adalah penggunaan bahan bakar fosil sebagai sumber energi

utama.

Indonesia merupakan Negara agraris yang berpotensi besar dalam

pemenuhan sumber energi alternatif seperti energi biomassa, energi termal, energi

surya dan energi angin. Potensi Biomassa Indonesia mencapai 49.81 GW

sedangkan yang dimanfatkan sebagai sumber energi hanya 302.4 MW

(Nugroho,2008). Bila potensi yang ada dimaksimalkan dengan menambah jumlah

kapasitas yang terpakai, maka akan meminimalisir pemakaian bahan bakar fosil

yang selama ini menjadi tumpuan dari penggunaan energi. Penggunaan Biomassa

juga mengurangi biaya konversi bahan bakar fosil yang terbilang cukup besar.

Metanol merupakan salah satu bagian dari Biomassa yang dapat dihasilkan dari

selulosa, seperti kayu, alang-alang, jerami dan lain-lain. Bahan baku metanol

relatif murah dan bisa didapat dengan mudah. Selain itu, bahan baku metanol

juga dapat diperbaharui sehingga dapat diproduksi terus menerus. Oleh karena itu

pengembangan metanol sebagai bahan bakar alternatif menjadi suatu gagasan

penting bagi pengembangan sumber bahan bakar alternatif di Indonesia.

3

Tujuan

Tujuan penulis menusun makalah ini untuk meninjau persoalan apakah

metanol menjanjikan sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar fosil

dengan segala permasalahan yang ditimbulkan karena perbedaan sifat fisisnya

dengan bahan bakar yang selama ini digunakan.

4

TELAAH PUSTAKA

Bensin

Bensin adalah campuran dari yang tersusun dari hidrokarbon dan

merupakan produksi sampingan dari kerosin. Kemampuaanya untuk menguap

pada tempratur rendah menjadikan bensin berguna sebagai bahan bakar

(gibbs,1994). Bahan baku bensin pada dasarnya adalah isooktana dan heptana,

kadarnya bermacam-macam sesuai keperluan yang dibutuhkan oleh suatu Negara.

Bilangan Oktan

Kinerja yang dikehendaki dari bensin adalah anti knocking. Knocking

adalah peledakan campuran (uap bensin dengan udara) di dalam silinder mesin

sebelum busi menyala. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam

bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan

kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya

tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum

percikan api dari busi keluar. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang

tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau

ketukan di dalam mesin. Peristiwa knocking ini sangat mengurangi daya mesin.

Hidrokarbon rantai lurus cenderung membangkitkan knocking. Sementara,

hidrokarbon bercabang, siklik maupun aromatik cenderung bersifat anti knocking.

Tolok ukur kualitas anti knocking sering disebut sebagai bilangan oktan (octane

number). Skalanya didasarkan kepada n-heptana memiliki bilangan oktan nol dan

isooktana memiliki bilangan oktan 100. Semakin tinggi bilangan oktan maka

semakin berkurang kecenderungan untuk mengalami knocking. (janu,2010)

Biomassa

5

Biomassa adalah bahan organik yang merupakan produk fotosintesis yaitu

butir-butir hijau yang dapat menyerap energi matahari sehingga dapat

mengkonversi karbon dioksida dan air menjadi senyawa-senyawa hidrokarbon

dengan bantuan klorofil.

Metanol

Metanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert

Boyle, yang menamakannya spirit of box, karena dihasilkan melalui distilasi kotak

kayu. Nama itu kemudian lebih dikenal sebagai pyroxylic spirit (spiritus). Pada

tahun 1834, ahli kimia Perancis Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot

menentukan komposisi kimianya. Metanol merupakan suatu senyawa organik

dengan rumus kimia C H 3OH. Metanol mempunyai gugus –OH pada atom

karbonnya yang menandakan senyawa ini merupakan suatu alcohol. Metanol

merupakan bentuk paling sederhana dari alcohol. Metanol memiliki massa molar

32.04 g mol−1dengan massa jenis 0.7918 g/cm3 , dalam suhu ruangan metanol

berwujud cair dan mudah menguap dengan titik didih 64,7°C.

Gambar 1: Struktur metanol

(sumber : Wikipedia.org)

6

ISI

Sumber energi yang saat ini sedang dibutuhkan oleh dunia, atau Indonesia

pada khususnya adalah sumber energi yang bersifat renewable, ramah lingkungan

dan bersifat ekonomis. Hal ini ditinjau dari keterbatasan sumber bahan bakar fosil

yang ada, pemanasan global yang meningkat dan efesiensi produksi bahan bakar.

Biomassa menempati urutan teratas dari ketiga hal tersebut, disampiing sifatnya

yang renewable karena terbuat dari materi organic yang tidak akan habis, selain

itu emisi yang dihasilkan tidak sebesar penggunaan bahan bakar fosil.

Metanol yang memiliki kemiripan sifat dengan bensin ternyata dapat

diproduksi dari Biomassa atau lebih tepatnya selulosa yang biasa terkandung pada

serat, jerami, kayu dan sekam. Dari satu ton biomassa bisa menghasilkan sekitar

186 gallon metanol. Proses produksi metanol dari Biomassa ini bisa dilakukan

pirolisis.

Pirolisis Biomassa

Pirolisis adalah dekomposisi termal yang terjdi tanpa adanya oksigen.

Bagian terpenting dalam proses pirolisis adalah transfer panas, oleh karena itu

diperlukan wadah yang luas agar memenuhi kebutuhn proses panas. Proses

pirolisis akan menghasilkan produk berupa bahan bakar padat yaitu karbon, cairan

berupa campuran minyak, CO2, CH4, H2 dan lainnya. Agar hasil pirolisis lebih

menghasilkan gas metana maka pemanasan dilakukan pada suhu 5000C. Jika

kurang dari 450oC maka akan menghasilkan. Kemudian hasil pirolisis

dikondensasikan. Untuk mendapatkan metanol murni maka campuran yang

berwujud cair didestilisasikan terlebih dahulu.

7

Efisiensi dan sifat dari proses pirolisis tergantung pada ukuran partikel

bahan baku. Sebagian besar teknologi pirolisis hanya dapat memproses partikel

kecil untuk maksimum 2 mm tetap melihat kebutuhan untuk mentransfer panas

secara cepat melalui partikel. Permintaan untuk ukuran partikel kecil berarti

bahwa bahan baku harus ukuran-reduced sebelum digunakan untuk pirolisis.

Kandungan Energi Metanol

Kandungan energi suatu bahan bakar tergantung pada pemecahan ikatan

yang terjadi didalamnya, semakin panjang rantai karbon dalam bahan bakar maka

akan semakin besar energi yang dapat dihasilkan. Namun tentu saja bahan aditif,

proses pembakaran dan beberapa faktor yang menyangkut system pembakaran

juga dapat mempengaruhi energi yang dihasilkan oleh bahan bakar tersebut.

Metanol sebagai bahan bakar memiliki kandungan energi yang tentu saja

berbeda dengan bahan bakar pada umumnya, jika dilihat dari entalpi pembakaran

sempurna satu mol metanol murni maka energi yang dihasilkan adalah sekitar

714,88 kJ. Gasoline umumnya terdiri dari campuran oktana dan heptana, jika

dianggap sebagai oktana murni, maka entalpi pembakaran satu mol murni nya

adalah sebesar 5460 kJ. Tetapi jika dihitung dari efesiensi kerja yang dihasilkan

oleh bensin, maka kandungan efesiensi metanol murni sekitar 45% dari bensin .

8

Sedangkan jika dibandingkan dengan solar dan biodiesel perbandinganya

menjadi lebih besar karena solar dan biodiesel memiliki rantai hidrokarbon yang

lebih panjang ( 10-20 atom karbon).

Jika dilihat dari segi bilangan oktan, maka metanol yang memiliki bilangan

oktan yang sangat tinggi yaitu 124, dapat meningkatkan efesiensi dari bahan bakar

dan mengurangi proses knocking yang terjadi pada tangki bahan bakar. Oleh

karena itu para pakar peneliti tengah berupaya untuk menggunakan metanol

sebagai aditif dari gasoline. Tentu saja hal ini menimbulkan beberapa

permasalahan karena strukturnya yang berbeda dengan bensin itu sendiri.

Metanol sebagai campuran bahan bakar

Menurut penelitian yang telah dilakukan, metanol yang dapat dicampur

dengan bensin hanya sekitar 15% pada suhu yang rendah. Hal ini tentu saja

diakibatkan oleh perbedaan kepolaran antara keduanya. Saat metanol yang

dicampurkan masih berada dibawah 15% maka larutan masih bersifat homogen,

namun bila lebih dari 15% maka kecenderungan untuk terjadi pemisahan akan

semakin besar, yang polar berkumpul dengan polar, begitu pula sebaliknya. Pada

suhu rendah, perbedaan kepolaran antar bensin dan metanol semakin tinggi,

sehingga campuran akan memisah.

Untuk mendapatkan campuran yang baik antara bensin dan metanol maka

perlu ditambahkan beberapa zat aditif. Metanol merupakan pelumas yang buruk,

kurangnya pelumasan menyebabkan masalah dalam memompa bahan bakar dari

tangki bahan bakar ke ruang pembakaran. Dalam silinder penembakan itu sendiri,

bensin bertindak sebagai pelumas untuk membantu dalam gerakan piston,

sedangkan metanol tidak. Hidrokarbon paraffinic yang umum digunakan sebagai

pelumas mesin tidak dapat digunakan karena kurangnya kelarutan dalam bahan

bakar metanol. Amerika Serikt telah mematenkan beberapa aditif yang dapat

ditambahkan pada metanol yang antara lain alkohol lemak, alkohol etoksilat, asam

lemak, asam lemak etoksilat, dialkylbenzene, monoester dan diester.

Selain itu jika ingin menggunakan metanol sebagai bahan bakar maka

diperlukan adanya suatu zat yang dapat membuat metanol dan bensin bercampur

9

dengan homogen maka dari itu diperlukan suatu surfaktan sebagai zat aditif untuk

menjembataninya.

Keuntungan dan kerugian penggunaan metanol

Penggunaan metanol sebagai bahan bakar alternatif tentu saja mempunyai

sisi positif dan negatif. Keuntungan menggunakan metanol antara lain adalah :

1. Bahan Baku metanol yang mudah didapatkan dan renewable.

2. Penggunaan metanol sangat bersifat ekonomis karena dapat dibuat dari

selulosa yang berasal dari jerami atau alang-alang yang tidak memiliki

nilai ekonomis yang tinggi

3. Emisi yang dikeluarkan metanol bersifat ramah lingkungan bila

dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar bensin atau solar. Bahkan

untuk methanol murni 98% maka hasil pembakarannya relatif tidak

menghasilkan emisi.

4. Penggunaan metanol sebagai bahan bakar dapat membuka lapangan kerja

baru, sehingga mengurangi angka pengangguran.

Sedangkan beberapa kerugian dari penggunaan metanol yaitu :

1. Produk dari pembakaran parsial metanol adalah formaldehida dan asam format

yang korosif ke bagian logam. Jadi jika dinding silinder tidak dilindungi oleh

aditif, produk pembakaran parsial menyebabkan keausan korosi dan peningkatan

piston, dinding silinder atau ring piston

2. Metanol bersifat toksik dapat menyebabkan iritasi ringan pada mata, kulit

dan selaput lendir dalam tubuh manusia

3. Metanol tidak bersifat sebagai pelumas, sehingga menghambat proses

memompa bahan bakar ke dalam tangki pembakaran.

4. Campuran Metanol dan bensin tidak dapat bekerja di suhu yang rendah atau

sekitar 50 F karena terjadi proses pemisahan.

Beberapa kerugian diatas dapat diatasi dengan penambahan aditif yang

sebelumnya telah dijelaskan, sehingga keuntungan pemakaian methanol sebagai

bahan bakar lebih besar dibandingkan dengan kerugian atau efek sampingnya.

10

PENUTUP

Kesimpulan

1. Metanol dapat disintesis dengan proses pirolisis dari biomassa.

2. Metanol dapat meningkatkan efisiensi bensin dengan menaikkan nilai

oktannya sehingga mengurangi knocking.

3. Metanol merupakan energi alternatif yang ramah lingkungan bila

dibandingkan dengan bahan bakar lain.

4. Pemisahan campuran metanol dan bensin dapat diatasi dengan

penambahan aditif pelumas dan surfaktan.

Saran

Sebaiknya produksi metanol sebagai aditif bahan bakar lebih dioptimalkan

dengan menggunakan aditif yang baik, sehingga penggunaannya dapat diperluas

untuk masyarakat, dan ketergantungan akan bahan bakar fosil dapat diminimalisir,

dangan begitu pemerintah dapat mengalokasikan anggaran subsidi bahan bakar

minyak ke sektor lain.

11

DAFTAR PUSTAKA

Gibbs, L.M. The Changing Nature of Gasoline. Automotive Engineering,

January 1994, pp. 99-102.

Kuo, Kenneth K . 1986. Principle of Combustion. John Wiley & Son. New York.

Washecheck. United State Patents,Methanol Fuel and Methanol Fuel Additive

Ponca city, Juni 1983.

Prasetyo, Totok. Makalah Pengantar Falasafah Sains. Institut Pertanian Bogor,

November 2003

Zafar, Salman.2008. Biomass Pyrolisys. http://www.articlesbase.com. (diakses 5

Oktober 2010)

Nugroho, Agung. 2008. Energi Alternatif itu Bernama Biomassa.

http://netsains.com/ (diakses 6 oktober 2010)