SlideShare a Scribd company logo
A Comparison of Life Cycle Inventory of Pre-
harvest, Production of Crude Oil, and Biodiesel
Production on Jatropha curcas and Palm Oil as
A Feedstock for Biodiesel in Indonesia
by :
Kiman SIREGAR
Armansyah H.TAMBUNAN
Abdul K. IRWANTO
Soni S. WIRAWAN
Tetsuya ARAKI
@Ecobalance International Conference, Yokohama, 22 November 2012
2
OOUTLINE :UTLINE :
1.1. IntroductionIntroduction
2.2. MethodologyMethodology
3.3. Result and DiscussionResult and Discussion
4.4. ConclusionConclusion
5.5. AcknowledgementAcknowledgement
INTRODUCTION
 Two important issues of biodiesel development :
(1) Global warming
(2) Energy security
 Global warming issue can be analyzed by Life Cycle Assessment (LCA)
 LCA can be used to ensure that environmental impact has been
considered in decision making.
 The result of LCA is highly influenced by the reliability and sufficiency of
data inventory of the assessed objects
 Accessibility of data for LCA in Indonesia still very limited and need to
be improved
 Palm oil is the main biodiesel feedstock in Indonesia, as aditional
Jatropha curcas oil also consider as an alternative feedstock
OBJECTIVE
The purpose of this study is to perform and to
compare life cycle inventory of biodiesel production
between palm oil and Jatropha curcas oil
METHODOLOGY
Research boundary
1. Land preparation
2. Seedling
3. Planting
4. Fertilizing
5. Protection
6. Harvesting
7. Palm oil mills/Oil extraction
8. Biodiesel production
The main difference between those two
feedstock is crude oil production  Oil
palm by milling on other ways Jatropha
curcas by extraction
METHODOLOGY
 Life Cycle Impact Assesment was conducted using the software
released by MiLCA-JEMAI version 1.0.3.17
 Point of interest for environmental impacts in this study :
1. Global warming potential (GWP), 100-year, IPCC,2007 (kg-CO2eq.)
2. Acidification, DAF, LIME 2006 (kg-SO2eq.)
3.Waste, landfill volume, LIME 2006 (m3
)
4.Eutrophication, EPMC, LIME 2006 (kg-PO4eq.)
5.Energy consumption, HHV-fossil fuel (MJ)
 The study was carried out in January 2011 – January 2012 at
Laboratory of Heat and Mass Transfer, Department of Mechanical and
Biosystem Engineering, Bogor Agricultural University
METHODOLOGY
1.Introduction
-Background
-Objective of
my research
2.Methodology
-Resource of
data
-Boundary of
my research
3. Result and
Discussion
-Goal and
scope
defenition
-Life cycle
inventory
-Impact
assesment
4.Conclusion
1.Primary data
 Data for oil palm plantation, harvesting and palm oil mills were collected
from PT. Perkebunan Nusantara VIII Unit Kebun Kertajaya Banjarsari Lebak
Banten Indonesia. While, data for Jatropha curcas plantation, harvesting
and oil extraction were collected from Pusat Induk Jarak Pagar Pakuwon
Sukabumi West Java Indonesia
 Catalytic transesterification experiment was conducted in a facility owned by
Agency for Technology Assessment and Application of Indonesia
(Capacity = 1 ton BDF/day)
2. Secondary data
 Scientific journal,
 Research report published by research institutions as follow ; Bogor
Agricultural University, Institute of Technology Bandung, Indonesian Oil
Palm Research Institute, private company with core business in
CPO/CJCO and biodiesel processing
Data Source
Restrictions and the assumption of this research
1. The functional unit (FU) of this study is 1 ton of Bio Diesel Fuel (BDF)
2. Transportation from seedling to plantation area and from plantation to palm oil
mills and from palm oil mills to biodiesel plant were also considered
3. Oil palm will start to produce at the age of 30 months, but the production will
be stable after 5 years. Jatropha curcas will start to produce at the age of 4
months
4. Productivity of oil palm used in this research is 22.33 tonnes per ha,
eventhough the productivity range from 12 tonnes per ha by farmers to 32.67
tonnes per ha by private plantation
5. Productivity of Jatropha curcas used in this research is 5 tonnes per ha,
eventhough the productivity range from 2 tonnes per ha by farmers to 8
tonnes per ha by private plantation
6. Life cycle of oil palm is about 25 years, while Jatropha curcas can reach 50
years. In this research life cycle of both oil palm and Jatropha curcas is
assumed to be 25 years since the productivity of Jatropha curcas is not stable
anymore after the age of 25 years
RESULT AND DISCUSSION
Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF
Oil palm land preparation uses more pesticides than Jatropha curcas
Diesel fuel is used for machinerry (tractor)
Oil palm seedlings takes longer time (about 12 months), compared to
Jatropha curcas (about 3 months), hence oil palm need more materials and
energy
Input activities Input names Unit
Oil
Palm
Jatropha
curcas
Herbicide kg 2.216 1.1964
Diesel fuel L 0.675 0.011
(2) Seedling Fungicides kg 0.774 1.277
Insecticides kg 0.053 0.057
Fertilizer Meister kg 0.081 -
chemical fertilizer Urea 0,2 % L 1.123 -
organic fertilizer kg 3.400 12.503
TSP/SP36 kg 0.107 -
Muriate of Photash (K) kg 0.001 -
Dolomite kg 0.002 -
N-P-K-Mg (mixing) kg 0.618 -
Electricity for Pump Water kWh 26.700 -
Pesticides kg 0.183 -
Transportation Diesel fuel L 4.896 1.560
(1) Land
preparation
Life Cycle Inventory (LCI)
RESULT AND DISCUSSION
At this sub process of planting, Jathropa curcas trees need more
fertilizer compared to oil palms. It caused by Jathropa curcas trees need
to be fertilized before planting and also there are more number of plants
per hectare for Jathropa curcas (approximately at 2500 trees) than oil
palms (approx. 136 trees).
Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF
Input activities Input names Unit
Oil
Palm
Jatropha
curcas
(3) Planting TSP/SP36 kg 9.640 79.562
organic fertilizer kg 0.162 1591.238
Rock Phosphate kg 1.217 -
KCl - 15.912
RESULT AND DISCUSSION
1. Introduction
-Background
-Objective of
my research
2. Methodology
-Resource of
data
-Boundary of
my research
3. Result and
Discussion
-Life cycle
inventory
-Impact
assesment
4. Conclusion
The materials and energy utilization for oil palms are higher than Jatropha
curcas trees due to inheritance nature of oil palms.
Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF
Input activities Input names Unit
Oil
Palm
Jatropha
curcas
(4) Fertilizing Urea kg 184.694 140.029
for five years TSP/SP36 kg 74.645 445.547
Rock Phosphate (RP) kg 153.685 -
Sulphate of Amonia (ZA) kg 45.633 -
Muriate of Potash (K)/Kclkg 202.001 152.759
Kieserite (MgSO4) kg 119.020 -
HGF-B (HGF-Borate) kg 7.676 -
CuSO4 kg 3.651 -
ZnSO4 kg 1.582 -
LSD kg 54.759 -
organic fertilizer kg - 1591.238
(5) Protection Herbicides kg 2.658 2.728
for five years Pesticides kg 1.916 2.955
Curater 3G + Dipterek 95 sp kg 1.205 -
RESULT AND DISCUSSION
1. Introduction
-Background
-Objective of
my research
2. Methodology
-Resource of
data
-Boundary of
my research
3. Result and
Discussion
-Life cycle
inventory
-Impact
assesment
4. Conclusion
 At the stage of harvesting sub-process, the transport energy use for oil palms
are higher than Jatropha curcas trees due to the difference of harvesting yield.
The yield of oil palms is higher than yield of Jatropha curcas trees.
 In the case of crude oil production, Jatropha curcas oil needs only electricity and
diesel fuel for its process. On the other hand, palm oil mills need more materials
and energy.
Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF
Input activities Input names Unit
Oil
Palm
Jatropha
curcas
(6) Harvesting
Transportation Diesel fuel L 5.027 2.468
Electricity kWh 44.070 14.833
Steam consumption kg 59.770 -
Water consumption m3 0.852 -
PAC kg 0.027 -
Flokulon kg 0.00011 -
Na OH kg 0.023 -
H2SO4/HCl kg 0.023 -
Tanin Consentrate kg 0.010 -
Poly Perse BWT 302 kg 0.010 -
Alkaly BWT 402 kg 0.009 -
Shell consumption kg 28.746 -
Transportation Diesel fuel L 4.720 1.890
(7) Palm oil
mills vs Oil
extraction
RESULT AND DISCUSSION
At the stage of biodesel production sub-process, due to high
average value of free fatty acids (FFA) in Jatropha curcas oils, it
needs esterification stage before trans-esterification. Consequently,
Jatropha curcas oils needs more materials and energy.
Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF
Input activities Input names Unit
Palm
oil
Jatropha
curcas
Biodiesel production ton - 1.000
Esterification Methanol ton - 0.449
H2SO4 ton - 0.027
Electricity kWh - 1.285
Trans-esterification Biodiesel production ton 1.000 -
Methanol ton 0.269 -
Electricity kWh 15.645 15.645
NaOH ton 0.080 0.080
Crude glycerol ton 0.082 0.082
Water consumption L 1700.68 1719.180
Diesel fuel for Boiler L 14 16
(8) Biodiesel
production
Masukan massa dan energi untuk 1 ton BDF dari CPO & CJCO
Pembukaan lahan : kelapa sawit >
jarak pagar, solar digunakan untuk
traktor
Pembibitan : kelapa sawit (12
bulan), jarak pagar (3 bulan),
kelapa sawit > jarak pagar dalam
input massa dan energi
Penanaman : jarak pagar lebih
banyak membutuhkan pupuk dari
kelapa sawit, karena pada jarak
pagar dibutuhkan pemupukan di
lubang tanam sebelum penanaman,
jarak pagar (2500 pohon/ha) >
kelapa sawit (136 pohon/ha)
Pemupukan : kelapa sawit > jarak
pagar, karena sifat alami sawit yang
membutuhkan banyak pupuk,
khusunya N-P-K
HASIL DAN PEMBAHASAN : Life Cycle Inventory
Tahapan Proses Masukan Massa dan Energi Stn
Kelapa
Sawit
Jarak
Pagar
Herbisida kg 1.216 0.919
Minyak solar L 0.675 0.011
(2) Pembibitan Fungisida kg 0.774 1.277
Insektisida kg 0.053 0.057
Pupuk Meister kg 0.081 -
Pupuk kimia Urea 0,2 % L 1.123 -
Pupuk organik kg 3.400 12.503
TSP/SP36 kg 0.107 -
Muriate Photash (K) kg 0.001 -
Dolomite kg 0.002 -
N-P-K-Mg (campuran) kg 0.618 -
Listrik untuk pompa air kWh 26.700 -
Pestisida kg 0.183 -
Transportasi Minyak solar L 4.896 1.560
(3) Penanaman TSP/SP36 kg 9.640 79.562
Pupuk organik kg 0.162 1591.24
Rock Phosphate kg 1.217 -
KCl - 15.912
(4) Pemupukan Urea kg 184.694 140.029
Untuk 5 tahun TSP/SP36 kg 74.645 445.547
Rock Phosphate (RP) kg 153.685 -
Sulphate of Amonia (ZA) kg 45.633 -
Muriate Potash (K) kg 202.001 152.759
Kieserite (MgSO4) kg 119.020 -
HGF-B (HGF-Borate) kg 7.676 -
CuSO4 kg 3.651 -
ZnSO4 kg 1.582 -
LSD kg 54.759 -
Pupuk organik kg - 1291.23
(1) Pembukaan
lahan
Tahapan proses Massa dan Energi Satuan Kelapa Saw
(1) Pembukaan lahan Herbisida kg 1,2
Minyak solar L 0,6
(2)Pembibitan Fungisida kg 0,7
Insektisida kg 0,0
Pupuk Meister kg 0,0
Pupuk kimia Urea 0,2 % L 1,1
Pupuk organic kg 3,4
TSP/SP36 kg 0,1
Muriate Photash (K) kg 0,0
Dolomite kg 0,0
N-P-K-Mg (mixing) kg 0,6
Listrik untuk pompa air kWh 26
Pestisida kg 0,1
Transportasi Minyak solar L 4,8
(3) Penanaman TSP/SP36 kg 9,6
Pupuk organic kg 0,1
Rock Phosphate kg 1,2
KCl
(4) Pemupukan Urea kg 184,6
Untuk 5 tahun TSP/SP36 kg 74,6
Rock Phosphate (RP) kg 153,6
Sulphate Amonia (ZA) kg 45,6
Muriate Potash (K) kg 202,0
Kieserite (MgSO4) kg 119,0
HGF-B (HGF-Borate) kg 7,6
CuSO4 kg 3,6
ZnSO4 kg 1,5
LSD kg 54,7
Pupuk organic kg
(5) Proteksi Insektisida kg 2,6
Untuk 5 tahun Pestisida kg 3,1
(6) Pemanenan Minyak solar L 5,0
(7) Pabrik kelapa
sawit/Ektraksi
minyak
Listrik kWh 44,0
Konsumsi steam kg 59,7
Konsumsi air m3 0,8
PAC kg 0,0
Flokulon kg 0,00
Na OH kg 0,0
H2SO4/HCl kg 0,0
Tanin Consentrate kg 0,0
Poly Perse BWT 302 kg 0,0
Alkaly BWT 402 kg 0,0
Konsumsi cangkang (shell) kg 28,7
Transportasi Minyak solar L 4,7
Masukan massa dan energi untuk 1 ton BDF dari CPO & CJCO
Proteksi & Pemanenan : kelapa
sawit > jarak pagar, solar
digunakan untuk truk, hasil
panen sawit > jarak pagar
PKS/ektraksi minyak : jarak
pagar hanya butuh listrik & solar,
sedangkan sawit lebih banyak
material & energi
Pabrik biodiesel : karena nilai
FFA pada CJCO tinggi, maka
sebelum transesterifikasi
dilakukan esterifikasi, sehingga
material dan energi jarak pagar >
kelapa sawit,
HASIL DAN PEMBAHASAN : Life Cycle Inventory
Tahapan Proses Masukan Massa dan Energi Stn
Kelapa
Sawit
Jarak
Pagar
(5) Proteksi Herbisida kg 2.658 2.728
Untuk 5 tahun Pestisida kg 3.155 1.816
(6) Pemanenan
Transportasi Minyak solar L 5.027 2.468
Listrik kWh 44.070 14.833
Konsumsi steam kg 59.770 -
Konsumsi air m3 0.852 -
PAC kg 0.027 -
Flokulon kg 0.00011 -
Na OH kg 0.023 -
H2SO4/HCl kg 0.023 -
Tanin Consentrate kg 0.010 -
Poly Perse BWT 302 kg 0.010 -
Alkaly BWT 402 kg 0.009 -
Konsumsi cangkang (shell) kg 28.746 -
Transportasi Minyak solar L 4.720 1.890
(8) Pabrik Biodiesel Methanol ton - 0.449
Esterifikasi H2SO4 ton - 0.027
Transesterifikasi Methanol ton 0.269 -
Listrik kWh 15.645 16.925
NaOH ton 0.080 0.080
Crude glycerol ton 0.082 0.082
Konsumsi air L 1700.68 1719.18
Minyak solar untuk Boiler L 14.00 16.00
(7) Pabrik kelapa
sawit/Ekstraksi
minyak mentah
Tahapan proses Massa dan Energi Satuan Kelapa
(1) Pembukaan lahan Herbisida kg
Minyak solar L
(2)Pembibitan Fungisida kg
Insektisida kg
Pupuk Meister kg
Pupuk kimia Urea 0,2 % L
Pupuk organic kg
TSP/SP36 kg
Muriate Photash (K) kg
Dolomite kg
N-P-K-Mg (mixing) kg
Listrik untuk pompa air kWh
Pestisida kg
Transportasi Minyak solar L
(3) Penanaman TSP/SP36 kg
Pupuk organic kg
Rock Phosphate kg
KCl
(4) Pemupukan Urea kg 1
Untuk 5 tahun TSP/SP36 kg
Rock Phosphate (RP) kg 1
Sulphate Amonia (ZA) kg
Muriate Potash (K) kg 2
Kieserite (MgSO4) kg 1
HGF-B (HGF-Borate) kg
CuSO4 kg
ZnSO4 kg
LSD kg
Pupuk organic kg
(5) Proteksi Insektisida kg
Untuk 5 tahun Pestisida kg
(6) Pemanenan Minyak solar L
(7) Pabrik kelapa
sawit/Ektraksi
minyak
Listrik kWh
Konsumsi steam kg
Konsumsi air m3
PAC kg
Flokulon kg
Na OH kg
H2SO4/HCl kg
Tanin Consentrate kg
Poly Perse BWT 302 kg
Alkaly BWT 402 kg
Konsumsi cangkang (shell) kg
Transportasi Minyak solar L
RESULT AND DISCUSSION
Calculation for GWP of plants for the first 5 years of each sub-processes
15.52 29.14 11.71
1,408
159.35
1.73
94.39
580.40
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Global Warming Potential
100-yearGWP(IPCC,2007) ofPalmOil
Land
preparation
Seedling
Planting
Fertilizing
Protection
Harvesting
Palm oil
mills
Biodiesel
production
kg-CO2eq./tonBDF
8.25 24.93
302.10
661.40
70.15
0.85 11.15
868.80
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Global Warming Potential
100-yearGWP(IPCC,2007) ofJatrophacurcas
Land
preparation
Seedling
Planting
Fertilizing
Protection
Harvesting
Palm oil
mills
Biodiesel
production
kg-CO2eq./ton
 The GWP value for oil palms is higher than Jatropha curcas in every
stages except for planting and biodiesel production stages.
 The most significant environmental impact based on GWP value is
caused by fertilizing and biodiesel production stages both at oil palms and
Jatropha curcas.
Life Cycle Impact Assessment (LCIA)
RESULT AND DISCUSSION
 The energy consumption value for oil palms is higher than Jatropha curcas in
every stages except for planting and biodiesel production stages.
 The highest energy consumption for Jatropha curcas is at biodiesel
production sub-process. Conversely, the highest energy consumption for oil
palms is at fertilizing sub-process.
Calculation for energy consumption of plants for the first 5 years
of each sub-processes
270 591 251
24,330
2,704.5
224.8
1,447.0
16490.00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Energy consumption
Energyconsumptionfor Palmoil
Land preparation Seedling Planting
Fertilizing Protection Harvesting
Palm oil mills Biodiesel production
MJ/ton-BDF
130 482
4,813
11,220
1,179.5 110.4 209.8
25950.00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Energy consumption
Energy consumptionfor Jatrophacurcas
Land preparation Seedling Planting
Fertilizing Protection Harvesting
Extraction oil Biodiesel production
MJ/ton-BDF
RESULT AND DISCUSSION
Total calculation for enviromental impact of plants for the first 5 years
Total environmental impact for GWP of oil palm is higher than Jatropha curcas
except for acidification and waste stages.
The GWP emission for oil palm and Jatropha curcass are 2300.24 kg-CO2eq./ton-
BDF and 1947.63 kg-CO2eq./ton-BDF, respectively
The energy consumption for oil palm and Jatropha curcas are 46307.60 MJ/ton-
BDF and 44093.90 MJ/ton-BDF, respectively
2,300
6.61 0.0175 0.00004
46307.60
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
Emvironmental Impact
Total environmental impact forPalm oil (5 years)
GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF)
Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF)
Energy consumption (MJ/ton-BDF)
1,948
14.11 0.0178 0.000002
44093.90
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
Emvironmental Impact
Total environmental impact for Jatropha curcas (5
years)
GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF)
Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF)
Energy consumption (MJ/ton-BDF)
0.00 0.00
34,272.8
18,219.3
1,871.5 1,109.4
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
Global warming potential (year of 0 to 6)
GWP for Palm oil (year of 0 to 6)
year to 0 year to 1 year to 2
year to 3 year to 4 year to 5
kg-CO2eq./tonBDF
83,520.3
21,197.7
5,300.1
2,120.2 1,060.3 662.9
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
Global warming potential (year of 0 to 6)
GWP for Jatropha curcas (year of 0 to 6)
year to 0 year to 1 year to 2
year to 3 year to 4 year to 5kg-CO2eq./tonBDF
RESULT AND DISCUSSION
The Calculation of GWP for oil palm and Jatropha curcas from 0 to 6th
year
The GWP value of both oil palms and Jatropha curcas is decreasing after age 5
year and continue stable until age 25 year.
RESULT AND DISCUSSION
Environmental impact on stable productivity years (5 to 25 year)
 The GWP emission on stable productivity years for oil palm and Jatropha curcas are
1109.42 kg-CO2eq./ton-BDF and 662.85 kg-CO2eq./ton-BDF, respectively.
 Sekiguchi assessment results showed that total CO2 emission was 0.46 CO2-kg/kg-
FAME for SMV method and 0.79 CO2-kg/kg-FAME for alkali-catalyzed method
(feedstock from Jatropha curcas) and 3.4 CO2-kg/kg-diesel for diesel oil.
1,109.42
2.73 0.006 0.00001
25468.13
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Emvironmental Impact
Environmental impact after stable productivity for
Palm oil (year to 5)
GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF)
Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF)
Energy consumption (MJ/ton-BDF)
662.85 1.18 0.002 0.0000001
18957.63
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Emviromental Impact
Environmental impact after stable productivity for
Jatropha curcas (year to 5)
GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF)
Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF)
Energy consumption (MJ/ton-BDF)
RESULT AND DISCUSSION
1. Introduction
-Background
-Objective of
my research
2. Methodology
-Resource of
data
-Boundary of
my research
3. Result and
Discussion
-Life cycle
inventory
-Impact
assesment
4. Conclusion
CO2 emission reduction value of conventional diesel fuel
3.400
1.109
0.663
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Fuel source
CO2 emissionsreduction value of the fossil fuel
Dieseloil BDF-Palm oil BDF-Jatropha curcas
kg-CO2/kg
67.37 %
reduction
80.50 %
reduction
after stable productivitybefore stable productivity
RESULT AND DISCUSSION
Total CO2 emission reduction value of conventional diesel fuel
CONCLUSION
The GWP emission before stable productivity years for oil palms and
Jatropha curcas are 2300.24 kg-CO2eq./ton-BDF and 1947.63 kg-
CO2eq./ton-BDF, respectively
 The GWP emission on stable productivity years for oil palms and
Jatropha curcas are 1109.42 kg-CO2eq./ton-BDF and 662.85 kg-
CO2eq./ton-BDF, respectively.
The energy consumption before stable productivity years for oil palms
and Jatropha curcas are 46307.60 MJ/ton-BDF and 44093.90 MJ/ton-
BDF, respectively
The energy consumption on stable productivity years for oil palms and
Jatropha curcas are 25468.13 MJ/ton-BDF and 18957.63 MJ/ton-
BDF ,respectively.
In general, total environmental impact for biodiesel production of oil
palms is higher than Jatropha curcas
ACKNOWLEDGEMENT
1. Introduction
-Background
-Objective of
my research
2. Methodology
-Resource of
data
-Boundary of
my research
3. Result and
Discussion
-Life cycle
inventory
-Impact
assesment
4. Conclusion
This research was supported by DGHE, Ministry of Education and
Culture of Indonesia, under International Joint Research and
Publication Scheme (No.509/SP2H/PL/VII/2011) and JSPS-DGHE
Bilateral Join Research Project
Thank you for your
attention...
Arigatogozaimasu
RESULT AND DISCUSSION
1. Introduction
-Background
-Objective of
my research
2. Methodology
-Resource of
data
-Boundary of
my research
3. Result and
Discussion
-Life cycle
inventory
-Impact
assesment
4. Conclusion
CO2 emission reduction value of conventional diesel fuel
3.400
1.109
0.663
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Fuel source
CO2 emissions reduction value of the fossil fuel
Diesel oil BDF-Palm oil BDF-Jatropha curcas
kg-CO2/kg
67.37 %
reduction
80.50 %
reduction
• Global warming potential, 100-year based (GWP100): GWP100 declared
value caused by global warming potential emissions, within a period of 100
years. GWP100 expressed in units of kilograms of CO2 equivalent, which is
the main greenhouse gas causing global warming. Value ekuivalensinya
issued periodically by the International Panel on Climate Change (IPCC)
• Acidification: Acidification is the decrease in the soil and water pH due to the
formation of H + ions (Wikipedia, 2011a and 2011b). Cation formation is
caused by a reaction between compounds such as aluminum sulfate,
nitrogen compounds from fertilizer, and permeation of ions of calcium,
magnesium, potassium, and sodium in the soil. Potential acidification is
expressed in units of kg SO2 equivalent.
• Eutrophication: eutrophication is the increase in the number of species
followed by other species decline due to an increase in nitrate compounds
and phosphates. Eutrophication in waters caused the decrease in the
number of certain aquatic species due to the increased amount of
phytoplankton resulting in increased competition for nutrients and difficulty
of oxygen (hypoxia). This is actually happening on the mainland, such as
the increasing number of weeds that followed reduced populations of other
plants (Wikipedia, 2011c). Potential eutrophication due to emissions
expressed in units of kg PO43-equivalent.
METHODOLOGY
Research boundary
Life Cycle Inventory (LCI) (Lanjutan...)
PABRIK KELAPA SAWIT
Pabrik Kelapa Sawit ( PKS ) Kertajaya dengan kapasitas olah
terpasang 30 ton TBS per jam dan mulai beroperasi pada bulan
April 1985 yang merupakan satu-satunya PKS milik PT.
Perkebunan Nusantara VIII. Produksi TBS yang diolah berasal dari
kebun-kebun : Kertajaya, Bojongdatar, Cisalak Baru, Cikasungka,
Sukamaju, Ciater dan produksi TBS yang dihasilkan petani peserta
PIRBUN maupun petani lainnya.
Untuk menunjang peningkatan produksi TBS yang dihasilkan
dari Kebun seinduk dan plasma. Pada bulan Juli 2008 dimulai
pembangunan peningkatan kapasitas olah menjadi 60 ton TBS per
jam.
Loading Ramp Timbangan
Sterilizer
Tresher
Press CakeEmpty Bunch Hooper
Sand Trap
Vibrating Screen
Crude Oil tank
Settling Tank
CBC
Depericarper
Nut Hopper
Ripple Mill
Fibre
Cyclone
B
o
i
L
E
R
Shell Bin
Oil
Oil
CrudeOil Cake To
Fuel
Fuel
Shell l
T=130-130o
C: P=2,8=3,0 Kg/Cm2
Sludge
Kernel Drier
LTDS I
Grading Drum
LTDS II
Penyimpanan
Transport
Transport
Oil Tank
Purifier
Vacum Drier
Storage Tank
Sludge Tank
Brush Strainer
Sand Cyclone
Separator
Decanting Basin
Deoiling Pond
T=90-950C
T=90-950
C
T=90-950
C
Oil Sludge
T=90-950C
Oil
Kernel
Kernel
Digester
T=90-95O
C
T=90-95C, P=30-50 bar
Empty bunch to Fruits to
T=90-950
C
Fiber
Shell
T=Atas =70o
C
T=tengah=60o
C
T=bawah=50o
C
T=90-95O
C
T=90-95O
C
T=40-450
C
Land Aplication
Alur Proses PKS Kertajaya
Material Balance PKS Kebun Kertajaya :
17.817.110 kg
100 %
15.941.681 kg 1.875.429 kg
89,47 % 10,53 %
4.155.900 kg 11.785.781 kg
23,325 % 66,149 %
1.260.686 kg 9.513.089 kg 1.012.006 kg
7,08 % 53,39 % 5,68 %
50.427 kg 42.201 kg
4 % 6.997.218 kg 2.515.871 kg 4,17 %
39,27 % 14,12 %
38.703 kg 15.281 kg
3,07 % 1,51 %
1.483.841 kg 1.434.574 kg
8,33 % 8,05 %
4.078.803 kg 721.623 kg
22,89 % 4,05 %
288.843 kg 131.253 kg
1,62 % 0,74 %
3.790.160 kg 590.370 kg
21,27 % 3,31 %
Kernel
Kernel Losses
Kernel
CPO
Oil Losses
CPO
Rendemen
Potensi (%)
Losses (%)
Rendemen Aktual
(%)
Buah Gagal
TBS (Fresh Fruit
Bunch)
Kadar Air
NOS
Kadar Air
NOS
Daging Buah Biji
Serabut
Tandan Kosong
(Empty Bunch)
Tandan Buah Rebus
Brondol Murni
Air Condensate
Brondol Kotor
Kelopak Buah
Air
Materil Pengolahan di PKS Kebun Kertajaya :
No Urain Unit Bulan Ini s/d Bulan ini Standar Keterangan
I Data Produksi
1 Sortasi Panen
Buah Sangat Mentah Fraksi 00 5,67 2,32 0,00
Buah Mentah Fraksi 0 6,79 5,02 3,00
Buah Kurang Matang Fraksi 1
Buah Matang I Fraksi 2 74,11 80,44 85,00
Buah Matang II Fraksi 3
Buah Matang III Fraksi 4 8,07 8,08 10,00
Buah Kelewat Matang Fraksi 5 5,36 4,15
NSP (Nilai Sortasi Panen) :
- Kebun Inti/Seinduk 67,52 75,76 85,00 Minimum
- Kebun Plasma 13,19 33,84 85,00 Minimum
- NSP Gabungan 39,87 65,12 85,00 Minimum
Berondolan 4,65 6,99 12,00 Minimum
2 Bahan Olah
a Sisa TBS bulan lalu kg 0 0
b TBS diterima : kg
- TBS layak olah kg 17.817.110,00 71.526.630,00
- TBS kurang layak olah kg - -
- Jumlah TBS diterima kg 17.817.110,00 71.526.630,00
* TBS dari kebun sendiri kg 1.546.780,00 6.283.850,00
* TBS dari kebun plasma kg 3.841.430,00 13.718.160,00
* TBS dari kebun seinduk kg 12.428.900,00 51.524.620,00
Jumlah diterima (b) kg 17.817.110,00 71.526.630,00
c Jumlah TBS (a + b) kg 17.817.110,00 71.526.630,00
d TBS klaim
* TBS Kebun sendiri kg 120.390,00 262.470,00
* TBS Kebun seinduk kg 1.445.650,00 2.835.690,00
Jumlah dikirim (d) kg 1.566.040,00 3.098.160,00
e TBS diolah
- Layak olah kg 17.817.110,00 71.526.630,00
- Kurang layak olah kg - -
Jumlah TBS diolah (e) kg 17.817.110,00 71.526.630,00
f Sisa TBS belum diolah di pabrik (e-d) kg 16.251.070,00 68.428.470,00
Lanjutan :
3 Hasil Olah dan Pengiriman
a CPO/Minyak Sawit kg 3.790.160,00 14.898.450,00
* Rendemen % 21,27 20,83 22,00
* Stock CPO bulan lalu kg 799.820,00 2.000.290,00
* Selisih stoch opname/pengurasan kg 60,00 250,00
* Efisiensi pengutipan minyak % 92,92 92,78 93,00
* Pengiriman CPO kg 3.055.560,00 15.364.510,00
* Stock CPO (sisa belum dikirim) kg 1.534.480,00 1.534.480,00
b Kernel/Inti Sawit kg 590.370,00 2.524.240,00
* Rendemen % 3,50 3,53 4,00
* Stock Kernel bulan lalu kg 787.000,00 746.160,00
* Selisih stoch opname/pengurasan kg 90,00 870,00
* Efisiensi ekstraksi kernel (ektraksi) % 81,73 82,86 90,00
* Pengiriman Kernel kg 1.151.340,00 3.045.150,00
* Stock Kernel (sisa belum dikirim) kg 226.120,00 226.120,00
4 Pengolahan
a Jumlah hari olah hari 30,00 119,00
b Jam tersedia Jam 601,05 2.462,45
c Jam pengolahan efektif Jam 563,10 2.317,40
d Jam berhenti/stagnasi Jam 28,15 102,55
e Jumlah jam pengnolahan Jam 591,25 2.420,35
f Kapasitas olah ril Ton/Jam 30,00 30,00
g Kapasitas terpasang Ton/Jam 30,00 30,00
h Kapasitas operasi (terpakai) Ton/Hari 594,00 601,00
i Efisiensi pabrik % 100,00 99,00
j Indeks produktivitas pabrik (IPP) - -
* Tinggi 93,95 94,02 85,00
* Sedang - 60 s.d 80
* Rendah - 59,00
Lanjutan :
II MUTU HASIL JADI
1 CPO/Minyak Sawit (MS)
a ALB (Buah Rebus) % 3,62 3,75
b ALB Minyak Sawit Produksi % 4,23 4,42 3,5 s.d 4,0
c Kenaikan ALB % 0,61 0,67 0,30
d Kadari air Minyak Sawit di Oil Tank % 0,70 0,70 0,60
e Kadar air Minyak Sawit di Purifier % 0,40 0,39 0,45
f Kadar air Minyak Sawit di Produksi Akhir % 0,19 0,20 0,15
g Kadar kotoran Minyak Sawit Produksi % 0,020 0,021 0,02
2 Kernel (Inti Sawit)
a Kadar air % 7,89 7,71 7,00
b Kadar kotoran % 10,32 11,53 6,00
c Kernel/Inti pecah % 26,27 28,18 15,00
d ALB % 1,03 1,05 2,00
e Kadar minyak kernel % 48,66 48,68 46,00
III KEHILANGAN DALAM PENGOLAHAN
1 Kehilangan minyak pada
a Fatpit (sample) % 0,41 0,41 0,42
b Serabut (sample) % 0,51 0,51 0,56
c Tandan Kosong (sample) % 0,53 0,53 0,55
d Buah ikut tandan kosong (sample) % 0,10 0,10 0,04
e Biji (sample) % 0,07 0,07 0,08
f Total kehilangan minyak terhadap TBS % 1,62 1,62 1,65
2 Kehilangan Kernel pada
a Serabut (sample) % 0,20 0,20 0,18
b LTDS (sample) % 0,49 0,48 0,41
c Inti dalam Tandan Kosong (sample) % 0,05 0,05 0,01
d Jumlah kehilangan Kernel terhadap TBS % 0,74 0,73 0,60
IV TEKNIS OPERASIONAL
1 Tekanan Boiler atm 19,00 19,00 20 - 22
2 Tekanan Sterilizer atm 2,70 2,80 2,8 - 3
3 Temperatur Digester
o
C 90,00 90,00 90 - 95
4 Temperatur CST
o
C 72,00 72,00 90 -95
5 Temperatur Oil Tank
o
C 85,00 81,00 90 -95
o
Lanjutan :
IV TEKNIS OPERASIONAL
1 Tekanan Boiler atm 19,00 19,00 20 - 22
2 Tekanan Sterilizer atm 2,70 2,80 2,8 - 3
3 Temperatur Digester
o
C 90,00 90,00 90 - 95
4 Temperatur CST
o
C 72,00 72,00 90 -95
5 Temperatur Oil Tank
o
C 85,00 81,00 90 -95
6 Temperatur di Sludge Tank
o
C 90,00 89,00 90 -95
7 Konsumsi uap/ ton TBS kg 501,00 511,00 600,00
8 Konsumsi air/ ton TBS m
3
1,50 1,50 1,2 - 1,5
9 Konsumsi listrik/ ton TBS kWh 13,00 14,00 15 - 17
10 Prestasi kerja per HK :
- Terhadap TBS kg/HK 4.604,00 4.659,00
- Terhadap CPO + Kernel kg/HK 1.132,00 1.135,00
11 Pemakaian Bahan Kimia Saldo akhir (kg)
- PAC gr/ton TBS 47,32 57,25 40 - 60 696,00
- Flokulon gr/ton TBS 0,20 0,20 0,2 - 0,4 1,50
- Na OH gr/ton TBS 40,41 43,18 26,67 - 53,33 660,00
- H2SO4/HCl gr/ton TBS 41,25 39,60 26,67 - 53,33 770,00
- Tanin Consentrate gr/ton TBS 16,89 18,47 13,33 - 33,33 957,00
- Poly Perse BWT 302 gr/ton TBS 16,89 18,47 13,33 - 33,33 992,00
- Alkaly BWT 402 gr/ton TBS 16,16 17,32 10,00 - 20,00 945,00
12 Pemakain cangkang kg/ton TBS 50,60 51,64
13 Pemakain Bakteri Aktivator kg/ton Limbah
14 BOD Limbah Cair ppm 37,50
15 COD Limbah Cair ppm 82,70
Nomor Uraian ALB % Kadar Air % Kadar Kotoran %
V STOCK PRODUKSI DI
1 CPO/Minyak Sawit Jumlah (kg)
a Tangki I 171.510,00 4,46 0,25 0,022
b Tangki II 50,59 5,65 0,30 0,028
c Tangki III 1.312.380,00
d Tangki IV 1.534.480,00 4,04 0,22 0,020
2 Kernel/Inti Sawit Jumlah (kg)
a Pada Kernel Biji (Taksasi) 226.120,00 2,53 9,63 14,51
b Karung
3 Pengambilan Bulan ini
a DO minyak sawit belum diambil kg 553,10
- Stock bebas minyak sawit (1 - 3a) kg 981,38
b DO inti sawit belum diambil kg 219,55
- Stock bebas inti sawit (2a - 3b) kg 6,57
c Jumlah pengambilan CPO kg 3.055.560,00
d Jumlah Pengambilan Kernel kg 1.151.340,00
DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN CJCO
KOH
Minyak CPO/CJCO FFA <2%
Pemanasan
Metanol
Pencampuran
Transesterifikasi
Separasi
Crude Biodiesel kasar
Purifikasi
Gliserol
Recovery
Metanol
Biodiesel
Diagram alir proses pembuatan biodiesel satu tahap (Transesterifikasi)
Purifikasi
Refined Gliserol
Sludge
Recovery Metanol
Diagram alir proses pembuatan biodiesel dua tahap
H2SO4
Minyak CPO/CJCO FFA >2%
Pemanasan
Metanol
Pencampuran
Esterifikasi
Separasi
TransesterifikasiMetanol
Recovery
Metanol
KOH Metanol
Pencampuran
Separasi
Crude Biodiesel
Purifikasi
Gliserol
Biodiesel
Refined Gliserol
Sludge
Recovery Metanol
Purifikasi
Ujian Prelim Life Cycle Impact Assessment (LCIA)
1. Metodologi LCA
2. Kerangka
Metodologi LCA
3. Life Cycle
Inventory (LCI)
4. Life Cycle
Impact
Assessment
(LCIA)
5. Interpretation
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2011
•EPS 2000 (Steen,1999)
•Eco-Indicator 99_ the
endpoint level (Goedkoop &
Spriensma,1999)
•Metode CML _the midpoint and the
endpoint level (Heijung set al,1992)
•Metode CML _the midpoint
approach, Guinee et al,2002)
•Metode EDIP (Hauchild & Wenzel, 998)
Analisis Dampak
(Life Cycle Impact Assessment/LCIA)
1. Analisi Dampak Lingkungan : Emisi udara yang
mengakibatkan pemanasan global (GWP), Acidification,
Eutrophication, Human toxity, Limbah padat, Limbah cair
THC = (CH4 + Benzene + formalin + HCunspecified
+ HCnoCH 4
)
Dimana: THC = total hidrokarbon ; CH4 = metana ; HCunspecified
= hidrokarbon yang tidak
spesifik ; HCnoCH4
= hidrokarbon selain metana
TPM = (PM10 + PMunspecified
)
Dimana : TPM = total partikel; PM10 = partikel kurang dari 10
mikron; PMunspecified
= partikel yang tidak spesifik ditentukan
• Global warming potential, 100-year based (GWP100
) : GWP100
menyatakan nilai potensi
pemanasan global yang disebabkan emisi, dalam jangka waktu 100 tahun. GWP100
dinyatakan dalam satuan kg CO2 ekuivalen, yang merupakan gas rumah kaca utama
penyebab pemanasan global. Nilai ekuivalensinya dikeluarkan secara berkala oleh
International Panel on Climate Change (IPCC)
• Acidification: Acidification adalah terjadinya penurunan pH pada tanah dan air akibat
pembentukan ion H+
(Wikipedia, 2011a dan 2011b). Terbentuknya kation ini disebabkan
oleh reaksi antara senyawa seperti aluminium sulfat, senyawa-senyawa nitrogen dari pupuk,
dan perembesan ion-ion kalsium, magnesium, kalium, dan natrium ke dalam tanah. Potensi
acidification dinyatakan dalam satuan kg SO2 ekuivalen.
• Eutrophication: Eutrophication adalah kenaikan jumlah spesies tertentu yang diikuti
penurunan jumlah spesies lain akibat adanya peningkatan senyawa-senyawa nitrat dan
fosfat. Eutrophication di perairan menyebabkan terjadinya penurunan jumlah spesies air
tertentu akibat meningkatnya jumlah fitoplankton sehingga terjadi peningkatan persaingan
untuk memperoleh nutrisi dan kesulitan memperoleh oksigen (hipoksia) . Ini sebenarnya juga
terjadi di daratan, seperti bertambahnya jumlah ilalang yang diikuti berkurangnya populasi
tanaman lain (Wikipedia, 2011c). Potensi eutrophication akibat emisi dinyatakan dalam
satuan kg PO4
3-
ekuivalen.
Analisis Dampak
(Life Cycle Impact Assessment/LCIA)
Sub-sitem proses produksi biodiesel secara
katalis dengan bahan baku CPO/CJCO
(Keseimbangan Energi)
Analisis Dampak
(Life Cycle Impact Assessment/LCIA)
2. Analisis Dampak Eksergi
Cengel (2005)  analisis eksergi dilakukan dengan mengembangkan model
keseimbangan eksergi berdasarkan model fisik sistem termal dengan
memanfaatkan konsep Hukum I dan II Termodinamika Tertutup  energi masuk
sama dengan jumlah energi yang diserap (energy stored) dan energi yang keluar :
Asumsi pada kondisi steady, tidak ada energi yang diserap :
Persamaan keseimbangan entropi :
Asumsi pada kondisi steadi sehingga tidak ada entropi yang diserap
(entropy stored)
2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...)
Persamaan keseimbangan eksergi ini pada kondisi tidak steady. Eksergi
yang dikonsumsi sebanding dengan produksi entropi pada suhu keseimbangan
lingkungan.
Dalam konteks pengolahan biodiesel yang sedang dikaji
ini diperoleh keseimbangan energinya sebagai berikut :
2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...)
• Produksi biodiesel, semaksimal mungkin dalam prosesnya memanfaatkan produk
samping dari jarak pagar atau kelapa sawit sebagai bahan baku sumber energi
prosesnya, sehingga pemborosan waste dapat dikurangi.
• Dalam James, A.D, dkk. (2006) menjelaskan bahwa jumlah energi yang dibutuhkan
untuk menghasilkan biodiesel, relatif terhadap kandungan energinya  Proses ini
dievaluasi dengan menggunakan metode keseimbangan energi bersih (NEB = Net
Energy Balance) : Kandungan energi bahan bakar - Kandungan energi dari minyak
bumi + fosil lainnya sebagai sumber energi yang digunakan selama seluruh siklus
produks
• BBM = NEBs negatif, Seperti yang dinyatakan oleh hukum kedua termodinamika, di
semua energi, jika energi tidak masuk atau meninggalkan sistem, potensi energi akan
selalu kurang dari keadaan awal. Konversi minyak mentah menjadi bensin, Energi
Bersih Rasio (NER) = energi keluaran bensin dibagi dengan input energi = < 1
• NEB & NER  metode untuk mengevaluasi keberlanjutan biofuel sejak krisis energi
tahun 1970-an (US Department of Energy, 1980 dalam James, A.D, dkk. (2006)).
• Dari hasil analisa Stout (1990) dalam James, A.D, dkk. (2006) menyebutkan bahwa
nilai NEB biofuel positif, karena disamping energi terbarukan yang melekat pada
bahan bakunya, juga ampasnya masih dapat digunakan sebagai sumber energi dalam
proses pengolahannya, dan karena sebagian besar analis energi pertanian melihat
energi matahari ditangkap oleh biomassa dengan bebas.
2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...)
2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...)
Ebb
: Energi masuk dari bahan bakar (kJ/s)
HHV : Higher heating value (kJ/kg)
mbb
: Laju aliran bahan bakar (kg/s)
C : Komposisi carbon dalam bahan bakar
H2
: Komposisi hidrogen dalam bahan bakar
O2
: Komposisi oksigen dalam bahan bakar
S : Komposisi sulfur dalam bahan bakar
H2
: Komposisi hidrogen dalam bahan bakar
H2
O : Komposisi uap air dalam bahan bakar
Nama Produk Nilai Heating Value (HV) Reference
HHV LHV
CPO 39.74 MJ/kg 33.5 MJ/kg Demirbas, 2008
39.19 MJ/kg (HHVC); 39.11 MJ/kg (HHVM) Fassinou, et.al., 2010
39.4 MJ/kg (CV) Yusup, et al., 2010
39.2 MJ/kg (HC) Ndayishimiye,et.al, 2011
39.9 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
CJCO 33 MJ/kg Singh & Padhli, 2009 di Marchetti, 2011
39.10 MJ/kg (HHVC); 39.00 MJ/kg (HHVM) Fassinou, et.al., 2010
35,58 MJ/kg (HV) Trubus, 2005 dalam Purba, 2007
39.23 MJ/kg (CV) Gui et.al, 2008 dalam Marchetti, 2011
BDF- CPO 39.837 MJ/kg 37.1 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008
40.334 MJ/kg Wikepedia, 2010
41.24 MJ/kg Demirbas, 2008
39.8 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
BDF- 5%_CPO 41.7 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008
44.8 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
BDF-10%_CPO 44.5 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
BDF- 20%_CPO 41.0 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008
43.4 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
BDF-30%_CPO 40.5 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008
41.5 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
BDF-CJCO 9423 kCal/ltr (Gross HV) Suhartana, et.al, 20..
BDF-5%_CJCO 9271 kCal/ltr (Gross HV) Suhartana, et.al, 20..
BDF-10%_CJCO 9275 kCal/ltr (Gross HV) Suhartana, et.al, 20..
DF 44.8 MJ/kg Wikepedia, 2010
45.0 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011
HHV dan LHV untuk CPO, CJCO, BDF-CPO, BDF-CJCO, DF :
INTERPRETASI
Parameter (rencana...) CPO dan
BIODIESEL
CJCO dan
BIODIESEL
Diesel Fuel
(Pembanding)
Energi & Exergy Input (MJ) ? ? *
Energi & Exergy Output (MJ) ? ? *
Energi & Exergy Proses (MJ) ? ? *
Rasio Energi/Rasio Exergi ? ? *
Acidification ? ? *
Eutropication ? ? *
Global Warming Potensial ? ? *
Enviromental Impact Total ? ? *
Exergetic Impact Total ? ? *
Kesimpulan-Rekomendasi-Laporan
51Jan 5, 2016
Biji jarak kering
Pengepresesan berulir
(sistem kontinyu)
Minyak jarak
(30 - 35%)
Ampas/bungkil
CJCO
Minyak jarak (8 - 10%)
Solvent Extraction
(pelarut heksan/heptana) Ampas/bungkil
Destilasi Solvent
DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN CJCO
• Siklus hidup penilaian (LCA) adalah alat manajemen lingkungan yang
memungkinkan identifikasi dan kuantifikasi dampak lingkungan dari suatu
produk, proses atau kegiatan dari 'cradle to grave = ayunan sampai liang
kubur', atau dari ekstraksi bahan baku untuk pembuangan akhir sampah
• penggabungan pemikiran siklus hidup dalam berbagai standar pengelolaan
lingkungan dan tindakan legislatif, termasuk Uni Eropa Eco-Manajemen dan
Skema Audit = Eco-Management and Audit Schemes (EMAS) (EC, 1993),
ISO 14000 sebagai Sistem Manajemen Lingkungan (EMS) (ISO, 1996) dan
Petunjuk EC pada Pengendalian Pencemaran Pencegahan Terpadu =
Directive on Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) (EC, 1996).
UK Biodiesel LCA
Biodiesel vs Fossil-diesel
• CO2 Emissions
– For each MJ of biodiesel produced 0.025Kg of CO2 is released.
– For each MJ of fossil diesel produced 0.087Kg of CO2 is released.
• GHG Emissions
– For each MJ of biodiesel produced 0.041Kg of GHG CO2 equivalent is
released.
– For each MJ of fossil diesel produced 0.095Kg of GHG CO2 equivalent is
released.
• Energy Requirements
– For each MJ of biodiesel produced 0.45 MJ is required.
– For each MJ of fossil diesel produced 1.26 MJ is required.
1.Substituting 100% biodiesel (B100) for petroleum diesel in buses reduces
the life cycle consumption of petroleum by 95%. When a 20% blend of
biodiesel and petroleum diesel (B20) is used, the life cycle consumption
of petroleum drops 19%.
2.Biodiesel yields 3.2 units of fuel product energy for every unit of fossil
energy consumed in its life cycle. The production of B20 yields 0.98 units
of fuel product energy for every unit of fossil energy consumed. By
contrast, petroleum diesel’s life cycle yields only 0.83 units of fuel product
energy per unit of fossil energy consumed. Such measures confirm the
“renewable” nature of biodiesel.
3.Biodiesel reduces net emissions of CO2 by 78.45% compared to
petroleum diesel. For B20, CO2 emissions from urban buses drop
15.66%.
4.The use of B100 in urban buses results in substantial reductions in life
cycle emissions of total particulate matter, carbon monoxide and sulfur
oxides (32%, 35% and 8% reductions, respectively, relative to petroleum
diesel’s life cycle)
5.The use of B100 in urban buses increases life cycle emissions of NOx by
13.35%. Blending biodiesel with petroleum proportionately lowers NOx
emission. B20 exhibits a 2.67% increase in life cycle emissions of NOx
From Sheehan, et al. (1998) “Life Cycle Inventory of Biodiesel and Petroleum Diesel for Use in an Urban Bus,” NREL/SR-
580-24089 UC Category 1503
US Biodiesel LCA
Penurunan Emisi Udara Siklus Hidup untuk Skenario Area Chicago Biodiesel
Kuliah
Kolokium TAHAPAN SIKLUS HIDUP
(cradle to grave)
(cradle to gate)
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Metodologi LCA
2. Kerangka
Metodologi LCA
3. Scope and
Defenition
4. Life Cycle
Inventory (LCI)
-Bank Data
-
5. Life Cycle
Impact
Assessment
(LCIA)
6. Interpretation
Langkah-langkah LCI
• Persediaan analisis siklus hidup (LCI) melibatkan pengumpulan data beban lingkungan
yang diperlukan untuk memenuhi tujuan penelitian. Lingkungan beban (atau intervensi)
ditentukan oleh bahan dan energi yang digunakan dalam sistem, emisi ke udara,
limbah cair dan limbah padat yang dibuang ke lingkungan
• Karakterisasi terperinci sistem melibatkan disagregasi perusahaan menjadi beberapa
antar-link subsistem. Beban lingkungan yang kemudian dihitung untuk setiap
subsistem mengikuti Persamaan 1.
(1)
Dimana Bj adalah beban total dari sistem, bj, i adalah beban (atau intervensi) j dari
proses atau subsistem i dan xi adalah aliran massa atau energi yang berkaitan dengan
subsistem itu
PPs 700
Topik Khusus TAHAPAN SIKLUS HIDUP
1. Metodologi LCA
2. Kerangka
Metodologi LCA
3. Metode LCIA
4. Life Cycle
Inventory (LCI)
-Bank Data
-
5. Life Cycle
Impact
Assessment
(LCIA)
6. Interpretation
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
•EPS 2000 (Steen,1999)
•Eco-Indicator 99
(Goedkoop & Spriensma,2001)
•Metode CML (Heijing et al,1992; Guinee
et al,2001
•Metode EDIP (Hauchild & Wenzel, 998)
Potensi ekonomi pohon jarak pagar
Kiman siregar b2 01-s3-1-room b for ecobalance seminar_yokohama_22 nov 2012 edit 15
BAHAN BAKU BIOFUEL
• Pati dan gula  etanol
• Oil crops dan lemak hewan  biodiesel
• Amerika Serikat, yang merupakan produsen jagung
terbesar di dunia, membuat 98% etanol  pati jagung.
• Amerika Selatan & Tengah, dan Karibia  gula 
etanol
• Brasil  produsen gula terbesar di dunia  tebu 
etanol. India dan Australia  tebu  etanol
• Uni Eropa (UE)  bit gula, gandum, dan barley 
etanol
• Minyak-bantalan tanaman (oil-bearing crops), seperti
kedelai, rapeseed, canola, biji sawi, minyak kelapa
sawit, minyak kelapa, kacang, dan bunga matahari 
biodiesel
• Rapeseed  tumbuh di Eropa  biodiesel di Uni Eropa
• Amerika Serikat berasal dari kedelai dan jagung,
sehingga minyak kedelai telah menjadi bahan baku
dominan yang digunakan dalam produksi biodiesel
(Duffield et al., 1998)@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
BIO-TRANSPORTASI BAHAN BAKAR
DAN ADITIF BAHAN BAKAR
• Etanol yang paling banyak digunakan di Amerika
Serikat dicampur dengan bensin dengan kisaran
antara 5 dan 10% untuk meningkatkan kandungan
oksigen dan / atau nilai oktan bahan bakar
• Biodiesel campuran digunakan di Uni Eropa, Jerman,
Austria, dan Swedia  biodiesel 100% = B100
• Perancis mendorong penggunaan B5
• Biodiesel campuran yang paling populer di Italia
adalah B5
• Biodiesel  Amerika Serikat  B20, tetapi
campuran yang lebih rendah, seperti B5, menjadi
lebih populer
• Penggunaan tingkat yang lebih tinggi biofuel di
kendaraan mungkin memerlukan modifikasi
mesin ringan dan penanganan khusus dan
sistem penyimpanan kadang-kadang diperlukan
untuk mengakomodasi bahan bakar
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
PASOKAN BIOFUELS
Pada tahun 2004, dunia menghasilkan 40,7 milyar
liter ethanol. Brasil adalah etanol produser terbesar
dengan sekitar 37% dari produksi dunia, diikuti oleh
Amerika Serikat yang menghasilkan 32%
Proporsi produksi bahan bakar etanol dunia, 2004 (Licht (2004);
Energi Informasi Administrasi (2005)@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
MASA DEPAN PASOKAN BIOFUELS
• Meskipun pasokan dunia biofuel berkembang secara cepat,
biofuel hanya menyediakan fraksi bahan bakar transportasi
kebutuhan dunia. Sebagai contoh, 12,87 milyar liter etanol
yang diproduksi di Amerika Serikat pada 2004 hanya sekitar
2% dari bensin tahunan konsumsi (Federal Highway
Administration, 2004).
• US etanol produksi yang diperlukan sekitar 38.360.000
metrik ton jagung atau sekitar 12% dari tanaman jagung
2004 (US Department Pertanian, 2005).
• Pasar etanol memiliki efek positif pada harga jagung, tapi
sejauh ini produksi etanol belum cukup besar untuk memiliki
pengaruh besar pada pasokan jagung.
• Studi menyimpulkan bahwa peningkatan produksi etanol,
terutama dari jagung, untuk 18,92 milyar liter tidak akan
menempatkan tekanan besar pada pasar pertanian (US
Departemen Pertanian, 2000).
• Studi menyimpulkan bahwa pendapatan pertanian akan
meningkat sebesar $ 2,9 miliar, dan diperkirakan bahwa
harga jagung akan $ 12,60 per metrik ton pada tahun 2012
lebih tinggi daripada tidak adanya RFS
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
MASA DEPAN PASOKAN BIOFUELS
• Produksi etanol dari jagung dapat menguntungkan sektor
pertanian secara keseluruhan.
• Dengan asumsi tingkat pertumbuhan tahunan akan
mendatar menjadi sekitar 5% produksi etanol akan
mendekati 8 miliar galon pada tahun 2015, sekitar 5% dari
konsumsi bensin AS. Hal ini akan membutuhkan hampir
25% dari produksi jagung tahunan
AS-etanol produksi jagung (Petani Jagung Nasional Assoc.
(1992); Administrasi Informasi Energi (2005)@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
MENGUKUR KEBERLANJUTAN BIOFUEL
• Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan
biofuel, relatif terhadap kandungan energinya 
dievaluasi dengan menggunakan metode keseimbangan
energi bersih (NEB = Net Energy Balance)
• Keseimbangan energi bersih = Kandungan energi
bahan bakar - Kandungan energi dari minyak bumi +
fosil lainnya sebagai sumber energi yang digunakan
selama seluruh siklus produksi bahan bakar itu
• Semua bahan bakar minyak bumi NEBs negatif, karena
ketika mengubah satu bentuk energi ke bentuk yang
lebih berguna energi, proses transformasi menggunakan
energi dari keadaan awal. Seperti yang dinyatakan oleh
hukum kedua termodinamika, “di semua energi, jika
energi tidak masuk atau meninggalkan sistem,
potensi energi akan selalu kurang dari keadaan
awal”
• Misalnya : Konversi minyak mentah menjadi bensin,
Energi Bersih Rasio (NER) = energi keluaran bensin
dibagi dengan input energi = < 1
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
NEB (Net Energy Balance) & NER (Net Energy Ratio)
• NEB & NER telah menjadi metode yang populer untuk
mengevaluasi keberlanjutan biofuel sejak krisis energi
tahun 1970-an (US Department of Energy, 1980)
• Misalnya : mengubah minyak mentah menjadi bahan
bakar transportasi,  Hukum Kedua Termodinamika,
selalu ada kehilangan energi. Dengan demikian, semua
bahan bakar fosil memiliki keseimbangan energi
negatif bersih (NEB), dimana NEB = (sebagai
kandungan energi bahan bakar) – (kandungan energi
minyak + sumber energi yang dibutuhkan untuk
memproduksinya)
• Pengecualian untuk biofuel karena sebagian besar
analis energi pertanian melihat energi matahari
ditangkap oleh biomassa dengan bebas (Stout, 1990).
Ketika energi surya tidak dimasukkan dalam
perhitungan NEB, adalah mungkin untuk bahan bakar
biomassa memiliki NEB positif.
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
NEB (Net Energy Balance) & NER (Net Energy Ratio)
• Sehingga bahan bakar dengan NEB lebih tinggi
dikatakan lebih hemat energi
• Pengukuran lain = untuk memperkirakan nilai energi
bersih bahan bakar adalah Net Energy Ratio = NER,
dimana NER adalah energi output dibagi dengan
input energi. Sebuah bahan bakar dengan NER > 1
menunjukkan energi bersih keuntungan. Jika NER < 1
menunjukkan kehilangan energi bersih.
• NEB rendah nilai biofuel = efisiensi produksinya rendah
= beban lingkungan yang lebih besar dan lebih
besar konsumsi sumber daya untuk produksi bahan
bakar.
• Dengan demikian, NEB dapat digunakan sebagai
pendekatan pertama dalam mengukur kelestarian
lingkungan dari biofuel yang diberikan.
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
NEB (Net Energy Balance) & NER (Net Energy Ratio)
• Analisis biofuel telah maju dalam 15 tahun terakhir,
peneliti dan praktisi mulai menyadari keterbatasan
metode NEB. Telah ditemukan bahwa penggunaan
energi mungkin tidak memiliki hubungan linier yang
ketat dengan beban lingkungan. Sebagai contoh,
petrokimia digunakan oleh petani untuk pemupukan
sering memancarkan jumlah emisi oksida nitrogen
yang signifikan
• Potensial gas rumah kaca, kebanyakan tidak akan
disertakan dalam analisis NEB. Dengan demikian,
dalam beberapa hal, NEB mungkin bukan indikator
yang baik kelestarian lingkungan dari bahan bakar yang
diberikan.
• Lingkungan keberlanjutan dari suatu bahan bakar harus
dianalisis secara langsung dengan menggunakan
metode seperti fuel cycle analysis (FCA).@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
MENGUKUR KEBERLANJUTAN BIOFUEL
• NER rata2 listrik total AS = sekitar 0,45
Rasio energi bersih dari sumber energi terbarukan dan fosil
(Wang (2005)
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
RINGKASAN
- Etanol dan biodiesel merupakan biofuel yang
sukses secara komersial
- Brasil produsen terbesar di dunia (tebu) =
etanol, USA (biji-bijian), produksi 2 negara ini
pada 2004 = 40,7 milyar liter etanol
- USA dengan teknologi konversi bahan sellulosa ,
dapat menghasilkan 189 – 265 milyar ltr
etanol/tahun (energi terbarukan)
- Biofuel : dapat meningkatkan kualitas lingkungan,
menstabilkan global emisi Gas Ruma Kaca (GRK)
- Negara berkembang seperti Indonesia sangat
berpotensi untuk mengembangkan biofuel
@Kiman Siregar – TEP
PASCA IPB, 2010
1. Latar Belakang
2. Bahan Baku
Biofuel
3. Bio-Transportasi
Bahan Bakar dan
Aditif Bahan
Bakar
4. Pasokan
Biofuels
5. Masa Depan
Pasokan
Biofuels
6. Mengukur
Keberlanjutan
Biofuels
7. Ringkasan
PPs 700
Topik Khusus
• Sebuah daftar rinci dari input materi dan energi dilakukan dengan menggunakan data
dari perusahaan-perusahaan lokal dan selesai menggunakan Ecoinvent 1,2 database
• Hasil menunjukkan bahwa tahap transesterifikasi menyebabkan 68% dari dampak
lingkungan total. paracinput exergy utama uranium dan gas alam. Jika target yang
ditetapkan oleh Rencana Energi terbarukan Spanyol dicapai, input exergy untuk
memproduksi biodiesel akan berkurang sebesar 8% dalam sistem ini dan akibatnya
dampak lingkungan dan masukan exergy dikurangi hingga 36% pada tahun 2010.
• Life cycle assessment (LCA) and exergetic life cycle assessment (ELCA) of the
production of biodiesel from used cooking oil (UCO) (L. Talens Peiro, L. Lombardi, G.
Villalba Me´ndez, X. Gabarrell i Durany (2010)
• Perubahan iklim ini jika tidak segera ditangani akan menimbulkan dampak-dampak
yang merugikan bagi kehidupan umat manusia, seperti kenaikan permukaan laut yang
membawa dampak luas bagi manusia, terutama bagi penduduk yang tinggal di dataran
rendah, di daerah pantai yang padat penduduk di banyak negara dan di delta-delta
sungai
• Salah satu perkiraan adalah bahwa sekitar tahun 2020 sejumlah penduduk dunia
terancam bahaya kekeringan dan banjir. Negara-negara miskin akan menderita luar
biasa akibat perubahan iklim, karena letak geografisnya dan kekurangan sumber alam
untuk penyesuaian dengan perubahan dan melawan dampaknya dalam hal ini
rusaknya produktivitas pangan dan ketersediaan air, meningkatnya wabah malaria,
demam berdarah, dan diare. Oleh karena itu, demi kelangsungan hidup manusia kita
harus segera berupaya mengurangi kegiatan yang mengeluarkan emisi gas rumah
kaca guna menghambat laju terjadinya perubahan iklim.
• Emisi ke udara seperti CO2 mengancam kesehatan manusia, pada konsentrasi tinggi
(toksisitas) di udara akan dapat menyebabkan pingsan dan kematian
Senyawa
Emisi litrik PLN (kg/kWh)
langsung tak langsung total
CO2 7.00E-01 1.90E-02 7.19E-01
SO2 2.30E-03 1.00E-04 2.40E-03
NOx 2.90E-03 9.10E-05 2.99E-03
CO 9.40E-05 2.50E-05 1.19E-04
CH4 1.50E-05 4.50E-03 4.52E-03
NMVOC 3.00E-05 6.90E-04 7.20E-04
N2O 1.90E-05 3.60E-06 2.26E-05
Pb 3.00E-08 1.00E-08 4.00E-08
•Faktor emisi sumber energi :
senyawa
emisi solar
(mobile combustion)
emisi solar
(stationary
combustion)
emisi
arang kayu
biomassa
lainnya
(kg/kJ) (kg/kJ) (kg/kJ) (kg/kJ)
CO2 7.41E-05 7.41E-05 1.12E-04 1.00E-04
CH4 3.90E-09 1.00E-08 2.00E-07 3.00E-07
N2O 3.90E-09 6.00E-10 1.00E-09 4.00E-09
NOx 8.00E-07 1.90E-09 1.00E-07 1.00E-07
CO 1.00E-06 4.00E-10 7.00E-06 5.00E-06
NMVOC 2.00E-07 2.00E-07 1.00E-07 6.00E-07
SO2 6.92E-08 6.92E-08 6.55E-08 variatif *
Pb 1.40E-03 0.00E-00 0.00E-00 0.00E-00
(sumber : Houghton, et al.,1996 & Rypdal, et al., 2007 dalam Pramudita, D, dkk., 2011)
(sumber : Widiyanto, et al., 2003 dalam Pramudita, D, dkk., 2011)
Senyawa
GWP100
ELU ODP
Human
Toxicity
Freshwater
Ecotoxicity
Marine
Ecotoxicity
Terrestrial
Ecotoxicity
Photochemi
cal
Oxidation
Acidification Eutrophicatio
kg CO2 ELU
kg
CFC-11
kg 1,4-dichlorobenzene kg etilen kg SO2 kg PO4
3-
O2
1.00E+0
0
1.08E-01
0.00E+0
0
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
H4
2.50E+0
1
2.72E+00
0.00E+0
0
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 6.00E-03 0.00E+00 0.00E+00
2O
2.98E+0
2
3.83E+01
0.00E+0
0
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 2.70E-01
Ox
0.00E+0
0
2.13E+00
0.00E+0
0
1.20E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 5.00E-01 1.30E-01
O
0.00E+0
0
3.31E-01
0.00E+0
0
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 2.70E-02 0.00E+00 0.00E+00
MVOC
0.00E+0
0
0.00E+00
0.00E+0
0
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
O2 (SOx)
0.00E+0
0
3.27E+00
0.00E+0
0
9.60E-02 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 4.80E-02 1.20E+00 0.00E+00
M10
0.00E+0
0
3.60E+01
0.00E+0
0
8.20E-01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
b
0.00E+0
0
2.91E+03
0.00E+0
0
4.67E+02 2.40E+00 7.05E+03 1.57E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
•Nilai ekuivalensi dampak-dampak lingkungan dari senyawa-senyawa emisi yang
akan dikaji (dalam Pramudita, D, dkk., 2011) :
Properties Unit Methyl Ester (1) Ethyl Ester (2)
Density at 15 o
C
Kinematic viscosity at 30 o
C
Flash Point
Cetane Number
Carbon residu
Phosphor (P) content
Calcium (Ca) content
Magnesium (Mg) content
Fe content
g/cm3
mm2/s
o
C
-
%m/m
ppm
ppm
ppm
ppm
0.879
4.84
191
51
0.02
17.5
6.1
1.4
0.9
0.886
5.54
190
59
-
17.5
4.4
0.8
0.3
Tabel 2. Sifat-sifat minyak biodiesel dari CJCO (Wirawan,
S.S.,2009)
(1)Foidl et al.,(1996), Gubitz et al., (1999)
(2)Foidl et al., (1996)
ELCA (Exergetic Life Cycle Assessment) :
• Merupakan instrumen yang lebih tepat untuk mengukur masalah lingkungan dari
penipisan sumber daya alam atau lebih tepat digunakan untuk menganalisa sistem
kendali lingkungan (Cornelissen, R.L & Hirs, G.G,2002)
• Efisiensi yang menggunakan rasio eksergi dapat menentukan ketersediaan
ukuran dari potensi perbaikan. Peningkatan efisiensi menyebabkan kerugian
berkurang dan akibatnya mengurangi dampak lingkungan. Sehingga konsep ELCA
akan lebih tepat untuk menganalisa dan memperbaiki dampak lingkungan, demi
keberlanjutannya (Meester, B.D, et.al., 2008)
• ELCA menentukan penipisan sumber daya alam, sementara dampak lingkungan
lainnya dihitung dengan LCA (Hajjaji, N.et al., 2001 ). Semakin tinggi kandungan
eksergi, semakin jauh suatu sistem dari lingkungan referensi termodinamika. Eksergi
juga kadang-kadang diukur dalam beberapa jenis eksergi, seperti : eksergi kinetik,
eksergi potensial, eksergi fisik, eksergi kimia dan eksergi nuklir (Szargut, 2005)
• Eksergi menawarkan beberapa penambahan di LCA, misalnya sebagai seragam
indikator total dampak lingkungan atau ketika melakukan penilaian perbaikan untuk
mengidentifikasi kerugian nyata. ELCA dapat digunakan sebagai ukuran dari
deplesi dan penggunaan kedua sumber daya energi dan material dalam rangka
untuk menunjukkan dimana emisi yang besar dapat dicegah atau dipisahkan dan
diubah menjadi limbah tidak berbahaya atau produk berguna (Wall G dan Gong M,
2001).
ELCA (Exergetic Life Cycle Assessment) :
Defenisi/Uraian Sumber
Merupakan instrumen yang lebih tepat untuk mengukur
masalah lingkungan dari penipisan sumber daya alam atau lebih
tepat digunakan untuk menganalisa sistem kendali lingkungan
Cornelisse
n, R.L &
Hirs,
G.G,2002
Efisiensi yang menggunakan rasio eksergi dapat menentukan
ketersediaan ukuran dari potensi perbaikan. Peningkatan
efisiensi menyebabkan kerugian berkurang dan akibatnya
mengurangi dampak lingkungan. Sehingga konsep ELCA akan
lebih tepat untuk menganalisa dan memperbaiki dampak
lingkungan, demi keberlanjutannya
Meester,
B.D, et.al.,
2008
ELCA menentukan penipisan sumber daya alam, sementara
dampak lingkungan lainnya dihitung dengan LCA. Semakin tinggi
kandungan eksergi, semakin jauh suatu sistem dari lingkungan
referensi termodinamika
Hajjaji, N.et
al., 2001
Eksergi menawarkan beberapa penambahan di LCA, misalnya
sebagai seragam indikator total dampak lingkungan atau ketika
melakukan penilaian perbaikan untuk mengidentifikasi kerugian
nyata. ELCA dapat digunakan sebagai ukuran dari deplesi
dan penggunaan kedua sumber daya energi dan material
dalam rangka untuk menunjukkan dimana emisi yang besar dapat
Wall G dan
Gong M,
2001

More Related Content

PDF
Referensi Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Biodiesel dari Minyak Sawi...
PPT
PRESENTATION BIO BOOSTERS - BAHASA MALAYSIA
PDF
Contoh Jurnal Kimia Industri
DOCX
PDF
Jurnal Kimia Industri
PDF
Waste to Energy in Palm Oil
PDF
Waste to energy
DOC
(80 a.nutrisi dan metabolisme
Referensi Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi Biodiesel dari Minyak Sawi...
PRESENTATION BIO BOOSTERS - BAHASA MALAYSIA
Contoh Jurnal Kimia Industri
Jurnal Kimia Industri
Waste to Energy in Palm Oil
Waste to energy
(80 a.nutrisi dan metabolisme

Recently uploaded (20)

PPTX
Juknis pelaksanaan intervensi serentak pencegahan stunting
PPTX
Presentasi DMPG Hari Lingkungan Hidup.pptx
PDF
Sosialisasi PROPER 2025 - Deputi PPKL.pdf
PPTX
materi Kebencanaan atau sekolah siaga bencana
PDF
Lingkungan fisik kaya teks merujuk pada lingkungan belajar, khususnya di dala...
PPTX
REFRESHEMNT BASIC SAFETY 2024zxbsdfnsfmn
PDF
Pemanfaatan Peta Bahaya 2024 untuk meningkatkan upaya pencegahan dan mitigasi
PPTX
MAMALIA BIOLOGI ORGAN BIOLOGI KEANEKARAGAMAN TUMBUHAN
PDF
BUKTI KEMENANGAN DI TANGKI4D DENGAN TOP GAME KAMI
PPT
Dasar_Dasar_Kesehatan_Lingkungan.ppt MATA
PPTX
dasar-dasar P3 K di tempat kerja bagi para pekerja
PPTX
Porifera dan Coelenterata Kelompok IDENTIFIKASI
PPTX
MAMALIA BIOLOGI ORGAN BIOLOGI KEANEKARAGAMAN TUMBUHAN
PPTX
BBLabkesmasJKT_PaparanSurveilansUdara_Updated.pptx
PPTX
Kesepakatan_Kesssssssssssssssssssssslas_9.pptx
PPTX
Cephalochordata dan Agnatha_Kelompok 1_KH.pptx
PDF
ASPEK PENILAIAN PROPER BIDANG PENGELOLAAN B3.pdf
PPTX
Overview Pedoman SKUDR_Katimker PUTK.pptx
PDF
by Vina Frisilia_20241101_201137_0000.pdf
PDF
PPT KH Kelompok 2 (Platyhelmintes, Nemathelmistes, Annelida) .pdf
Juknis pelaksanaan intervensi serentak pencegahan stunting
Presentasi DMPG Hari Lingkungan Hidup.pptx
Sosialisasi PROPER 2025 - Deputi PPKL.pdf
materi Kebencanaan atau sekolah siaga bencana
Lingkungan fisik kaya teks merujuk pada lingkungan belajar, khususnya di dala...
REFRESHEMNT BASIC SAFETY 2024zxbsdfnsfmn
Pemanfaatan Peta Bahaya 2024 untuk meningkatkan upaya pencegahan dan mitigasi
MAMALIA BIOLOGI ORGAN BIOLOGI KEANEKARAGAMAN TUMBUHAN
BUKTI KEMENANGAN DI TANGKI4D DENGAN TOP GAME KAMI
Dasar_Dasar_Kesehatan_Lingkungan.ppt MATA
dasar-dasar P3 K di tempat kerja bagi para pekerja
Porifera dan Coelenterata Kelompok IDENTIFIKASI
MAMALIA BIOLOGI ORGAN BIOLOGI KEANEKARAGAMAN TUMBUHAN
BBLabkesmasJKT_PaparanSurveilansUdara_Updated.pptx
Kesepakatan_Kesssssssssssssssssssssslas_9.pptx
Cephalochordata dan Agnatha_Kelompok 1_KH.pptx
ASPEK PENILAIAN PROPER BIDANG PENGELOLAAN B3.pdf
Overview Pedoman SKUDR_Katimker PUTK.pptx
by Vina Frisilia_20241101_201137_0000.pdf
PPT KH Kelompok 2 (Platyhelmintes, Nemathelmistes, Annelida) .pdf
Ad
Ad

Kiman siregar b2 01-s3-1-room b for ecobalance seminar_yokohama_22 nov 2012 edit 15

  • 1. A Comparison of Life Cycle Inventory of Pre- harvest, Production of Crude Oil, and Biodiesel Production on Jatropha curcas and Palm Oil as A Feedstock for Biodiesel in Indonesia by : Kiman SIREGAR Armansyah H.TAMBUNAN Abdul K. IRWANTO Soni S. WIRAWAN Tetsuya ARAKI @Ecobalance International Conference, Yokohama, 22 November 2012
  • 2. 2 OOUTLINE :UTLINE : 1.1. IntroductionIntroduction 2.2. MethodologyMethodology 3.3. Result and DiscussionResult and Discussion 4.4. ConclusionConclusion 5.5. AcknowledgementAcknowledgement
  • 3. INTRODUCTION  Two important issues of biodiesel development : (1) Global warming (2) Energy security  Global warming issue can be analyzed by Life Cycle Assessment (LCA)  LCA can be used to ensure that environmental impact has been considered in decision making.  The result of LCA is highly influenced by the reliability and sufficiency of data inventory of the assessed objects  Accessibility of data for LCA in Indonesia still very limited and need to be improved  Palm oil is the main biodiesel feedstock in Indonesia, as aditional Jatropha curcas oil also consider as an alternative feedstock
  • 4. OBJECTIVE The purpose of this study is to perform and to compare life cycle inventory of biodiesel production between palm oil and Jatropha curcas oil
  • 5. METHODOLOGY Research boundary 1. Land preparation 2. Seedling 3. Planting 4. Fertilizing 5. Protection 6. Harvesting 7. Palm oil mills/Oil extraction 8. Biodiesel production The main difference between those two feedstock is crude oil production  Oil palm by milling on other ways Jatropha curcas by extraction
  • 6. METHODOLOGY  Life Cycle Impact Assesment was conducted using the software released by MiLCA-JEMAI version 1.0.3.17  Point of interest for environmental impacts in this study : 1. Global warming potential (GWP), 100-year, IPCC,2007 (kg-CO2eq.) 2. Acidification, DAF, LIME 2006 (kg-SO2eq.) 3.Waste, landfill volume, LIME 2006 (m3 ) 4.Eutrophication, EPMC, LIME 2006 (kg-PO4eq.) 5.Energy consumption, HHV-fossil fuel (MJ)  The study was carried out in January 2011 – January 2012 at Laboratory of Heat and Mass Transfer, Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Bogor Agricultural University
  • 7. METHODOLOGY 1.Introduction -Background -Objective of my research 2.Methodology -Resource of data -Boundary of my research 3. Result and Discussion -Goal and scope defenition -Life cycle inventory -Impact assesment 4.Conclusion 1.Primary data  Data for oil palm plantation, harvesting and palm oil mills were collected from PT. Perkebunan Nusantara VIII Unit Kebun Kertajaya Banjarsari Lebak Banten Indonesia. While, data for Jatropha curcas plantation, harvesting and oil extraction were collected from Pusat Induk Jarak Pagar Pakuwon Sukabumi West Java Indonesia  Catalytic transesterification experiment was conducted in a facility owned by Agency for Technology Assessment and Application of Indonesia (Capacity = 1 ton BDF/day) 2. Secondary data  Scientific journal,  Research report published by research institutions as follow ; Bogor Agricultural University, Institute of Technology Bandung, Indonesian Oil Palm Research Institute, private company with core business in CPO/CJCO and biodiesel processing Data Source
  • 8. Restrictions and the assumption of this research 1. The functional unit (FU) of this study is 1 ton of Bio Diesel Fuel (BDF) 2. Transportation from seedling to plantation area and from plantation to palm oil mills and from palm oil mills to biodiesel plant were also considered 3. Oil palm will start to produce at the age of 30 months, but the production will be stable after 5 years. Jatropha curcas will start to produce at the age of 4 months 4. Productivity of oil palm used in this research is 22.33 tonnes per ha, eventhough the productivity range from 12 tonnes per ha by farmers to 32.67 tonnes per ha by private plantation 5. Productivity of Jatropha curcas used in this research is 5 tonnes per ha, eventhough the productivity range from 2 tonnes per ha by farmers to 8 tonnes per ha by private plantation 6. Life cycle of oil palm is about 25 years, while Jatropha curcas can reach 50 years. In this research life cycle of both oil palm and Jatropha curcas is assumed to be 25 years since the productivity of Jatropha curcas is not stable anymore after the age of 25 years
  • 9. RESULT AND DISCUSSION Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF Oil palm land preparation uses more pesticides than Jatropha curcas Diesel fuel is used for machinerry (tractor) Oil palm seedlings takes longer time (about 12 months), compared to Jatropha curcas (about 3 months), hence oil palm need more materials and energy Input activities Input names Unit Oil Palm Jatropha curcas Herbicide kg 2.216 1.1964 Diesel fuel L 0.675 0.011 (2) Seedling Fungicides kg 0.774 1.277 Insecticides kg 0.053 0.057 Fertilizer Meister kg 0.081 - chemical fertilizer Urea 0,2 % L 1.123 - organic fertilizer kg 3.400 12.503 TSP/SP36 kg 0.107 - Muriate of Photash (K) kg 0.001 - Dolomite kg 0.002 - N-P-K-Mg (mixing) kg 0.618 - Electricity for Pump Water kWh 26.700 - Pesticides kg 0.183 - Transportation Diesel fuel L 4.896 1.560 (1) Land preparation Life Cycle Inventory (LCI)
  • 10. RESULT AND DISCUSSION At this sub process of planting, Jathropa curcas trees need more fertilizer compared to oil palms. It caused by Jathropa curcas trees need to be fertilized before planting and also there are more number of plants per hectare for Jathropa curcas (approximately at 2500 trees) than oil palms (approx. 136 trees). Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF Input activities Input names Unit Oil Palm Jatropha curcas (3) Planting TSP/SP36 kg 9.640 79.562 organic fertilizer kg 0.162 1591.238 Rock Phosphate kg 1.217 - KCl - 15.912
  • 11. RESULT AND DISCUSSION 1. Introduction -Background -Objective of my research 2. Methodology -Resource of data -Boundary of my research 3. Result and Discussion -Life cycle inventory -Impact assesment 4. Conclusion The materials and energy utilization for oil palms are higher than Jatropha curcas trees due to inheritance nature of oil palms. Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF Input activities Input names Unit Oil Palm Jatropha curcas (4) Fertilizing Urea kg 184.694 140.029 for five years TSP/SP36 kg 74.645 445.547 Rock Phosphate (RP) kg 153.685 - Sulphate of Amonia (ZA) kg 45.633 - Muriate of Potash (K)/Kclkg 202.001 152.759 Kieserite (MgSO4) kg 119.020 - HGF-B (HGF-Borate) kg 7.676 - CuSO4 kg 3.651 - ZnSO4 kg 1.582 - LSD kg 54.759 - organic fertilizer kg - 1591.238 (5) Protection Herbicides kg 2.658 2.728 for five years Pesticides kg 1.916 2.955 Curater 3G + Dipterek 95 sp kg 1.205 -
  • 12. RESULT AND DISCUSSION 1. Introduction -Background -Objective of my research 2. Methodology -Resource of data -Boundary of my research 3. Result and Discussion -Life cycle inventory -Impact assesment 4. Conclusion  At the stage of harvesting sub-process, the transport energy use for oil palms are higher than Jatropha curcas trees due to the difference of harvesting yield. The yield of oil palms is higher than yield of Jatropha curcas trees.  In the case of crude oil production, Jatropha curcas oil needs only electricity and diesel fuel for its process. On the other hand, palm oil mills need more materials and energy. Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF Input activities Input names Unit Oil Palm Jatropha curcas (6) Harvesting Transportation Diesel fuel L 5.027 2.468 Electricity kWh 44.070 14.833 Steam consumption kg 59.770 - Water consumption m3 0.852 - PAC kg 0.027 - Flokulon kg 0.00011 - Na OH kg 0.023 - H2SO4/HCl kg 0.023 - Tanin Consentrate kg 0.010 - Poly Perse BWT 302 kg 0.010 - Alkaly BWT 402 kg 0.009 - Shell consumption kg 28.746 - Transportation Diesel fuel L 4.720 1.890 (7) Palm oil mills vs Oil extraction
  • 13. RESULT AND DISCUSSION At the stage of biodesel production sub-process, due to high average value of free fatty acids (FFA) in Jatropha curcas oils, it needs esterification stage before trans-esterification. Consequently, Jatropha curcas oils needs more materials and energy. Materials and energy used at each activity to produce 1 ton BDF Input activities Input names Unit Palm oil Jatropha curcas Biodiesel production ton - 1.000 Esterification Methanol ton - 0.449 H2SO4 ton - 0.027 Electricity kWh - 1.285 Trans-esterification Biodiesel production ton 1.000 - Methanol ton 0.269 - Electricity kWh 15.645 15.645 NaOH ton 0.080 0.080 Crude glycerol ton 0.082 0.082 Water consumption L 1700.68 1719.180 Diesel fuel for Boiler L 14 16 (8) Biodiesel production
  • 14. Masukan massa dan energi untuk 1 ton BDF dari CPO & CJCO Pembukaan lahan : kelapa sawit > jarak pagar, solar digunakan untuk traktor Pembibitan : kelapa sawit (12 bulan), jarak pagar (3 bulan), kelapa sawit > jarak pagar dalam input massa dan energi Penanaman : jarak pagar lebih banyak membutuhkan pupuk dari kelapa sawit, karena pada jarak pagar dibutuhkan pemupukan di lubang tanam sebelum penanaman, jarak pagar (2500 pohon/ha) > kelapa sawit (136 pohon/ha) Pemupukan : kelapa sawit > jarak pagar, karena sifat alami sawit yang membutuhkan banyak pupuk, khusunya N-P-K HASIL DAN PEMBAHASAN : Life Cycle Inventory Tahapan Proses Masukan Massa dan Energi Stn Kelapa Sawit Jarak Pagar Herbisida kg 1.216 0.919 Minyak solar L 0.675 0.011 (2) Pembibitan Fungisida kg 0.774 1.277 Insektisida kg 0.053 0.057 Pupuk Meister kg 0.081 - Pupuk kimia Urea 0,2 % L 1.123 - Pupuk organik kg 3.400 12.503 TSP/SP36 kg 0.107 - Muriate Photash (K) kg 0.001 - Dolomite kg 0.002 - N-P-K-Mg (campuran) kg 0.618 - Listrik untuk pompa air kWh 26.700 - Pestisida kg 0.183 - Transportasi Minyak solar L 4.896 1.560 (3) Penanaman TSP/SP36 kg 9.640 79.562 Pupuk organik kg 0.162 1591.24 Rock Phosphate kg 1.217 - KCl - 15.912 (4) Pemupukan Urea kg 184.694 140.029 Untuk 5 tahun TSP/SP36 kg 74.645 445.547 Rock Phosphate (RP) kg 153.685 - Sulphate of Amonia (ZA) kg 45.633 - Muriate Potash (K) kg 202.001 152.759 Kieserite (MgSO4) kg 119.020 - HGF-B (HGF-Borate) kg 7.676 - CuSO4 kg 3.651 - ZnSO4 kg 1.582 - LSD kg 54.759 - Pupuk organik kg - 1291.23 (1) Pembukaan lahan Tahapan proses Massa dan Energi Satuan Kelapa Saw (1) Pembukaan lahan Herbisida kg 1,2 Minyak solar L 0,6 (2)Pembibitan Fungisida kg 0,7 Insektisida kg 0,0 Pupuk Meister kg 0,0 Pupuk kimia Urea 0,2 % L 1,1 Pupuk organic kg 3,4 TSP/SP36 kg 0,1 Muriate Photash (K) kg 0,0 Dolomite kg 0,0 N-P-K-Mg (mixing) kg 0,6 Listrik untuk pompa air kWh 26 Pestisida kg 0,1 Transportasi Minyak solar L 4,8 (3) Penanaman TSP/SP36 kg 9,6 Pupuk organic kg 0,1 Rock Phosphate kg 1,2 KCl (4) Pemupukan Urea kg 184,6 Untuk 5 tahun TSP/SP36 kg 74,6 Rock Phosphate (RP) kg 153,6 Sulphate Amonia (ZA) kg 45,6 Muriate Potash (K) kg 202,0 Kieserite (MgSO4) kg 119,0 HGF-B (HGF-Borate) kg 7,6 CuSO4 kg 3,6 ZnSO4 kg 1,5 LSD kg 54,7 Pupuk organic kg (5) Proteksi Insektisida kg 2,6 Untuk 5 tahun Pestisida kg 3,1 (6) Pemanenan Minyak solar L 5,0 (7) Pabrik kelapa sawit/Ektraksi minyak Listrik kWh 44,0 Konsumsi steam kg 59,7 Konsumsi air m3 0,8 PAC kg 0,0 Flokulon kg 0,00 Na OH kg 0,0 H2SO4/HCl kg 0,0 Tanin Consentrate kg 0,0 Poly Perse BWT 302 kg 0,0 Alkaly BWT 402 kg 0,0 Konsumsi cangkang (shell) kg 28,7 Transportasi Minyak solar L 4,7
  • 15. Masukan massa dan energi untuk 1 ton BDF dari CPO & CJCO Proteksi & Pemanenan : kelapa sawit > jarak pagar, solar digunakan untuk truk, hasil panen sawit > jarak pagar PKS/ektraksi minyak : jarak pagar hanya butuh listrik & solar, sedangkan sawit lebih banyak material & energi Pabrik biodiesel : karena nilai FFA pada CJCO tinggi, maka sebelum transesterifikasi dilakukan esterifikasi, sehingga material dan energi jarak pagar > kelapa sawit, HASIL DAN PEMBAHASAN : Life Cycle Inventory Tahapan Proses Masukan Massa dan Energi Stn Kelapa Sawit Jarak Pagar (5) Proteksi Herbisida kg 2.658 2.728 Untuk 5 tahun Pestisida kg 3.155 1.816 (6) Pemanenan Transportasi Minyak solar L 5.027 2.468 Listrik kWh 44.070 14.833 Konsumsi steam kg 59.770 - Konsumsi air m3 0.852 - PAC kg 0.027 - Flokulon kg 0.00011 - Na OH kg 0.023 - H2SO4/HCl kg 0.023 - Tanin Consentrate kg 0.010 - Poly Perse BWT 302 kg 0.010 - Alkaly BWT 402 kg 0.009 - Konsumsi cangkang (shell) kg 28.746 - Transportasi Minyak solar L 4.720 1.890 (8) Pabrik Biodiesel Methanol ton - 0.449 Esterifikasi H2SO4 ton - 0.027 Transesterifikasi Methanol ton 0.269 - Listrik kWh 15.645 16.925 NaOH ton 0.080 0.080 Crude glycerol ton 0.082 0.082 Konsumsi air L 1700.68 1719.18 Minyak solar untuk Boiler L 14.00 16.00 (7) Pabrik kelapa sawit/Ekstraksi minyak mentah Tahapan proses Massa dan Energi Satuan Kelapa (1) Pembukaan lahan Herbisida kg Minyak solar L (2)Pembibitan Fungisida kg Insektisida kg Pupuk Meister kg Pupuk kimia Urea 0,2 % L Pupuk organic kg TSP/SP36 kg Muriate Photash (K) kg Dolomite kg N-P-K-Mg (mixing) kg Listrik untuk pompa air kWh Pestisida kg Transportasi Minyak solar L (3) Penanaman TSP/SP36 kg Pupuk organic kg Rock Phosphate kg KCl (4) Pemupukan Urea kg 1 Untuk 5 tahun TSP/SP36 kg Rock Phosphate (RP) kg 1 Sulphate Amonia (ZA) kg Muriate Potash (K) kg 2 Kieserite (MgSO4) kg 1 HGF-B (HGF-Borate) kg CuSO4 kg ZnSO4 kg LSD kg Pupuk organic kg (5) Proteksi Insektisida kg Untuk 5 tahun Pestisida kg (6) Pemanenan Minyak solar L (7) Pabrik kelapa sawit/Ektraksi minyak Listrik kWh Konsumsi steam kg Konsumsi air m3 PAC kg Flokulon kg Na OH kg H2SO4/HCl kg Tanin Consentrate kg Poly Perse BWT 302 kg Alkaly BWT 402 kg Konsumsi cangkang (shell) kg Transportasi Minyak solar L
  • 16. RESULT AND DISCUSSION Calculation for GWP of plants for the first 5 years of each sub-processes 15.52 29.14 11.71 1,408 159.35 1.73 94.39 580.40 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Global Warming Potential 100-yearGWP(IPCC,2007) ofPalmOil Land preparation Seedling Planting Fertilizing Protection Harvesting Palm oil mills Biodiesel production kg-CO2eq./tonBDF 8.25 24.93 302.10 661.40 70.15 0.85 11.15 868.80 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Global Warming Potential 100-yearGWP(IPCC,2007) ofJatrophacurcas Land preparation Seedling Planting Fertilizing Protection Harvesting Palm oil mills Biodiesel production kg-CO2eq./ton  The GWP value for oil palms is higher than Jatropha curcas in every stages except for planting and biodiesel production stages.  The most significant environmental impact based on GWP value is caused by fertilizing and biodiesel production stages both at oil palms and Jatropha curcas. Life Cycle Impact Assessment (LCIA)
  • 17. RESULT AND DISCUSSION  The energy consumption value for oil palms is higher than Jatropha curcas in every stages except for planting and biodiesel production stages.  The highest energy consumption for Jatropha curcas is at biodiesel production sub-process. Conversely, the highest energy consumption for oil palms is at fertilizing sub-process. Calculation for energy consumption of plants for the first 5 years of each sub-processes 270 591 251 24,330 2,704.5 224.8 1,447.0 16490.00 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Energy consumption Energyconsumptionfor Palmoil Land preparation Seedling Planting Fertilizing Protection Harvesting Palm oil mills Biodiesel production MJ/ton-BDF 130 482 4,813 11,220 1,179.5 110.4 209.8 25950.00 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Energy consumption Energy consumptionfor Jatrophacurcas Land preparation Seedling Planting Fertilizing Protection Harvesting Extraction oil Biodiesel production MJ/ton-BDF
  • 18. RESULT AND DISCUSSION Total calculation for enviromental impact of plants for the first 5 years Total environmental impact for GWP of oil palm is higher than Jatropha curcas except for acidification and waste stages. The GWP emission for oil palm and Jatropha curcass are 2300.24 kg-CO2eq./ton- BDF and 1947.63 kg-CO2eq./ton-BDF, respectively The energy consumption for oil palm and Jatropha curcas are 46307.60 MJ/ton- BDF and 44093.90 MJ/ton-BDF, respectively 2,300 6.61 0.0175 0.00004 46307.60 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 Emvironmental Impact Total environmental impact forPalm oil (5 years) GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF) Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF) Energy consumption (MJ/ton-BDF) 1,948 14.11 0.0178 0.000002 44093.90 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 Emvironmental Impact Total environmental impact for Jatropha curcas (5 years) GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF) Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF) Energy consumption (MJ/ton-BDF)
  • 19. 0.00 0.00 34,272.8 18,219.3 1,871.5 1,109.4 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Global warming potential (year of 0 to 6) GWP for Palm oil (year of 0 to 6) year to 0 year to 1 year to 2 year to 3 year to 4 year to 5 kg-CO2eq./tonBDF 83,520.3 21,197.7 5,300.1 2,120.2 1,060.3 662.9 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Global warming potential (year of 0 to 6) GWP for Jatropha curcas (year of 0 to 6) year to 0 year to 1 year to 2 year to 3 year to 4 year to 5kg-CO2eq./tonBDF RESULT AND DISCUSSION The Calculation of GWP for oil palm and Jatropha curcas from 0 to 6th year The GWP value of both oil palms and Jatropha curcas is decreasing after age 5 year and continue stable until age 25 year.
  • 20. RESULT AND DISCUSSION Environmental impact on stable productivity years (5 to 25 year)  The GWP emission on stable productivity years for oil palm and Jatropha curcas are 1109.42 kg-CO2eq./ton-BDF and 662.85 kg-CO2eq./ton-BDF, respectively.  Sekiguchi assessment results showed that total CO2 emission was 0.46 CO2-kg/kg- FAME for SMV method and 0.79 CO2-kg/kg-FAME for alkali-catalyzed method (feedstock from Jatropha curcas) and 3.4 CO2-kg/kg-diesel for diesel oil. 1,109.42 2.73 0.006 0.00001 25468.13 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Emvironmental Impact Environmental impact after stable productivity for Palm oil (year to 5) GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF) Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF) Energy consumption (MJ/ton-BDF) 662.85 1.18 0.002 0.0000001 18957.63 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Emviromental Impact Environmental impact after stable productivity for Jatropha curcas (year to 5) GWP-100(kg-CO2eq/ton-BDF) Acidification (kg-SO2e/ton-BDF) Waste,landfill volume (m3/ton-BDF) Eutropication (kg-PO4e/ton-BDF) Energy consumption (MJ/ton-BDF)
  • 21. RESULT AND DISCUSSION 1. Introduction -Background -Objective of my research 2. Methodology -Resource of data -Boundary of my research 3. Result and Discussion -Life cycle inventory -Impact assesment 4. Conclusion CO2 emission reduction value of conventional diesel fuel 3.400 1.109 0.663 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Fuel source CO2 emissionsreduction value of the fossil fuel Dieseloil BDF-Palm oil BDF-Jatropha curcas kg-CO2/kg 67.37 % reduction 80.50 % reduction after stable productivitybefore stable productivity
  • 22. RESULT AND DISCUSSION Total CO2 emission reduction value of conventional diesel fuel
  • 23. CONCLUSION The GWP emission before stable productivity years for oil palms and Jatropha curcas are 2300.24 kg-CO2eq./ton-BDF and 1947.63 kg- CO2eq./ton-BDF, respectively  The GWP emission on stable productivity years for oil palms and Jatropha curcas are 1109.42 kg-CO2eq./ton-BDF and 662.85 kg- CO2eq./ton-BDF, respectively. The energy consumption before stable productivity years for oil palms and Jatropha curcas are 46307.60 MJ/ton-BDF and 44093.90 MJ/ton- BDF, respectively The energy consumption on stable productivity years for oil palms and Jatropha curcas are 25468.13 MJ/ton-BDF and 18957.63 MJ/ton- BDF ,respectively. In general, total environmental impact for biodiesel production of oil palms is higher than Jatropha curcas
  • 24. ACKNOWLEDGEMENT 1. Introduction -Background -Objective of my research 2. Methodology -Resource of data -Boundary of my research 3. Result and Discussion -Life cycle inventory -Impact assesment 4. Conclusion This research was supported by DGHE, Ministry of Education and Culture of Indonesia, under International Joint Research and Publication Scheme (No.509/SP2H/PL/VII/2011) and JSPS-DGHE Bilateral Join Research Project
  • 25. Thank you for your attention... Arigatogozaimasu
  • 26. RESULT AND DISCUSSION 1. Introduction -Background -Objective of my research 2. Methodology -Resource of data -Boundary of my research 3. Result and Discussion -Life cycle inventory -Impact assesment 4. Conclusion CO2 emission reduction value of conventional diesel fuel 3.400 1.109 0.663 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Fuel source CO2 emissions reduction value of the fossil fuel Diesel oil BDF-Palm oil BDF-Jatropha curcas kg-CO2/kg 67.37 % reduction 80.50 % reduction
  • 27. • Global warming potential, 100-year based (GWP100): GWP100 declared value caused by global warming potential emissions, within a period of 100 years. GWP100 expressed in units of kilograms of CO2 equivalent, which is the main greenhouse gas causing global warming. Value ekuivalensinya issued periodically by the International Panel on Climate Change (IPCC) • Acidification: Acidification is the decrease in the soil and water pH due to the formation of H + ions (Wikipedia, 2011a and 2011b). Cation formation is caused by a reaction between compounds such as aluminum sulfate, nitrogen compounds from fertilizer, and permeation of ions of calcium, magnesium, potassium, and sodium in the soil. Potential acidification is expressed in units of kg SO2 equivalent. • Eutrophication: eutrophication is the increase in the number of species followed by other species decline due to an increase in nitrate compounds and phosphates. Eutrophication in waters caused the decrease in the number of certain aquatic species due to the increased amount of phytoplankton resulting in increased competition for nutrients and difficulty of oxygen (hypoxia). This is actually happening on the mainland, such as the increasing number of weeds that followed reduced populations of other plants (Wikipedia, 2011c). Potential eutrophication due to emissions expressed in units of kg PO43-equivalent.
  • 29. Life Cycle Inventory (LCI) (Lanjutan...)
  • 30. PABRIK KELAPA SAWIT Pabrik Kelapa Sawit ( PKS ) Kertajaya dengan kapasitas olah terpasang 30 ton TBS per jam dan mulai beroperasi pada bulan April 1985 yang merupakan satu-satunya PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VIII. Produksi TBS yang diolah berasal dari kebun-kebun : Kertajaya, Bojongdatar, Cisalak Baru, Cikasungka, Sukamaju, Ciater dan produksi TBS yang dihasilkan petani peserta PIRBUN maupun petani lainnya. Untuk menunjang peningkatan produksi TBS yang dihasilkan dari Kebun seinduk dan plasma. Pada bulan Juli 2008 dimulai pembangunan peningkatan kapasitas olah menjadi 60 ton TBS per jam.
  • 31. Loading Ramp Timbangan Sterilizer Tresher Press CakeEmpty Bunch Hooper Sand Trap Vibrating Screen Crude Oil tank Settling Tank CBC Depericarper Nut Hopper Ripple Mill Fibre Cyclone B o i L E R Shell Bin Oil Oil CrudeOil Cake To Fuel Fuel Shell l T=130-130o C: P=2,8=3,0 Kg/Cm2 Sludge Kernel Drier LTDS I Grading Drum LTDS II Penyimpanan Transport Transport Oil Tank Purifier Vacum Drier Storage Tank Sludge Tank Brush Strainer Sand Cyclone Separator Decanting Basin Deoiling Pond T=90-950C T=90-950 C T=90-950 C Oil Sludge T=90-950C Oil Kernel Kernel Digester T=90-95O C T=90-95C, P=30-50 bar Empty bunch to Fruits to T=90-950 C Fiber Shell T=Atas =70o C T=tengah=60o C T=bawah=50o C T=90-95O C T=90-95O C T=40-450 C Land Aplication Alur Proses PKS Kertajaya
  • 32. Material Balance PKS Kebun Kertajaya : 17.817.110 kg 100 % 15.941.681 kg 1.875.429 kg 89,47 % 10,53 % 4.155.900 kg 11.785.781 kg 23,325 % 66,149 % 1.260.686 kg 9.513.089 kg 1.012.006 kg 7,08 % 53,39 % 5,68 % 50.427 kg 42.201 kg 4 % 6.997.218 kg 2.515.871 kg 4,17 % 39,27 % 14,12 % 38.703 kg 15.281 kg 3,07 % 1,51 % 1.483.841 kg 1.434.574 kg 8,33 % 8,05 % 4.078.803 kg 721.623 kg 22,89 % 4,05 % 288.843 kg 131.253 kg 1,62 % 0,74 % 3.790.160 kg 590.370 kg 21,27 % 3,31 % Kernel Kernel Losses Kernel CPO Oil Losses CPO Rendemen Potensi (%) Losses (%) Rendemen Aktual (%) Buah Gagal TBS (Fresh Fruit Bunch) Kadar Air NOS Kadar Air NOS Daging Buah Biji Serabut Tandan Kosong (Empty Bunch) Tandan Buah Rebus Brondol Murni Air Condensate Brondol Kotor Kelopak Buah Air
  • 33. Materil Pengolahan di PKS Kebun Kertajaya : No Urain Unit Bulan Ini s/d Bulan ini Standar Keterangan I Data Produksi 1 Sortasi Panen Buah Sangat Mentah Fraksi 00 5,67 2,32 0,00 Buah Mentah Fraksi 0 6,79 5,02 3,00 Buah Kurang Matang Fraksi 1 Buah Matang I Fraksi 2 74,11 80,44 85,00 Buah Matang II Fraksi 3 Buah Matang III Fraksi 4 8,07 8,08 10,00 Buah Kelewat Matang Fraksi 5 5,36 4,15 NSP (Nilai Sortasi Panen) : - Kebun Inti/Seinduk 67,52 75,76 85,00 Minimum - Kebun Plasma 13,19 33,84 85,00 Minimum - NSP Gabungan 39,87 65,12 85,00 Minimum Berondolan 4,65 6,99 12,00 Minimum 2 Bahan Olah a Sisa TBS bulan lalu kg 0 0 b TBS diterima : kg - TBS layak olah kg 17.817.110,00 71.526.630,00 - TBS kurang layak olah kg - - - Jumlah TBS diterima kg 17.817.110,00 71.526.630,00 * TBS dari kebun sendiri kg 1.546.780,00 6.283.850,00 * TBS dari kebun plasma kg 3.841.430,00 13.718.160,00 * TBS dari kebun seinduk kg 12.428.900,00 51.524.620,00 Jumlah diterima (b) kg 17.817.110,00 71.526.630,00 c Jumlah TBS (a + b) kg 17.817.110,00 71.526.630,00 d TBS klaim * TBS Kebun sendiri kg 120.390,00 262.470,00 * TBS Kebun seinduk kg 1.445.650,00 2.835.690,00 Jumlah dikirim (d) kg 1.566.040,00 3.098.160,00 e TBS diolah - Layak olah kg 17.817.110,00 71.526.630,00 - Kurang layak olah kg - - Jumlah TBS diolah (e) kg 17.817.110,00 71.526.630,00 f Sisa TBS belum diolah di pabrik (e-d) kg 16.251.070,00 68.428.470,00
  • 34. Lanjutan : 3 Hasil Olah dan Pengiriman a CPO/Minyak Sawit kg 3.790.160,00 14.898.450,00 * Rendemen % 21,27 20,83 22,00 * Stock CPO bulan lalu kg 799.820,00 2.000.290,00 * Selisih stoch opname/pengurasan kg 60,00 250,00 * Efisiensi pengutipan minyak % 92,92 92,78 93,00 * Pengiriman CPO kg 3.055.560,00 15.364.510,00 * Stock CPO (sisa belum dikirim) kg 1.534.480,00 1.534.480,00 b Kernel/Inti Sawit kg 590.370,00 2.524.240,00 * Rendemen % 3,50 3,53 4,00 * Stock Kernel bulan lalu kg 787.000,00 746.160,00 * Selisih stoch opname/pengurasan kg 90,00 870,00 * Efisiensi ekstraksi kernel (ektraksi) % 81,73 82,86 90,00 * Pengiriman Kernel kg 1.151.340,00 3.045.150,00 * Stock Kernel (sisa belum dikirim) kg 226.120,00 226.120,00 4 Pengolahan a Jumlah hari olah hari 30,00 119,00 b Jam tersedia Jam 601,05 2.462,45 c Jam pengolahan efektif Jam 563,10 2.317,40 d Jam berhenti/stagnasi Jam 28,15 102,55 e Jumlah jam pengnolahan Jam 591,25 2.420,35 f Kapasitas olah ril Ton/Jam 30,00 30,00 g Kapasitas terpasang Ton/Jam 30,00 30,00 h Kapasitas operasi (terpakai) Ton/Hari 594,00 601,00 i Efisiensi pabrik % 100,00 99,00 j Indeks produktivitas pabrik (IPP) - - * Tinggi 93,95 94,02 85,00 * Sedang - 60 s.d 80 * Rendah - 59,00
  • 35. Lanjutan : II MUTU HASIL JADI 1 CPO/Minyak Sawit (MS) a ALB (Buah Rebus) % 3,62 3,75 b ALB Minyak Sawit Produksi % 4,23 4,42 3,5 s.d 4,0 c Kenaikan ALB % 0,61 0,67 0,30 d Kadari air Minyak Sawit di Oil Tank % 0,70 0,70 0,60 e Kadar air Minyak Sawit di Purifier % 0,40 0,39 0,45 f Kadar air Minyak Sawit di Produksi Akhir % 0,19 0,20 0,15 g Kadar kotoran Minyak Sawit Produksi % 0,020 0,021 0,02 2 Kernel (Inti Sawit) a Kadar air % 7,89 7,71 7,00 b Kadar kotoran % 10,32 11,53 6,00 c Kernel/Inti pecah % 26,27 28,18 15,00 d ALB % 1,03 1,05 2,00 e Kadar minyak kernel % 48,66 48,68 46,00 III KEHILANGAN DALAM PENGOLAHAN 1 Kehilangan minyak pada a Fatpit (sample) % 0,41 0,41 0,42 b Serabut (sample) % 0,51 0,51 0,56 c Tandan Kosong (sample) % 0,53 0,53 0,55 d Buah ikut tandan kosong (sample) % 0,10 0,10 0,04 e Biji (sample) % 0,07 0,07 0,08 f Total kehilangan minyak terhadap TBS % 1,62 1,62 1,65 2 Kehilangan Kernel pada a Serabut (sample) % 0,20 0,20 0,18 b LTDS (sample) % 0,49 0,48 0,41 c Inti dalam Tandan Kosong (sample) % 0,05 0,05 0,01 d Jumlah kehilangan Kernel terhadap TBS % 0,74 0,73 0,60 IV TEKNIS OPERASIONAL 1 Tekanan Boiler atm 19,00 19,00 20 - 22 2 Tekanan Sterilizer atm 2,70 2,80 2,8 - 3 3 Temperatur Digester o C 90,00 90,00 90 - 95 4 Temperatur CST o C 72,00 72,00 90 -95 5 Temperatur Oil Tank o C 85,00 81,00 90 -95 o
  • 36. Lanjutan : IV TEKNIS OPERASIONAL 1 Tekanan Boiler atm 19,00 19,00 20 - 22 2 Tekanan Sterilizer atm 2,70 2,80 2,8 - 3 3 Temperatur Digester o C 90,00 90,00 90 - 95 4 Temperatur CST o C 72,00 72,00 90 -95 5 Temperatur Oil Tank o C 85,00 81,00 90 -95 6 Temperatur di Sludge Tank o C 90,00 89,00 90 -95 7 Konsumsi uap/ ton TBS kg 501,00 511,00 600,00 8 Konsumsi air/ ton TBS m 3 1,50 1,50 1,2 - 1,5 9 Konsumsi listrik/ ton TBS kWh 13,00 14,00 15 - 17 10 Prestasi kerja per HK : - Terhadap TBS kg/HK 4.604,00 4.659,00 - Terhadap CPO + Kernel kg/HK 1.132,00 1.135,00 11 Pemakaian Bahan Kimia Saldo akhir (kg) - PAC gr/ton TBS 47,32 57,25 40 - 60 696,00 - Flokulon gr/ton TBS 0,20 0,20 0,2 - 0,4 1,50 - Na OH gr/ton TBS 40,41 43,18 26,67 - 53,33 660,00 - H2SO4/HCl gr/ton TBS 41,25 39,60 26,67 - 53,33 770,00 - Tanin Consentrate gr/ton TBS 16,89 18,47 13,33 - 33,33 957,00 - Poly Perse BWT 302 gr/ton TBS 16,89 18,47 13,33 - 33,33 992,00 - Alkaly BWT 402 gr/ton TBS 16,16 17,32 10,00 - 20,00 945,00 12 Pemakain cangkang kg/ton TBS 50,60 51,64 13 Pemakain Bakteri Aktivator kg/ton Limbah 14 BOD Limbah Cair ppm 37,50 15 COD Limbah Cair ppm 82,70 Nomor Uraian ALB % Kadar Air % Kadar Kotoran % V STOCK PRODUKSI DI 1 CPO/Minyak Sawit Jumlah (kg) a Tangki I 171.510,00 4,46 0,25 0,022 b Tangki II 50,59 5,65 0,30 0,028 c Tangki III 1.312.380,00 d Tangki IV 1.534.480,00 4,04 0,22 0,020 2 Kernel/Inti Sawit Jumlah (kg) a Pada Kernel Biji (Taksasi) 226.120,00 2,53 9,63 14,51 b Karung 3 Pengambilan Bulan ini a DO minyak sawit belum diambil kg 553,10 - Stock bebas minyak sawit (1 - 3a) kg 981,38 b DO inti sawit belum diambil kg 219,55 - Stock bebas inti sawit (2a - 3b) kg 6,57 c Jumlah pengambilan CPO kg 3.055.560,00 d Jumlah Pengambilan Kernel kg 1.151.340,00
  • 38. KOH Minyak CPO/CJCO FFA <2% Pemanasan Metanol Pencampuran Transesterifikasi Separasi Crude Biodiesel kasar Purifikasi Gliserol Recovery Metanol Biodiesel Diagram alir proses pembuatan biodiesel satu tahap (Transesterifikasi) Purifikasi Refined Gliserol Sludge Recovery Metanol
  • 39. Diagram alir proses pembuatan biodiesel dua tahap H2SO4 Minyak CPO/CJCO FFA >2% Pemanasan Metanol Pencampuran Esterifikasi Separasi TransesterifikasiMetanol Recovery Metanol KOH Metanol Pencampuran Separasi Crude Biodiesel Purifikasi Gliserol Biodiesel Refined Gliserol Sludge Recovery Metanol Purifikasi
  • 40. Ujian Prelim Life Cycle Impact Assessment (LCIA) 1. Metodologi LCA 2. Kerangka Metodologi LCA 3. Life Cycle Inventory (LCI) 4. Life Cycle Impact Assessment (LCIA) 5. Interpretation @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2011 •EPS 2000 (Steen,1999) •Eco-Indicator 99_ the endpoint level (Goedkoop & Spriensma,1999) •Metode CML _the midpoint and the endpoint level (Heijung set al,1992) •Metode CML _the midpoint approach, Guinee et al,2002) •Metode EDIP (Hauchild & Wenzel, 998)
  • 41. Analisis Dampak (Life Cycle Impact Assessment/LCIA) 1. Analisi Dampak Lingkungan : Emisi udara yang mengakibatkan pemanasan global (GWP), Acidification, Eutrophication, Human toxity, Limbah padat, Limbah cair THC = (CH4 + Benzene + formalin + HCunspecified + HCnoCH 4 ) Dimana: THC = total hidrokarbon ; CH4 = metana ; HCunspecified = hidrokarbon yang tidak spesifik ; HCnoCH4 = hidrokarbon selain metana TPM = (PM10 + PMunspecified ) Dimana : TPM = total partikel; PM10 = partikel kurang dari 10 mikron; PMunspecified = partikel yang tidak spesifik ditentukan
  • 42. • Global warming potential, 100-year based (GWP100 ) : GWP100 menyatakan nilai potensi pemanasan global yang disebabkan emisi, dalam jangka waktu 100 tahun. GWP100 dinyatakan dalam satuan kg CO2 ekuivalen, yang merupakan gas rumah kaca utama penyebab pemanasan global. Nilai ekuivalensinya dikeluarkan secara berkala oleh International Panel on Climate Change (IPCC) • Acidification: Acidification adalah terjadinya penurunan pH pada tanah dan air akibat pembentukan ion H+ (Wikipedia, 2011a dan 2011b). Terbentuknya kation ini disebabkan oleh reaksi antara senyawa seperti aluminium sulfat, senyawa-senyawa nitrogen dari pupuk, dan perembesan ion-ion kalsium, magnesium, kalium, dan natrium ke dalam tanah. Potensi acidification dinyatakan dalam satuan kg SO2 ekuivalen. • Eutrophication: Eutrophication adalah kenaikan jumlah spesies tertentu yang diikuti penurunan jumlah spesies lain akibat adanya peningkatan senyawa-senyawa nitrat dan fosfat. Eutrophication di perairan menyebabkan terjadinya penurunan jumlah spesies air tertentu akibat meningkatnya jumlah fitoplankton sehingga terjadi peningkatan persaingan untuk memperoleh nutrisi dan kesulitan memperoleh oksigen (hipoksia) . Ini sebenarnya juga terjadi di daratan, seperti bertambahnya jumlah ilalang yang diikuti berkurangnya populasi tanaman lain (Wikipedia, 2011c). Potensi eutrophication akibat emisi dinyatakan dalam satuan kg PO4 3- ekuivalen. Analisis Dampak (Life Cycle Impact Assessment/LCIA)
  • 43. Sub-sitem proses produksi biodiesel secara katalis dengan bahan baku CPO/CJCO (Keseimbangan Energi)
  • 44. Analisis Dampak (Life Cycle Impact Assessment/LCIA) 2. Analisis Dampak Eksergi Cengel (2005)  analisis eksergi dilakukan dengan mengembangkan model keseimbangan eksergi berdasarkan model fisik sistem termal dengan memanfaatkan konsep Hukum I dan II Termodinamika Tertutup  energi masuk sama dengan jumlah energi yang diserap (energy stored) dan energi yang keluar : Asumsi pada kondisi steady, tidak ada energi yang diserap : Persamaan keseimbangan entropi : Asumsi pada kondisi steadi sehingga tidak ada entropi yang diserap (entropy stored)
  • 45. 2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...) Persamaan keseimbangan eksergi ini pada kondisi tidak steady. Eksergi yang dikonsumsi sebanding dengan produksi entropi pada suhu keseimbangan lingkungan. Dalam konteks pengolahan biodiesel yang sedang dikaji ini diperoleh keseimbangan energinya sebagai berikut :
  • 46. 2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...)
  • 47. • Produksi biodiesel, semaksimal mungkin dalam prosesnya memanfaatkan produk samping dari jarak pagar atau kelapa sawit sebagai bahan baku sumber energi prosesnya, sehingga pemborosan waste dapat dikurangi. • Dalam James, A.D, dkk. (2006) menjelaskan bahwa jumlah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan biodiesel, relatif terhadap kandungan energinya  Proses ini dievaluasi dengan menggunakan metode keseimbangan energi bersih (NEB = Net Energy Balance) : Kandungan energi bahan bakar - Kandungan energi dari minyak bumi + fosil lainnya sebagai sumber energi yang digunakan selama seluruh siklus produks • BBM = NEBs negatif, Seperti yang dinyatakan oleh hukum kedua termodinamika, di semua energi, jika energi tidak masuk atau meninggalkan sistem, potensi energi akan selalu kurang dari keadaan awal. Konversi minyak mentah menjadi bensin, Energi Bersih Rasio (NER) = energi keluaran bensin dibagi dengan input energi = < 1 • NEB & NER  metode untuk mengevaluasi keberlanjutan biofuel sejak krisis energi tahun 1970-an (US Department of Energy, 1980 dalam James, A.D, dkk. (2006)). • Dari hasil analisa Stout (1990) dalam James, A.D, dkk. (2006) menyebutkan bahwa nilai NEB biofuel positif, karena disamping energi terbarukan yang melekat pada bahan bakunya, juga ampasnya masih dapat digunakan sebagai sumber energi dalam proses pengolahannya, dan karena sebagian besar analis energi pertanian melihat energi matahari ditangkap oleh biomassa dengan bebas. 2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...)
  • 48. 2. Analisis Dampak Eksergi (lanjutan...) Ebb : Energi masuk dari bahan bakar (kJ/s) HHV : Higher heating value (kJ/kg) mbb : Laju aliran bahan bakar (kg/s) C : Komposisi carbon dalam bahan bakar H2 : Komposisi hidrogen dalam bahan bakar O2 : Komposisi oksigen dalam bahan bakar S : Komposisi sulfur dalam bahan bakar H2 : Komposisi hidrogen dalam bahan bakar H2 O : Komposisi uap air dalam bahan bakar
  • 49. Nama Produk Nilai Heating Value (HV) Reference HHV LHV CPO 39.74 MJ/kg 33.5 MJ/kg Demirbas, 2008 39.19 MJ/kg (HHVC); 39.11 MJ/kg (HHVM) Fassinou, et.al., 2010 39.4 MJ/kg (CV) Yusup, et al., 2010 39.2 MJ/kg (HC) Ndayishimiye,et.al, 2011 39.9 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 CJCO 33 MJ/kg Singh & Padhli, 2009 di Marchetti, 2011 39.10 MJ/kg (HHVC); 39.00 MJ/kg (HHVM) Fassinou, et.al., 2010 35,58 MJ/kg (HV) Trubus, 2005 dalam Purba, 2007 39.23 MJ/kg (CV) Gui et.al, 2008 dalam Marchetti, 2011 BDF- CPO 39.837 MJ/kg 37.1 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008 40.334 MJ/kg Wikepedia, 2010 41.24 MJ/kg Demirbas, 2008 39.8 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 BDF- 5%_CPO 41.7 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008 44.8 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 BDF-10%_CPO 44.5 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 BDF- 20%_CPO 41.0 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008 43.4 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 BDF-30%_CPO 40.5 MJ/kg Benjumea, et.al.,2008 41.5 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 BDF-CJCO 9423 kCal/ltr (Gross HV) Suhartana, et.al, 20.. BDF-5%_CJCO 9271 kCal/ltr (Gross HV) Suhartana, et.al, 20.. BDF-10%_CJCO 9275 kCal/ltr (Gross HV) Suhartana, et.al, 20.. DF 44.8 MJ/kg Wikepedia, 2010 45.0 MJ/kg (HV) Ndayishimiye,et.al, 2011 HHV dan LHV untuk CPO, CJCO, BDF-CPO, BDF-CJCO, DF :
  • 50. INTERPRETASI Parameter (rencana...) CPO dan BIODIESEL CJCO dan BIODIESEL Diesel Fuel (Pembanding) Energi & Exergy Input (MJ) ? ? * Energi & Exergy Output (MJ) ? ? * Energi & Exergy Proses (MJ) ? ? * Rasio Energi/Rasio Exergi ? ? * Acidification ? ? * Eutropication ? ? * Global Warming Potensial ? ? * Enviromental Impact Total ? ? * Exergetic Impact Total ? ? * Kesimpulan-Rekomendasi-Laporan
  • 52. Biji jarak kering Pengepresesan berulir (sistem kontinyu) Minyak jarak (30 - 35%) Ampas/bungkil CJCO Minyak jarak (8 - 10%) Solvent Extraction (pelarut heksan/heptana) Ampas/bungkil Destilasi Solvent DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN CJCO
  • 53. • Siklus hidup penilaian (LCA) adalah alat manajemen lingkungan yang memungkinkan identifikasi dan kuantifikasi dampak lingkungan dari suatu produk, proses atau kegiatan dari 'cradle to grave = ayunan sampai liang kubur', atau dari ekstraksi bahan baku untuk pembuangan akhir sampah • penggabungan pemikiran siklus hidup dalam berbagai standar pengelolaan lingkungan dan tindakan legislatif, termasuk Uni Eropa Eco-Manajemen dan Skema Audit = Eco-Management and Audit Schemes (EMAS) (EC, 1993), ISO 14000 sebagai Sistem Manajemen Lingkungan (EMS) (ISO, 1996) dan Petunjuk EC pada Pengendalian Pencemaran Pencegahan Terpadu = Directive on Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) (EC, 1996).
  • 54. UK Biodiesel LCA Biodiesel vs Fossil-diesel • CO2 Emissions – For each MJ of biodiesel produced 0.025Kg of CO2 is released. – For each MJ of fossil diesel produced 0.087Kg of CO2 is released. • GHG Emissions – For each MJ of biodiesel produced 0.041Kg of GHG CO2 equivalent is released. – For each MJ of fossil diesel produced 0.095Kg of GHG CO2 equivalent is released. • Energy Requirements – For each MJ of biodiesel produced 0.45 MJ is required. – For each MJ of fossil diesel produced 1.26 MJ is required.
  • 55. 1.Substituting 100% biodiesel (B100) for petroleum diesel in buses reduces the life cycle consumption of petroleum by 95%. When a 20% blend of biodiesel and petroleum diesel (B20) is used, the life cycle consumption of petroleum drops 19%. 2.Biodiesel yields 3.2 units of fuel product energy for every unit of fossil energy consumed in its life cycle. The production of B20 yields 0.98 units of fuel product energy for every unit of fossil energy consumed. By contrast, petroleum diesel’s life cycle yields only 0.83 units of fuel product energy per unit of fossil energy consumed. Such measures confirm the “renewable” nature of biodiesel. 3.Biodiesel reduces net emissions of CO2 by 78.45% compared to petroleum diesel. For B20, CO2 emissions from urban buses drop 15.66%. 4.The use of B100 in urban buses results in substantial reductions in life cycle emissions of total particulate matter, carbon monoxide and sulfur oxides (32%, 35% and 8% reductions, respectively, relative to petroleum diesel’s life cycle) 5.The use of B100 in urban buses increases life cycle emissions of NOx by 13.35%. Blending biodiesel with petroleum proportionately lowers NOx emission. B20 exhibits a 2.67% increase in life cycle emissions of NOx From Sheehan, et al. (1998) “Life Cycle Inventory of Biodiesel and Petroleum Diesel for Use in an Urban Bus,” NREL/SR- 580-24089 UC Category 1503 US Biodiesel LCA
  • 56. Penurunan Emisi Udara Siklus Hidup untuk Skenario Area Chicago Biodiesel
  • 57. Kuliah Kolokium TAHAPAN SIKLUS HIDUP (cradle to grave) (cradle to gate) @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Metodologi LCA 2. Kerangka Metodologi LCA 3. Scope and Defenition 4. Life Cycle Inventory (LCI) -Bank Data - 5. Life Cycle Impact Assessment (LCIA) 6. Interpretation
  • 58. Langkah-langkah LCI • Persediaan analisis siklus hidup (LCI) melibatkan pengumpulan data beban lingkungan yang diperlukan untuk memenuhi tujuan penelitian. Lingkungan beban (atau intervensi) ditentukan oleh bahan dan energi yang digunakan dalam sistem, emisi ke udara, limbah cair dan limbah padat yang dibuang ke lingkungan • Karakterisasi terperinci sistem melibatkan disagregasi perusahaan menjadi beberapa antar-link subsistem. Beban lingkungan yang kemudian dihitung untuk setiap subsistem mengikuti Persamaan 1. (1) Dimana Bj adalah beban total dari sistem, bj, i adalah beban (atau intervensi) j dari proses atau subsistem i dan xi adalah aliran massa atau energi yang berkaitan dengan subsistem itu
  • 59. PPs 700 Topik Khusus TAHAPAN SIKLUS HIDUP 1. Metodologi LCA 2. Kerangka Metodologi LCA 3. Metode LCIA 4. Life Cycle Inventory (LCI) -Bank Data - 5. Life Cycle Impact Assessment (LCIA) 6. Interpretation @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 •EPS 2000 (Steen,1999) •Eco-Indicator 99 (Goedkoop & Spriensma,2001) •Metode CML (Heijing et al,1992; Guinee et al,2001 •Metode EDIP (Hauchild & Wenzel, 998)
  • 60. Potensi ekonomi pohon jarak pagar
  • 62. BAHAN BAKU BIOFUEL • Pati dan gula  etanol • Oil crops dan lemak hewan  biodiesel • Amerika Serikat, yang merupakan produsen jagung terbesar di dunia, membuat 98% etanol  pati jagung. • Amerika Selatan & Tengah, dan Karibia  gula  etanol • Brasil  produsen gula terbesar di dunia  tebu  etanol. India dan Australia  tebu  etanol • Uni Eropa (UE)  bit gula, gandum, dan barley  etanol • Minyak-bantalan tanaman (oil-bearing crops), seperti kedelai, rapeseed, canola, biji sawi, minyak kelapa sawit, minyak kelapa, kacang, dan bunga matahari  biodiesel • Rapeseed  tumbuh di Eropa  biodiesel di Uni Eropa • Amerika Serikat berasal dari kedelai dan jagung, sehingga minyak kedelai telah menjadi bahan baku dominan yang digunakan dalam produksi biodiesel (Duffield et al., 1998)@Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 63. BIO-TRANSPORTASI BAHAN BAKAR DAN ADITIF BAHAN BAKAR • Etanol yang paling banyak digunakan di Amerika Serikat dicampur dengan bensin dengan kisaran antara 5 dan 10% untuk meningkatkan kandungan oksigen dan / atau nilai oktan bahan bakar • Biodiesel campuran digunakan di Uni Eropa, Jerman, Austria, dan Swedia  biodiesel 100% = B100 • Perancis mendorong penggunaan B5 • Biodiesel campuran yang paling populer di Italia adalah B5 • Biodiesel  Amerika Serikat  B20, tetapi campuran yang lebih rendah, seperti B5, menjadi lebih populer • Penggunaan tingkat yang lebih tinggi biofuel di kendaraan mungkin memerlukan modifikasi mesin ringan dan penanganan khusus dan sistem penyimpanan kadang-kadang diperlukan untuk mengakomodasi bahan bakar @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 64. PASOKAN BIOFUELS Pada tahun 2004, dunia menghasilkan 40,7 milyar liter ethanol. Brasil adalah etanol produser terbesar dengan sekitar 37% dari produksi dunia, diikuti oleh Amerika Serikat yang menghasilkan 32% Proporsi produksi bahan bakar etanol dunia, 2004 (Licht (2004); Energi Informasi Administrasi (2005)@Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 65. MASA DEPAN PASOKAN BIOFUELS • Meskipun pasokan dunia biofuel berkembang secara cepat, biofuel hanya menyediakan fraksi bahan bakar transportasi kebutuhan dunia. Sebagai contoh, 12,87 milyar liter etanol yang diproduksi di Amerika Serikat pada 2004 hanya sekitar 2% dari bensin tahunan konsumsi (Federal Highway Administration, 2004). • US etanol produksi yang diperlukan sekitar 38.360.000 metrik ton jagung atau sekitar 12% dari tanaman jagung 2004 (US Department Pertanian, 2005). • Pasar etanol memiliki efek positif pada harga jagung, tapi sejauh ini produksi etanol belum cukup besar untuk memiliki pengaruh besar pada pasokan jagung. • Studi menyimpulkan bahwa peningkatan produksi etanol, terutama dari jagung, untuk 18,92 milyar liter tidak akan menempatkan tekanan besar pada pasar pertanian (US Departemen Pertanian, 2000). • Studi menyimpulkan bahwa pendapatan pertanian akan meningkat sebesar $ 2,9 miliar, dan diperkirakan bahwa harga jagung akan $ 12,60 per metrik ton pada tahun 2012 lebih tinggi daripada tidak adanya RFS @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 66. MASA DEPAN PASOKAN BIOFUELS • Produksi etanol dari jagung dapat menguntungkan sektor pertanian secara keseluruhan. • Dengan asumsi tingkat pertumbuhan tahunan akan mendatar menjadi sekitar 5% produksi etanol akan mendekati 8 miliar galon pada tahun 2015, sekitar 5% dari konsumsi bensin AS. Hal ini akan membutuhkan hampir 25% dari produksi jagung tahunan AS-etanol produksi jagung (Petani Jagung Nasional Assoc. (1992); Administrasi Informasi Energi (2005)@Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 67. MENGUKUR KEBERLANJUTAN BIOFUEL • Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan biofuel, relatif terhadap kandungan energinya  dievaluasi dengan menggunakan metode keseimbangan energi bersih (NEB = Net Energy Balance) • Keseimbangan energi bersih = Kandungan energi bahan bakar - Kandungan energi dari minyak bumi + fosil lainnya sebagai sumber energi yang digunakan selama seluruh siklus produksi bahan bakar itu • Semua bahan bakar minyak bumi NEBs negatif, karena ketika mengubah satu bentuk energi ke bentuk yang lebih berguna energi, proses transformasi menggunakan energi dari keadaan awal. Seperti yang dinyatakan oleh hukum kedua termodinamika, “di semua energi, jika energi tidak masuk atau meninggalkan sistem, potensi energi akan selalu kurang dari keadaan awal” • Misalnya : Konversi minyak mentah menjadi bensin, Energi Bersih Rasio (NER) = energi keluaran bensin dibagi dengan input energi = < 1 @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 68. NEB (Net Energy Balance) & NER (Net Energy Ratio) • NEB & NER telah menjadi metode yang populer untuk mengevaluasi keberlanjutan biofuel sejak krisis energi tahun 1970-an (US Department of Energy, 1980) • Misalnya : mengubah minyak mentah menjadi bahan bakar transportasi,  Hukum Kedua Termodinamika, selalu ada kehilangan energi. Dengan demikian, semua bahan bakar fosil memiliki keseimbangan energi negatif bersih (NEB), dimana NEB = (sebagai kandungan energi bahan bakar) – (kandungan energi minyak + sumber energi yang dibutuhkan untuk memproduksinya) • Pengecualian untuk biofuel karena sebagian besar analis energi pertanian melihat energi matahari ditangkap oleh biomassa dengan bebas (Stout, 1990). Ketika energi surya tidak dimasukkan dalam perhitungan NEB, adalah mungkin untuk bahan bakar biomassa memiliki NEB positif. @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 69. NEB (Net Energy Balance) & NER (Net Energy Ratio) • Sehingga bahan bakar dengan NEB lebih tinggi dikatakan lebih hemat energi • Pengukuran lain = untuk memperkirakan nilai energi bersih bahan bakar adalah Net Energy Ratio = NER, dimana NER adalah energi output dibagi dengan input energi. Sebuah bahan bakar dengan NER > 1 menunjukkan energi bersih keuntungan. Jika NER < 1 menunjukkan kehilangan energi bersih. • NEB rendah nilai biofuel = efisiensi produksinya rendah = beban lingkungan yang lebih besar dan lebih besar konsumsi sumber daya untuk produksi bahan bakar. • Dengan demikian, NEB dapat digunakan sebagai pendekatan pertama dalam mengukur kelestarian lingkungan dari biofuel yang diberikan. @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 70. NEB (Net Energy Balance) & NER (Net Energy Ratio) • Analisis biofuel telah maju dalam 15 tahun terakhir, peneliti dan praktisi mulai menyadari keterbatasan metode NEB. Telah ditemukan bahwa penggunaan energi mungkin tidak memiliki hubungan linier yang ketat dengan beban lingkungan. Sebagai contoh, petrokimia digunakan oleh petani untuk pemupukan sering memancarkan jumlah emisi oksida nitrogen yang signifikan • Potensial gas rumah kaca, kebanyakan tidak akan disertakan dalam analisis NEB. Dengan demikian, dalam beberapa hal, NEB mungkin bukan indikator yang baik kelestarian lingkungan dari bahan bakar yang diberikan. • Lingkungan keberlanjutan dari suatu bahan bakar harus dianalisis secara langsung dengan menggunakan metode seperti fuel cycle analysis (FCA).@Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 71. MENGUKUR KEBERLANJUTAN BIOFUEL • NER rata2 listrik total AS = sekitar 0,45 Rasio energi bersih dari sumber energi terbarukan dan fosil (Wang (2005) @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 72. RINGKASAN - Etanol dan biodiesel merupakan biofuel yang sukses secara komersial - Brasil produsen terbesar di dunia (tebu) = etanol, USA (biji-bijian), produksi 2 negara ini pada 2004 = 40,7 milyar liter etanol - USA dengan teknologi konversi bahan sellulosa , dapat menghasilkan 189 – 265 milyar ltr etanol/tahun (energi terbarukan) - Biofuel : dapat meningkatkan kualitas lingkungan, menstabilkan global emisi Gas Ruma Kaca (GRK) - Negara berkembang seperti Indonesia sangat berpotensi untuk mengembangkan biofuel @Kiman Siregar – TEP PASCA IPB, 2010 1. Latar Belakang 2. Bahan Baku Biofuel 3. Bio-Transportasi Bahan Bakar dan Aditif Bahan Bakar 4. Pasokan Biofuels 5. Masa Depan Pasokan Biofuels 6. Mengukur Keberlanjutan Biofuels 7. Ringkasan PPs 700 Topik Khusus
  • 73. • Sebuah daftar rinci dari input materi dan energi dilakukan dengan menggunakan data dari perusahaan-perusahaan lokal dan selesai menggunakan Ecoinvent 1,2 database • Hasil menunjukkan bahwa tahap transesterifikasi menyebabkan 68% dari dampak lingkungan total. paracinput exergy utama uranium dan gas alam. Jika target yang ditetapkan oleh Rencana Energi terbarukan Spanyol dicapai, input exergy untuk memproduksi biodiesel akan berkurang sebesar 8% dalam sistem ini dan akibatnya dampak lingkungan dan masukan exergy dikurangi hingga 36% pada tahun 2010. • Life cycle assessment (LCA) and exergetic life cycle assessment (ELCA) of the production of biodiesel from used cooking oil (UCO) (L. Talens Peiro, L. Lombardi, G. Villalba Me´ndez, X. Gabarrell i Durany (2010) • Perubahan iklim ini jika tidak segera ditangani akan menimbulkan dampak-dampak yang merugikan bagi kehidupan umat manusia, seperti kenaikan permukaan laut yang membawa dampak luas bagi manusia, terutama bagi penduduk yang tinggal di dataran rendah, di daerah pantai yang padat penduduk di banyak negara dan di delta-delta sungai • Salah satu perkiraan adalah bahwa sekitar tahun 2020 sejumlah penduduk dunia terancam bahaya kekeringan dan banjir. Negara-negara miskin akan menderita luar biasa akibat perubahan iklim, karena letak geografisnya dan kekurangan sumber alam untuk penyesuaian dengan perubahan dan melawan dampaknya dalam hal ini rusaknya produktivitas pangan dan ketersediaan air, meningkatnya wabah malaria, demam berdarah, dan diare. Oleh karena itu, demi kelangsungan hidup manusia kita harus segera berupaya mengurangi kegiatan yang mengeluarkan emisi gas rumah kaca guna menghambat laju terjadinya perubahan iklim.
  • 74. • Emisi ke udara seperti CO2 mengancam kesehatan manusia, pada konsentrasi tinggi (toksisitas) di udara akan dapat menyebabkan pingsan dan kematian
  • 75. Senyawa Emisi litrik PLN (kg/kWh) langsung tak langsung total CO2 7.00E-01 1.90E-02 7.19E-01 SO2 2.30E-03 1.00E-04 2.40E-03 NOx 2.90E-03 9.10E-05 2.99E-03 CO 9.40E-05 2.50E-05 1.19E-04 CH4 1.50E-05 4.50E-03 4.52E-03 NMVOC 3.00E-05 6.90E-04 7.20E-04 N2O 1.90E-05 3.60E-06 2.26E-05 Pb 3.00E-08 1.00E-08 4.00E-08 •Faktor emisi sumber energi : senyawa emisi solar (mobile combustion) emisi solar (stationary combustion) emisi arang kayu biomassa lainnya (kg/kJ) (kg/kJ) (kg/kJ) (kg/kJ) CO2 7.41E-05 7.41E-05 1.12E-04 1.00E-04 CH4 3.90E-09 1.00E-08 2.00E-07 3.00E-07 N2O 3.90E-09 6.00E-10 1.00E-09 4.00E-09 NOx 8.00E-07 1.90E-09 1.00E-07 1.00E-07 CO 1.00E-06 4.00E-10 7.00E-06 5.00E-06 NMVOC 2.00E-07 2.00E-07 1.00E-07 6.00E-07 SO2 6.92E-08 6.92E-08 6.55E-08 variatif * Pb 1.40E-03 0.00E-00 0.00E-00 0.00E-00 (sumber : Houghton, et al.,1996 & Rypdal, et al., 2007 dalam Pramudita, D, dkk., 2011) (sumber : Widiyanto, et al., 2003 dalam Pramudita, D, dkk., 2011)
  • 76. Senyawa GWP100 ELU ODP Human Toxicity Freshwater Ecotoxicity Marine Ecotoxicity Terrestrial Ecotoxicity Photochemi cal Oxidation Acidification Eutrophicatio kg CO2 ELU kg CFC-11 kg 1,4-dichlorobenzene kg etilen kg SO2 kg PO4 3- O2 1.00E+0 0 1.08E-01 0.00E+0 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 H4 2.50E+0 1 2.72E+00 0.00E+0 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 6.00E-03 0.00E+00 0.00E+00 2O 2.98E+0 2 3.83E+01 0.00E+0 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 2.70E-01 Ox 0.00E+0 0 2.13E+00 0.00E+0 0 1.20E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 5.00E-01 1.30E-01 O 0.00E+0 0 3.31E-01 0.00E+0 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 2.70E-02 0.00E+00 0.00E+00 MVOC 0.00E+0 0 0.00E+00 0.00E+0 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 O2 (SOx) 0.00E+0 0 3.27E+00 0.00E+0 0 9.60E-02 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 4.80E-02 1.20E+00 0.00E+00 M10 0.00E+0 0 3.60E+01 0.00E+0 0 8.20E-01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 b 0.00E+0 0 2.91E+03 0.00E+0 0 4.67E+02 2.40E+00 7.05E+03 1.57E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 •Nilai ekuivalensi dampak-dampak lingkungan dari senyawa-senyawa emisi yang akan dikaji (dalam Pramudita, D, dkk., 2011) :
  • 77. Properties Unit Methyl Ester (1) Ethyl Ester (2) Density at 15 o C Kinematic viscosity at 30 o C Flash Point Cetane Number Carbon residu Phosphor (P) content Calcium (Ca) content Magnesium (Mg) content Fe content g/cm3 mm2/s o C - %m/m ppm ppm ppm ppm 0.879 4.84 191 51 0.02 17.5 6.1 1.4 0.9 0.886 5.54 190 59 - 17.5 4.4 0.8 0.3 Tabel 2. Sifat-sifat minyak biodiesel dari CJCO (Wirawan, S.S.,2009) (1)Foidl et al.,(1996), Gubitz et al., (1999) (2)Foidl et al., (1996)
  • 78. ELCA (Exergetic Life Cycle Assessment) : • Merupakan instrumen yang lebih tepat untuk mengukur masalah lingkungan dari penipisan sumber daya alam atau lebih tepat digunakan untuk menganalisa sistem kendali lingkungan (Cornelissen, R.L & Hirs, G.G,2002) • Efisiensi yang menggunakan rasio eksergi dapat menentukan ketersediaan ukuran dari potensi perbaikan. Peningkatan efisiensi menyebabkan kerugian berkurang dan akibatnya mengurangi dampak lingkungan. Sehingga konsep ELCA akan lebih tepat untuk menganalisa dan memperbaiki dampak lingkungan, demi keberlanjutannya (Meester, B.D, et.al., 2008) • ELCA menentukan penipisan sumber daya alam, sementara dampak lingkungan lainnya dihitung dengan LCA (Hajjaji, N.et al., 2001 ). Semakin tinggi kandungan eksergi, semakin jauh suatu sistem dari lingkungan referensi termodinamika. Eksergi juga kadang-kadang diukur dalam beberapa jenis eksergi, seperti : eksergi kinetik, eksergi potensial, eksergi fisik, eksergi kimia dan eksergi nuklir (Szargut, 2005) • Eksergi menawarkan beberapa penambahan di LCA, misalnya sebagai seragam indikator total dampak lingkungan atau ketika melakukan penilaian perbaikan untuk mengidentifikasi kerugian nyata. ELCA dapat digunakan sebagai ukuran dari deplesi dan penggunaan kedua sumber daya energi dan material dalam rangka untuk menunjukkan dimana emisi yang besar dapat dicegah atau dipisahkan dan diubah menjadi limbah tidak berbahaya atau produk berguna (Wall G dan Gong M, 2001).
  • 79. ELCA (Exergetic Life Cycle Assessment) : Defenisi/Uraian Sumber Merupakan instrumen yang lebih tepat untuk mengukur masalah lingkungan dari penipisan sumber daya alam atau lebih tepat digunakan untuk menganalisa sistem kendali lingkungan Cornelisse n, R.L & Hirs, G.G,2002 Efisiensi yang menggunakan rasio eksergi dapat menentukan ketersediaan ukuran dari potensi perbaikan. Peningkatan efisiensi menyebabkan kerugian berkurang dan akibatnya mengurangi dampak lingkungan. Sehingga konsep ELCA akan lebih tepat untuk menganalisa dan memperbaiki dampak lingkungan, demi keberlanjutannya Meester, B.D, et.al., 2008 ELCA menentukan penipisan sumber daya alam, sementara dampak lingkungan lainnya dihitung dengan LCA. Semakin tinggi kandungan eksergi, semakin jauh suatu sistem dari lingkungan referensi termodinamika Hajjaji, N.et al., 2001 Eksergi menawarkan beberapa penambahan di LCA, misalnya sebagai seragam indikator total dampak lingkungan atau ketika melakukan penilaian perbaikan untuk mengidentifikasi kerugian nyata. ELCA dapat digunakan sebagai ukuran dari deplesi dan penggunaan kedua sumber daya energi dan material dalam rangka untuk menunjukkan dimana emisi yang besar dapat Wall G dan Gong M, 2001

Editor's Notes

  • #2: Thank you very much, I will present our research entitled with...A comparison of life cycle inventory of pre-harvest, production of crude oil, and biodiesel production on Jatropha curcas and palm oil as a feedstock for biodiesel in indonesia, next...
  • #3: The outline is as follow : ...
  • #4: Point 3 : as we know...
  • #6: The life cycle is grouped into eight sub-processes : (1) Land preparation, (2) Seedling, (3) Planting, (4) Fertilizing, (5) Protection, (6) Harvesting, (7) Palm oil mills/Oil extraction, and (8) Biodiesel production The eight stages of the sub process is carried out for oil palm and Jatropha curcas
  • #7: Point 2 : Were as follow
  • #8: Point 1 : Primary data, We take... Point 2 : We take data from...
  • #10: From this table we can see...., First, for Land preparation sub-process.....Like tractor, Second for Seedling sub-process...
  • #11: Third, for Planting sub-process, we can see material and energy used that...
  • #12: One of the reason is oil palm is more susceptible to plant pests than Jatropha curcas
  • #13: For harvesting sub-process, we can see from the table ....
  • #14: Eight, for Biodiesel production sub-process, we can see material and energy used that...
  • #17: From the picture it can be seen that... Most of the global warming emission comes from utilization of agrochemical in form of fertilizer and plant protection, which is 68.14% and 37.56% of the total for biodiesel produced from palm oil and jatropha curcas oil respectively The research conducted by Pramudita and Sekiguchi, each obtained the value of the GHG emission in the crude jatropha oil (CJO) extraction process was estimated to be 1.34 kg-CO2/kg-CJO (approximately 1488.88 kg-CO2/ton-BDF) and 0.08 kg-CO2/kg-CJCO (approximately 88.88 kg-CO2/ton-BDF) In this study, GWP value is obtained at 11.15 kg-CO2eq./ton-BDF which assumes that drying is carried out by sun drying.
  • #18: From picture we can see that... However, energy consumption in the biodiesel production sub-process of jatropha curcas oil is higher than that of palm oil due to the higher free fatty acid (FFA) that needs esterification process prior to the transestherification process
  • #19: From picture we can see that...
  • #20: We can see from the picture that....this is the calculation of GWP from 0 to 6th year
  • #21: From picture we can see that... And the grafic for our research were as follow..
  • #22: From picture we can see that...
  • #23: From picture we can see that...
  • #26: and also in the protection sub process which needs more insecticides and pesticides. It is caused by oil palm is more susceptible to plant pests than Jathropa curcas Most of the global warming emission comes from utilization of agrochemical in form of fertilizer and plant protection, which is 68.14% and 37.56% of the total for biodiesel produced from palm oil and jatropha curcas oil respectively
  • #27: From picture we can see that...
  • #29: The life cycle is grouped into eight sub-processes : (1) Land preparation, (2) Seedling, (3) Planting, (4) Fertilizing, (5) Protection, (6) Harvesting, (7) Palm oil mills/Oil extraction, and (8) Biodiesel production The eight stages of the sub process is carried out for palm oil and jatropha curcas