Makalah: Peningkatan Kalor Batubara

MAKALAH TRANSFER KALOR

PENINGKATAAN NILAI KALOR BATUBARA

Disusun oleh:

(KELOMPOK XII)

HAMDANI BAHARUDDIN (091204153)

ANDI ADHA LESTARI ASMAR (112040153)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang mana atas berkat, rahmat dan ridho-Nyalah kami dapat menyelesaikan makalah materi mata kuliah ilmu alamiah dasar yang berjudul “Peningkataan Nilai Kalor Batubara” makalah ini berisi uraian mengenai kalor batubara dan penggunaannya. Saya mengucapkan terima kasih kepada teman-teman yang telah memberikan dukungan kepada saya dalam menyelesaikan makalah ini.

Saya menyadari kalau dalam menyusun makalah ini masih jauh dari kata sempurna . oleh sebab itu dengan hati yang terbuka , saya mengharapkan kritik serta saran yang membangun guna kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Penulis,

BAB I

PENDAHULUAN

 

 

A.   Latar Belakang

Batubara adalah mineral organik yang dapat terbakar, terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang mengendap, selanjutnya berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun. Batubara merupakan salah satu sumber energi primer yang memiliki riwayat pemanfaatan yang sangat panjang dan pertama kali digunakan secara komersial diCina untuk mencair kan tembaga & untuk mencetak uang logam sekitar tahun 1000SM sementara bangsa Romawi baru mulai menggunakannya pada tahun 400SM

Penemuan revolusional mesin uap oleh James Watt, yang dipatenkan pada tahun 1769, sangat berperan dalam pertumbuhan penggunaan batubara. Disinilah, awal riwayat penambangan dan penggunaan batubara yang tidak dapat dilepaskan dari sejarah Revolusi Industri, terutama yang terkait dengan produksi besi dan baja, transportasi kereta api dan kapal uap.

Penggunaan batubara sebagai sumber energi primer mulai berkurang seiring dengan semakin meningkatnya pemakaian minyak. Dan akhirnya, sejak tahun 1960 minyak menempati posisi paling atas sebagai sumber energi primer menggantikan batubara.

Krisis minyak pada tahun 1973 yang diakibatkan oleh: sulitnya upaya pemenuhan pasokan energi yang kontinyu dan diperburuk lagi oleh labilnya kondisi keamanan di Timur Tengah (sebagai produsen minyak terbesar), ternyata sangat berpengaruh pada fluktuasi harga maupun stabilitas pasokan, ahirnya masyarakat dunia kembali melirik kepada batubara, dengan beberapa alasan: 1) Cadangan batubara sangat banyak dan tersebar luas diseluruh dunia, baik di negara maju maupun negara berkembang, termasuk Indonesia yang merupakan salah satu negara memiliki cadangan batubara yang besar, yaitu +/-123.5 milyar ton (70%-nya merupakan batubara muda sedangkan 30% sisanya adalah batubara kualitas tinggi). 2) Batubara dapat diperoleh dari banyak sumber di pasar dunia dengan pasokan yang stabil, harga yang murah dibandingkan dengan minyak dan gas.

Batubara aman untuk ditransportasikan, disimpan, ditumpuk disekitar tambang, pembangkit listrik, atau lokasi sementara serta kualitasnya tidak banyak terpengaruh oleh cuaca maupun hujan.

Pemanfaatan Teknologi Batubara Bersih (CLEAN COAL TECHNOLOGY) telah dikembangkan melalui proses Gasifikasi Batubara untuk mendapatkan Gas Bakar Sintetis (dengan emisi yang ramah lingkungan) sebagai sumber panas dan bahan bakar alternatif yang sangat murah untuk diaplikasikan pada Mesin-Mesin Pengering, Pemanas, Pembakar termasuk Pembangkit Listrik dan GENSET

Berdasar  uraian di atas maka kami menyusun makalah dengan judul “Peningkataan Nilai Kalor Batubara”.

B.     Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari makalah ini, yaitu:

1.      Apa yang mempengaruhi kalor batubara?

2.      Bagaimana jenis-jenis dan karakteristik barubara?

3.      Bagaimana penggunaan batubara?

C.    Tujuan

1.      Untuk mengetahui apa yang mempengaruhi kalor batubara.

2.      Mengumpulkan referensi tentang jenis-jenis dan karakteristik barubara.

D.    Manfaat

1.      Sebagai tambahan referensi untuk pembaca.

2.      Untuk memenuhi tugas mata kuliah Heat Transfer bagi penulis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

A.   Kalor Pembakaran Batubara

Reaksi kimia yang umum digunakan untuk menghasilkan energi adalah pembakaran, yaitu suatu reaksi cepat antara bahan bakar dengan oksigen yang disertai terjadinya api. Bahan bakar utama dewasa ini adalah bahan bakar fosil, yaitu gas alam, minyak bumi, dan batu bara. Bahan bakar fosil itu berasal dari pelapukan sisa organisme, baik tumbuhan atau hewan. Pembentukan bahan bakar fosil ini memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun.

Bahan bakar fosil, terutama minyak bumi,  telah digunakan dengan laju yang jauh lebih cepat dari pada proses pembentukannya. Oleh karena itu, dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi akan segera habis. Untuk menghemat penggunaan minyak bumi dan untuk mempersiapkan bahan bakar pengganti, telah dikembangkan berbagai bahan bakar lain, misalnya gas sintesis (sin-gas) dan hidrogen. Gas sintetis diperoleh dari gasifikasi batubara. Batu bara merupakan bahan bakar fosil yang paling melimpah, yaitu sekitar 90 % dari cadangan bahan bakar fosil. Akan tetapi penggunaan bahan bakar batubara menimbulkan berbagai masalah, misalnya dapat menimbulkan polusi udara yang lebih hebat daripada bahan bakar apapun. Karena bentuknya yang padat terdapat keterbatasan penggunaannya. Oleh karena itu, para ahli berupaya mengubahnya menjadi gas sehingga pernggunaannya lebih luwes dan lebih bersih.

Gasifikasi batubara dilakukan dengan mereaksikan batubara panas dengan uap air panas. Hasil proses itu berupa campuran gas CO,H2 dan CH4.

Sedangkan bahan sintetis lain yang juga banyak dipertimbangkan adalah hidrogen. Hidrogen cair bersama-sama dengan oksigen cair telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket pendorongnya. Pembakaran hidrogen sama sekali tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air. Hidrogen dibuat dari air melalui reaksi  endoterm berikut:

H2O (l) —> 2 H2 (g) + O2 (g) ΔH = 572 kJ

Apabila energi yang digunakan untuk menguraikan air tersebut berasal dari bahan bakar fosil, maka hidrogen bukanlah bahan bakar yang konversial. Tetapi saat ini sedang dikembangkan penggunaan energi nuklir atau energi surya. Jika proyek itu berhasil, maka dunia tidak perlu khawatir akan kekurangan energi. Matahari sesungguhnya adalah sumber  energi terbesar di bumi, tetapi tekonologi penggunaan energi surya belumlah komersial. Salah satu kemungkinan penggunaan energi surya adalah menggunakan tanaman yang dapat tumbuh cepat. Energinya kemudian diperoleh dengan membakar tumbuhan itu. Dewasa ini, penggunaan energi surya yang cukup komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater). Nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar diberikan pada tabel 4  berikut.

Tabel 1. Komposisi dan nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar

Komposisi Kimia Batubara

Batubara merupakan senyawa hidrokarbon padat yang terdapat di alam dengan komposisi yang cukup kompleks. Pada dasarnya terdapat dua jenis material yang membentuk batubara, yaitu :

1.      Combustible Material, yaitu bahan atau material yang dapat dibakar/dioksidasi oleh oksigen. Material tersebut umumnya terdiri dari:

• karbon padat (fixed carbon)

• senyawa hidrokarbon

• senyawa sulfur

• senyawa nitrogen, dan beberapa senyawa lainnya dalam jumlah kecil.

2.      Non Combustible Material, yaitu bahan atau material yang tidak dapat dibakar/dioksidasi oleh oksigen. Material tersebut umumnya terediri dari aenvawa anorganik (SiO₂, A1₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, Mn₃O₄, CaO, MgO, Na₂ O, K₂O, dan senyawa logam lainnya dalam jumlah yang kecil) yang akan membentuk abu/ash dalam batubara. Kandungan non combustible material ini umumnya diingini karena akan mengurangi nilai bakarnya.

Pada proses pembentukan batubara/coalification, dengan bantuan faktor ti:ika dan kimia alam, selulosa yang berasal dari tanaman akan mengalami pcruhahan menjadi lignit, subbituminus, bituminus, atau antrasit. Proses transformasi ini dapat digambarkan dengan persamaan reaksi sebagai berikut.

5(C₆H₁₀O₅) C₂₀H₂₂O₄ + 3CH₄ + 8H₂O + 6CO₂ + CO
Selulosa lignit            + gas metan

6(C₆H₁₀O₅) C₂₂H₂₀O₃ + 5CH₄ + 1OH₂O + 8CO₂ + CO
Cellulose bituminous  + gas metan

Untuk proses coalification fase lanjut dengan waktu yang cukup lama atau dengan bantuan pemanasan, maka unsur senyawa karbon padat yang terbentuk akan bertambah sehingga grade batubara akan menjadi lebih tinggi. Pada fase ini hidrogen yang terikat pada air yang terbentuk akan menjadi semakin sedikit.

B.     Analisis Batubara

1.      Analisis proksimat batubara (coal proximate analysis)

Analisis proksimat batubara bertujuan untuk menentukan kadar Moisture (air dalam batubara) kadar moisture ini mencakup pula nilai free moisture serta total moisture, ash (debu), volatile matters (zat terbang), dan fixed carbon (karbon tertambat). Moisture ialah kandungan air yang terdapat dalam batubara sedangkan abu (ash) merupakan kandungan residu non-combustible yang umumnya terdiri dari senyawa-senyawa silika oksida (SiO2), kalsium oksida (CaO), karbonat, dan mineral-mineral lainnya Volatile matters adalah kandungan batubara yang terbebaskan pada temperatur tinggi tanpa keberadaan oksigen.Fixed carbon ialah kadar karbon tetap yang terdapat dalam batubara setelah volatile matters dipisahkan dari batubara. Lengas batubara ditentukan oleh jumlah kandungan air yang terdapat dalam batubara. Kandungan air dalam batubara dapat berbentuk air internal (air senyawa/unsur), yaitu air yang terikat secara kimiawi.

Jenis air ini sulit dihilangkan tetapi dapat dikurangi dengan cara memperkecil ukuran butir batubara. Jenis air yang kedua adalah air eksternal, yaitu air yang menempel pada permukaan butir batubara. Batubara mempunyai sifat hidrofobik yaitu ketika batubara dikeringkan, maka batubara tersebut sulit menyerap air, sehingga tidak akan menambah jumlah air internal.

2.      Nilai kalor batubara (coal calorific value)

Salah satu parameter penentu kualitas batubara ialah nilai kalornya, yaitu seberapa banyak energi yang dihasilkan per satuan massanya. Nilai kalor batubara diukur menggunakan alat yang disebut bomb kalorimeter. Banyaknya jumlah kalori yang dihasilkan oleh batubara tiap satuan berat dinyatakan dalam kkal/kg. semakin tingi HV, makin lambat jalannya batubara yang diumpankan sebagai bahan bakar setiap jamnya, sehingga kecepatan umpan batubara perlu diperhatikan. Hal ini perlu diperhatikan agar panas yang ditimbulkan tidak melebihi panas yang diperlukan dalam proses industri.

3.      Kadar sulfur

Salah satu cara untuk menentukan kadar sulfur yaitu melalui pembakaran pada suhu tinggi. Batubara dioksidasi dalam tube furnace dengan suhu mencapai 1350°C. Belerang yang terdapat dalam batubara dibedakan menjadi 2 yaitu dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Beleranga dalam bentuk anorganik dapat dijumpai dalam bentuk pirit (FeS2), markasit (FeS2), atau dalam bentuk sulfat. Mineral pirit dan makasit sangat umum terbentuk pada kondisi sedimentasi rawa (reduktif). Belerang organik terbentuk selama terjadinya proses coalification. Adanya kandungan sulfur, baik dalam bentuk organik maupun anorganik di atmosfer dipicu oleh keberadaan air hujan, mengakibatkan terbentuk air asam. Air asam ini dapat merusak bangunan, tumbuhan dan biota lainnya.

4.      Analisis ultimate batubara (coal ultimate analysis)

Analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kadar karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen, (N), dan sulfur (S) dalam batubara. Seiring dengan perkembangan teknologi, analisis ultimat batubara sekarang sudah dapat dilakukan dengan cepat dan mudah. Komposisi batubara bersifat heterogen, terdiri dari unsur organik dan senyawa anorgani, yang merupakan hasil rombakan batuan yang ada di sekitarnya, bercampur selama proses transportasi, sedimentasi dan proses pembatubaraan. Abu hasil dari pembakaran batubara ini, yang dikenal sebagai ash content. Abu ini merupakan kumpulan dari bahan-bahan pembentuk batubara yang tidak dapat terbaka atau yang dioksidasi oleh oksigen. Bahan sisa dalam bentuk padatan ini antara lain senyawa SiO2, Al2O3, TiO3, Mn3O4, CaO, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O, P2O, SO3, dan oksida unsur lain.

C.    Jenis-jenis dan Sifat-sifat Batubara

batubara antrasit

Batubara diklasifikasikan menjadi empat kategori umum, berdasarkan "ranking." Mulai dari lignit, subbitumen, bitumen sampai antrasit, mencerminkan kandungan jenis batubara tersebut terhadap jumlah panas dan tekanan yang dihasilakan.

Kandungan karbon batubara merupakan penentu utama dari panas yang dihasilkan, tetapi faktor lain juga mempengaruhi jumlah energi yang terkandung per bobotnya. (Jumlah energi dalam batubara dinyatakan dalam British thermal unit per pon. BTU adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu pon air sebesar satu derajat Fahrenheit.)

1.      Antrasit

Antrasit adalah batubara dengan kadar karbon tertinggi, antara 86 sampai 98 persen, dan nilai panas yang dihasilakan hampir 15.000 BTU per pon. Paling sering digunakan dalam alat pemanas rumah.

2.      Bitumen
Bitumen digunakan terutama untuk menghasilkan listrik dan membuat kokas untuk industri baja. Pasar batubara yang tumbuh paling cepat untuk jenis ini, meskipun masih kecil, adalah memasok energi untuk proses industri. Bitumen memiliki kandungan karbon mulai 45 sampai 86 persen karbon dan nilai panas 10.500 sampai 15.500 BTU per pon.

3.      Subbitumen
Peringkat dibawah bitumen adalah subbitumen, batubara dengan kandungan karbon 35-45 persen dan nilai panas antara 8.300 hingga 13.000 BTU per pon. Meskipun nilai panasnya lebih rendah, batubara ini umumnya memiliki kandungan belerang yang lebih rendah daripada jenis lainnya, yang membuatnya disukai untuk dipakai karena hasil pembakarannya yang lebih bersih.

4.      Lignit (Batu bara muda)

Lignit merupakan batubara geologis muda yang memiliki kandungan karbon terendah, 25-35 persen, dan nilai panas berkisar antara 4.000 dan 8.300 BTU per pon. Kadang-kadang disebut brown coal, jenis ini umumnya digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.

Dari tinjauan beberapa senyawa dan unsur yang terbentuk pada saat proses coalification, maka secara umum dikenal beberapa rank batubara yaitu: 

1.      Peat/ gambu, (C₆₀H₆O₃₄) dengan sifat :

·       Warna coklat

·       Material belum terkompaksi

·       Mernpunyai kandungan air yang sangat tinggi

·       Mempunvai kandungan karbon padat sangat rendah

·       Mempunyal kandungan karbon terbang sangat tinggi

·       Sangat mudah teroksidasi

·       Nilai panas yang dihasilkan amat rendah.

2.       Lignit/ brown coa, (C₇₀OH₅O₂₅ ) dengan ciri :

·         Warna kecoklatan

·         Material terkornpaksi namun sangat rapuh

·         Mempunyai kandungan air yang tinggi

·         Mempunyai kandungan karbon padat rendah

·         Mempunyai kandungan karbon terbang tinggi

·         Mudah teroksidasi

·         Nilai panas yang dihasilkan rendah.

3.       Subbituminous (C₇₅OH₅O₂₀) - Bituminous (C₈₀OH₅O₁₅) dengan ciri :

·         Warna hitam

·         Material sudah terkompaksi

·         Mempunyai kandungan air sedang

·         Mempunyai kandungan karbon padat sedang

·         Mempunyai kandungan karbon terbang sedang

·         Sifat oksidasi rnenengah

·         Nilai panas yang dihasilkan sedang.

4.      Antrasit (C₉₄OH₃O₃) dengan ciri :

·         Warna hitam mengkilat

·         Material terkompaksi dengan kuat

·         Mempunyai kandungan air rendah

·         Mempunyai kandungan karbon padat tinggi

·         Mempunyai kandungan karbon terbang rendah

·         Relatif sulit teroksidasi

·         Nilai panas yang dihasilkan tinggi.

Ada tiga faktor yang mempengaruhi proses pembetukan batubara yaitu: umur, suhu dan tekanan.

Mutu endapan batubara juga ditentukan oleh suhu, tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai 'maturitas organik. Pembentukan batubara dimulai sejak periode pembentukan Karbon (Carboniferous Period) dikenal sebagai zaman batubara pertama yang berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Proses awalnya, endapan tumbuhan berubah menjadi gambut/peat (C60H6O34) yang selanjutnya berubah menjadi batubara muda (lignite) atau disebut pula batubara coklat (brown coal). Batubara muda adalah batubara dengan jenis maturitas organik rendah. 

Setelah mendapat pengaruh suhu dan tekanan secara continue selama jutaan tahun, maka batubara muda akan mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batubara muda menjadi batubara sub-bituminus (sub-bituminous). Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung sampai batubara menjadi lebih keras dan warnanya lebih hitam sehingga membentuk bituminus (bituminous) atau antrasit (anthracite). Dalam kondisi yang tepat, peningkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus berlangsung hingga membentuk antrasit.

Maturitas organik sebenarnya menggambarkan perubahan konsentrasi dari setiap unsur utama pembentuk batubara, dalam proses pembatubaraan.

Sementara itu semakin tinggi peringkat batubara, maka kadar karbon akan meningkat, sedangkan hidrogen dan oksigen akan berkurang. Disebabkan tingkat pembatubaraan secara umum dapat diasosiasikan dengan mutu atau mutu batubara, batubara bermutu rendah yaitu batubara dengan tingkat pembatubaraan rendah seperti lignite dan sub-bituminus biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti tanah, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah. Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu, kelembabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat, sehingga kandungan energinya juga semakin besar.

D.   Kegunaan dan Pemakaian Batubara

Batubara telah banyak dimanfaatkan dalam bentuk energi listrik karena merupakan sumber yang sangat diandalkan dan sangat terjangkau untuk digunakan dalam pembangkitan listrik. Di Amerika, sekitar 50% energi listrik di sana dihasilkan dari penggunaan batubara. Banyak keuntungan batubara selain untuk energi listrik; batubara juga digunakan dalam berbagai industri seperti bahan kimia, kertas, plastik, produk berbagai material logam, baja, keramik, tar batubara, dan bahkan pupuk.

Penggunaan batubara juga dimanfaatkan sebagai sumber panas dan membantu dalam produksi batu bata dan semen. Batubara juga digunakan sebagai suplemen untuk gas alam ketika dibakar; menghasilkan bermacam gas seperti gas air dan gas batu bara.

Penggunaan batubara yang luas pada banyak industri merupakan salah satu hal yang sangat menguntungkan. Batubara juga digunakan untuk menghasilkan kokas, produk ini sangat berguna karena kokas adalah bahan utama yang digunakan sebagai bahan bakar berkarbon tinggi untuk pemrosesan logam dan juga dalam industri baja. Residu batubara yang dihasilkan pada saat batubara dipanaskan dalam kondisi yang terkendali dan hampa udara akan mengkonsentrasikan kandungan karbon batubara.

Batubara juga merupakan material yang banyak digunakan di rumah tangga pada kehidupan sehari-hari, sebagai pemanas rumah dan juga untuk memasak.

Penggunaan Batubara Bitumen

Batubara bitumen adalah batubara yang paling banyak digunakan dan lebih mudah untuk didapat, jenis batubara ini peringkatnya lebih tinggi dari lignit tetapi lebih rendah dari antrasit. Jenis batubara ini terutama digunakan untuk menghasilkan kokas, listrik dan uap.

Penggunaan Batubara Antrasit

Jenis batubara ini memiliki kandungan karbon tertinggi dan merupakan batubara keras yang juga memiliki kadar air terendah dan merupakan bahan bakar pemanas yang baik. Batubara ini digunakan untuk pembangkit listrik dan merupakan batubara dengan kualitas tertinggi.

Penggunaan Tar Batubara

Ketika batubara disuling, akan dihasilkan residu yang dikenal sebagai tar batubara yang berbentuk cair, berwarna hitam pekat. Tar batubara digunakan untuk melakukan banyak hal, seperti memperbaiki rumah dan bangunan, serta produksi kain. Material ini banyak digunakan untuk membuat bangunan tahan air, untuk isolasi bangunan, untuk membuat cat, kain, shampoo, dan sabun.

Batubara adalah produk yang banyak digunakan di seluruh dunia untuk berbagai macam kegunaan dan karena itulah industri batubara sangat sukses.

Keuntungan Pemakaian Batubara

Beberapa orang berpikir bahwa batubara "sudah kuno" sebagai sumber energi. Faktanya, batubara masih merupakan sumber energi yang paling berlimpah dan banyak digunakan di dunia, dan sejak tahun 2000 penggunaan batubara telah tumbuh lebih cepat dari penggunaan bahan bakar lainnya. Hampir setengah energi listrik yang dihasilkan di Amerika berasal dari penggunaan batubara. Keuntungan dari batubara sebagai sumber energi adalah karena fakta sederhana bahwa ada ketersediaan berlimpah batubara dan dengan demikian, harganya menjadi murah. berdasarkan perkiraan, terdapat setidaknya 930 miliar ton cadangan batubara yang  setara dengan sekitar 4.116 miliar barel minyak. Dengan asumsi tidak ada penemuan baru batubara, jumlah batubara saat ini akan bertahan setidaknya selama 137 tahun pada tingkat konsumsi sekarang.

China adalah produsen batubara terkemuka di dunia. Amerika Serikat dan India adalah produsen terbesar batubara berikutnya di dunia. Cina, India, dan Amerika Serikat memanfaatkan 68% produksi batubara dunia saat ini. Asia sendiri menyumbang lebih dari setengah dari konsumsi batubara dunia. Banyak negara menyadari bahwa mereka tidak memiliki sumber energi sendiri yang cukup sehingga mereka harus mendapatkan sumber energi impor. Batubara ternyata merupakan sumber energi yang paling hemat biaya untuk diimpor karena kemudahan transportasi, berlimpah dan murah.

Batubara tidak hanya melimpah, juga mudah digunakan. Batubara tidak memerlukan biaya dan proses penyulingan intensif seperti gas alam dan minyak. Sifat batubara yang padat juga membuatnya lebih mudah dan lebih aman untuk transportasi dibandingkan sumber energi lainnya. Batubara dapat dengan mudah disimpan dan tersedia disaat yang dibutuhkan. Batubara dapat digunakan dalam berbagai cara. Anda dapat menggunakan batubara untuk memasak telur dadar atau Anda dapat menggunakan batubara sebagai sumber energi turbin yang menghasilkan listrik bagi ribuan orang. Batubara merupakan sumber energi yang lebih aman daripada bahan bakar fosil lainnya seperti minyak. Misalnya Anda mungkin tidak pernah mendengar ada tumpahan batubara mematikan, sedangkan tumpahan minyak BP (beberapa tahun lalu di USA) berdampak besar pada satwa liar, ekosistem sekitarnya, dan pada gilirannya membahayakan populasi manusia sekitarnya yang bergantung pada kehidupan laut untuk rezeki.

Namun, ada banyak juga yang menentang penggunaan batubara karena menganngap ada banyak kekurangan pada pemakaian dan dampaknya terhadap lingkungan. Meraka menyebut bahwa pertambangan batu bara menyebabkan debu, polusi air, erosi tanah, dan menyebabkan kerusakan  pada lapisan ozon yang menyebabkan pemanasan global. Meskipun demikian, industri pertambangan batubara dan teknologi pemurnian saat ini sebagian besar telah menghilangkan dampak negatif batubara.

Emisi batubara masih menjadi perhatian, dan negara-negara pemakai harus sadar terhadap dampak lingkungan dari pembakaran batubara.

Industri Batubara

Industri batubara optimis bahwa permintaan batubara -sebagian besar dari negara-negara Asia yang tumbuh cepat- akan terus mendorong pertumbuhannya. Namun walaupun industri batubara tidak dalam bahaya keruntuhan dalam waktu dekat, pakar industri tahu bahwa ada banyak alasan bahwa mereka harus berlomba dengan masalah mengenai dampak lingkungan dari batubara, permintaan di negara-negara asing, dan meningkatnya peraturan yang berkaitan dengan industri batubara.

Industri batubara, seperti bisnis bahan bakar fosil lainnya, kemungkinan akan terus menghadapi diskusi yang terus berlanjut mengenai bagaimana emisi harus dikelola. Bagi industri batubara, hal ini dapat berpotensi membuat biaya di masa depan sulit untuk diperkirakan karena akan sulit untuk memprediksi besaran biaya regulasi ini. Namun, mengingat lebih dari setengah energi listrik di Amerika Serikat dihasilkan oleh pembangkit listrik batubara, permintaan batubara akan terus tetap stabil selama tahun-tahun mendatang.

Permintaan batubara di Amerika Serikat telah mulai mengalami penurunan karena utilitas perusahaan menunjukkan jumlah persediaan batubara di atas rata-rata. Industri tertentu juga mengalami penurunan permintaan, seperti industri baja, yang telah menunjukkan perbaikan karena ekonomi mulai rebound.

Di industri batubara, juga terlihat meningkatnya permintaan dari perusahaan Asia seperti Cina yang terus membutuhkan jutaan ton batubara setiap tahun. Beberapa analis industri batubara memprediksi bahwa akan tejadi pertumbuhan permintaan batubara antara tujuh sampai sepuluh persen setiap tahun, terutama dari India dan China karena mereka membeli baik batubara termal dan metalurgi.

Secara umum, pakar industri batubara optimis tentang masa depan industri batubara di Amerika Serikat dan luar negeri. Bahkan, beberapa perusahaan mengklaim bahwa batasan terbesar pada kemampuan mereka untuk menjual batubara hanyalah kecepatan mereka untuk menambangnya. Tentu saja, sejumlah insiden keamanan juga menjadi tantangan bagi industri batubara.

Intinya, disaat industri batubara penuh optimisme mengenai gambaran keuangan di masa depan, terdapat pula sejumlah tantangan yang kemungkinan harus dihadapi dalam tahun-tahun mendatang. Peningkatan regulasi, permintaan batubara rendah emisi, dan kebutuhan keselamatan tambang batubara adalah gambaran besar bagi industri batubara untuk dihadapi. Investor akan terus memantau apakah industri batubara dapat menangani tantangan-tantangan baru dan terus memegang tempatnya sebagai salah satu industri yang paling besar dan menguntungkan.

Teknologi Pemanfaatan Batubara

1.      Bahan Bakar Langsung

·         Penyerapan gas SO2 dari hasil pembakaran briket bio batubara dengan unggulan zeolit.

·         Pengembangan model fisik tungku pembakaran briket biocoal untuk industri rumah tangga, pembakaran bata/genteng, boiler rotan dan pengering bawang.

·         Tungku hemat energi untuk industri rumah tangga dengan bahan bakar batubara/briket bio batubara.

·         Pembakaran kapur dalam tungku tegak system terus menerus skala komersial dengan batubara halus menggunakan pembakar siklon.

·         Tungku pembuatan gula merah dengan bahan bakar batubara.

·         Pembakaran kapur dalam tungku system berkala dengan kombinasi bahan bakar batubara – kayu.

·         Pembakaran bata-genteng dengan batubara.

2.      Non Bahan Bakar

·         Pengkajian pemanfaatan batubara Kalimantan Selatan untuk pembuatan karbon aktif.

·         Daur ulang minyak pelumas bekas dengan menggunakan batubara peringkat rendah sebagai penyerap.

E.     Batubara sebagai Alternatif Pengganti Minyak Tanah

Bahan Bakar Alternatif

Akhir-akhir ini harga baha bakar minyak dunia meningkat pesat yang berdampak pada meningkatnya harga jual bahan bakar minyak termasuk Minyak Tanah di Indonesia. Minyak Tanah di Indonesia yang selama ini di subsidi menjadi beban yang sangat berat bagi pemerintah Indonesia karena nilai subsidinya meningkat pesat menjadi lebih dari 49 trilun rupiah per tahun dengan penggunaan lebih kurang 10 juta kilo liter per tahun. Untuk mengurangi beban subsidi tersebut maka pemerintah berusaha mengurangi subsidi yang ada dialihkan menjadi subsidi langsung kepada masyarakat miskin. Namun untuk mengantisipasi kenaikan harga BBM dalam hal ini Minyak Tanah diperlukan bahan bakar alternatif yang murah dan mudah didapat.

Briket Batubara merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari Batubara, bahan bakar padat ini murupakan bahan bakar alternatif atau merupakan pengganti Minyak Tanah yang paling murah dan dimungkinkan untuk dikembangkan secara masal dalam waktu yang relatif singkat mengingat teknologi dan peralatan yang digunakan relatif sederhana.

Briket Batubara

Briket Batubara adalah bahan bakar padat yang terbuat dari Batubara dengan sedikit campuran seperti tanah liat dan tapioka. Briket Batubara mampu menggantikan sebagian dari kegunaan Minyak Tanah sepeti untuk : Pengolahan Makanan, Pengeringan, Pembakaran dan Pemanasan. Bahan baku utama Briket Batubara adalah Batubara yang sumbernya berlimpah di Indonesia dan mempunyai cadangan untuk selama lebih kurang 150 tahun. Teknologi pembuatan Briket tidaklah terlalu rumit dan dapat dikembangkan oleh masyarakat maupun pihak swasta dalam waktu singkat. Sebetulnya di Indonesia telah mengembangkan Briket Batubara sejak tahun 1994 namun tidak dapat berkembang dengan baik mengingat Minyak Tanah masih disubsidi sehingga harganya masih sangat murah, sehingga masyarakat lebih memilih Minyak Tanah untuk bahan bakar sehari-hari. Namun dengan kenaikan harga BBM per 1 Oktober 2005, mau tidak mau masyasrakat harus berpaling pada bahan bakar alternatif yang lebih murah seperti Briket Batubara.

Jenis Briket Batubara

1. Jenis Berkarbonisasi (super), jenis ini mengalami terlebih dahulu proses dikarbonisasi sebelum menjadi Briket. Dengan proses karbonisasi zat-zat terbang yang terkandung dalam Briket Batubara tersebut diturunkan serendah mungkin sehingga produk akhirnya tidak berbau an berasap, namun biaya produksi menjadi meningkat karena pada Batubara tersebut terjadi rendemen sebesar 50%. Briket ini cocok untuk digunakan untuk keperluan rumah tangga serta lebih aman dalam penggunaannya.
2. Jenis Non Karbonisasi (biasa), jenis yang ini tidak mengalamai dikarbonisasi sebelum diproses menjadi Briket dan harganyapun lebih murah. Karena zat terbangnya masih terkandung dalam Briket Batubara maka pada penggunaannya lebih baik menggunakan tungku (bukan kompor) sehingga akan menghasilkan pembakaran yang sempurna dimana seluruh zat terbang yang muncul dari Briket akan habis terbakar oleh lidah api dipermukaan tungku. Briket ini umumnya digunakan untuk industri kecil.

Produsen terbesar Briket Batubara di Indonesia saat ini adalah PT. Tambang Batubara Bukit Asam (Persero), atau PT. BA yang mempunyai 3 pabrik yaitu di Tanjung Enim Sumatera Selatan, Bandar Lampung dan Gresik Jawa Timur dengan kapasitas terpasang 115.000 ton per tahun. Disamping PT. BA terdapat beberpa perusahaan swasta lain yang meproduksi Briket Batubara namun jumlahnya jauh lebih kecil dibanding PT. BA dan belum berproduksi secara kontinyu.

Dengan adanya kenaikan BBM khususnya Minyak Tanah dan Solar, tentunya penggunaan Briket Batubara oleh kalangan rumah tangga maupun industri kecil/menengah akan lebih ekonomis dan menguntungkan, namun demikian kemampuan produksi dari PT. BA. masih sangat kecil, untuk mengatasi kekurangan tersebut diharapkan partisipasi serta keikutsertaan pihak swasta untuk memproduksi dan mensosialisasikan penggunaan Briket Batubara disetiap daerah.

Keunggulan Briket Batubara

• Lebih murah
• Panas yang tinggi dan kontinyu sehingga sangat baik untk pembakaran yang lama
• Tidak beresiko meledak/terbakar
• Tidak mengeluarkan sauara bising serta tidak berjelaga
• Sumber Batubara berlimpah

Namun demikian Briket memiliki keterbatasan yaitu waktu penyalaan awal memakan waktu 5 – 10 menit dan diperlukan sedikit penyiraman minyak tanah sebagai penyalaan awal, Briket Batubara hanya efisien jika digunakan untuk jangka waktu datas 2 jam. (sumber ; pt. ba, bppt)

Kompor/Tungku Briket Batubara

Penggunaan Briket Batubara harus dibarengi serta disiapkan Kompor atau Tungku, jenis dan ukuran Kompor harus disesuaikan dengan kebutuhan. Pada prinsipnya Kompor/Tungku terdidri atas 2 jenis :

1.      Tungku/Kompor portabel, jenis ini pada umumnya memuat briket antara 1 s/d 8 kg serta dapat dipindah-pindahkan. Jenis ini digunakan untuk keperluan rumah tangga atau rumah makan.

2.      Tungku/Kompor Permanen, memuat lebih dari 8 kg briket dibuat secara permanen. Jenis ini dipergunakan untuk industri kecil/menengah.

F.     Minyak tanah dan Minyak Residu

Minyak tanah (bahasa Inggris: kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon yang tak berwarna dan mudah terbakar. Dia diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari petroleum pada 150 °C and 275 °C (rantai karbon dari C₁₂ sampai C₁₅). Pada suatu waktu dia banyak digunakan dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya digunakan sebagai bahan bakar mesin jet (lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari minyak tanah dikenal sebagai RP-1 dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket. Nama kerosene diturunkan dari bahasa Yunani keros (κερωσ, malam).

Biasanya, minyak tanah didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus, dalam sebuah unit Merox atau hidrotreater, untuk mengurangi kadar belerang dan pengaratannya. Minyak tanah dapat juga diproduksi oleh hidrocracker, yang digunakan untuk memperbaiki kualitas bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak.

Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas di negara berkembang, setelah melalui proses penyulingan seperlunya dan masih tidak murni dan bahkan memilki pengotor (debris).

Avtur (bahan bakar mesin jet) adalah minyak tanah dengan spesifikasi yang diperketat, terutama mengenai titik uap dan titik beku.

Sifat Sifat Bahan Bakar, Antara Gas Dan Residu

Ada suatu dilema menimpa bangsa dan dunia sekarang ini. Sumber daya energi di dunia sedang mengalami krisis dibidang minyak, tapi di batu bara masih melimpah ada dimana - mana. Kali ini saya belum bisa membahas tentang batu bara.tapi saya mau memberikan suatu gambaran tentang gas alam. Energi yang bersih tetapi cadangannya pun juga tidak sebanyak batu bara.

Pembukaannya tentang residu..minyak yang biasanya di pake kapal laut. Tetapi dari jaman 1980 sudah digunakan untuk pltu minyak di indonesia.. Kalau gas alam.. Itu biasanya dipake untuk turbin gas.atau pltg/pltgu tapi kali ini,gas ini digunakan untuk pltu sebagai bahan bakar boiler.

Bahan Bakar Minyak (Residu)

Residu (Bottom Oil) merupakan bahan bakar cair berat yang mempunyai sifat penguapan yang relatif rendah, kekentalan tinggi dan digunakan sebagai bahan bakar mesin industri, boiler.

Residu dibuat dari fraksi residu yang berasal dari distilasi atmosferik. Kualitas residu harus diperhatikan agar dalam pemakaiannya aman dan tidak menyebabkan kerusakan/buntu pada nozzle burner atau combustion chamber.

Digunakannya residu (Bottom Oil) sebagai bahan bakar daripada batubara karena mempunyai keuntungan sebagai berikut:

ü  Nilai kalori yang cukup tinggi

ü  Harga per kalori lebih murah

ü  Biaya operasi dan penanganannya lebih murah

ü  Tidak mengandung logam berat

ü  Kadar abu lebih rendah

ü  Tidak rusak pada penyimpanan dalam waktu yang lama

ü  Memiliki efisiensi yang tinggi pada sistem pembakaran

(perbandingan biaya gasifikasi batubara dan solar)

Sifat-sifat Fisika Residu (Bottom Oil) :

a.    Sifat umum.

Sifat umum adalah sifat yang hasil ujinya dapat menggambarkan atau memperkirakan kualitas suatu produk dan kaitannya dengan pengujian sifat lainnya dengan segera. Sifat umum ditentukan dengan pengujian SG (specific gravity) menggunakan metoda ASTM D-1298

b.    Sifat pembakaran.

Pada dasarnya jika kita membeli bahan bakar, yang kita beli adalah kalori atau panasnya. Panas pembakaran adalah jumlah panas yang dihasilkan dalam satuan btu/lb, kcal/kg atau btu/usg. Jika panas yang dihasilkan dapat diketahui maka jumlah Residu yang akan dipakai dapat diketahui.Sifat pembakaran Residu ditentukan dengan pengujian calorific value gross menggunakan metoda ASTM D-240.

c.    Sifat kemudahan mengalir.

Sifat kemudahan mengalir dari Residu sangat berpengaruh kepada sistem pemompaan, baik pada waktu penyaluran dengan sistem perpipaan maupun dalam pemakaiannya dan pembentukan kabut (atomizing) dalam ruang bakar. Sifat kemudahan mengalir Residu ditentukan dengan pengujian viskositas redwood I pada 100°F (menggunakan metoda IP-70) dan pengujian pour point (menggunakan metoda ASTM D-445).

d.    Sifat kebersihan.

Rusaknya Residu dapat diakibatkan oleh kontaminasi atau tingginya kadar deposi karbon pada sisa pembakaran dan tingginya kadar air. Tingginya kadar deposi karbon dapat menimbulkan kerak pada lubang nozzle combustion. Sedangkan tingginya kadar air dapat membuat Residu sulit untuk dinyalakan pertama kali dan api yang terbentuk tidak akan stabil atau mudah mati dan panas pembakaran yang dihasilkan akan rendah karena energi yang dihasilkan dari pembakaran Residu akan terserap untuk penguapan air (endotermis). Selain itu tingginya kadar air dapat mengakibatkan tekanan yang berlebihan dalam ruang bakar. Sifat kebersihan Residu ditentukan dengan pengujian conradson carbon residue (mengguanakan metoda ASTM D-189), water content (ASTM D-95) dan pengujian sediment by extraction (ASTM D-473).

e.    Sifat keselamatan.

Untuk menjamin keselamatan pemakaian dan penyimpanan Residu perlu diperhatikan titik nyala (flash point) Residu. Sifat keselamatan ditentukan dengan pengujian flash point pensky-martens close cup menggunakan metoda ASTM D-93.

Sifat-sifat Kimia Residu (Bottom Oil) :

1)      Pencemaran udara.

Gas buang hasil pembakaran Residu yang mengandung kadar belerang tinggi akan menghasilkan gas SO2. Gas SO2 yang terbentuk akan teroksidasi menjadi SO3 dan bila bereaksi dengan uap air dalam jumlah besar akan menyebabkan hujan asam. Reaksi

(1) hidrokarbon (C,H,S) + O2 ---> CO2 + SO2 + kalori

(2) SO2 + ½ O2 ----> SO3

(3) SO3 + H2O (dari reaksi pertama) -----> H2SO4 encer

2)      Kerusakan pada ruang bakar.

Dengan kondisi sama seperti diatas jika H2SO4 encer yang korosif tersebut terkondendsasi dalam ruang bakar saat combustion dimatikan dapat mengakibatkan karat.

Reaksi :

(2)   hidrokarbon (C,H,S) + O2 ---> CO2 + SO2 + kalori

(3)   SO2 + ½ O2 ----> SO3

(4)   SO3 + H2O (dari reaksi pertama) -----> H2SO4 encer

(5)   H2SO4 encer + logam dalam combustion chamber ----> garam sulfat + H2 (gas)

Sifat pengkaratan pada Residu ditentukan dengan pengujian sulfur content (ASTM D-1551/1552) dan pengujian netralization number (ASTM D-974).

No	Parameter	Method ASTM	Unit	Result	Remark
1	Density	D 1298	Kg/L	0,9300-0,9500
2	Visc.Kin.1000C	D 445	Cst	100-250
3	Sulfur Content	D 4927	% Wt	-
4	Water Content	D 95	% Vol	Nil
5	Sediment	D 473	% wt	3,1
6	Appearance	Visual		Black, Viscous (Slow to pour) and burnt asphaltish odor

Tabel 3.1 spesifikasi residu oil.

BAB III

PENUTUP

A.      Kesimpulan

Dari uraian tinjauan pustaka yang telah didapatkan, maka dapat disimpulkan:

1.      Kalor batubara dipengaruhi oleh kadar moisture batubara, kadar moisture ini mencakup pula nilai free moisture serta total moisture, ash (debu), volatile matters (zat terbang), dan fixed carbon (karbon tertambat).

2.      Kandungan karbon batubara merupakan penentu utama dari panas yang dihasilkan, tetapi faktor lain juga mempengaruhi jumlah energi yang terkandung per bobotnya. Adapun jenisnya yaitu: antrasit, bitumen, subbitumen, dan lignit.

3.     Penggunaan batubara juga dimanfaatkan sebagai sumber panas dan membantu dalam produksi batu bata dan semen. Batubara juga digunakan sebagai suplemen untuk gas alam ketika dibakar; menghasilkan bermacam gas seperti gas air dan gas batu bara.

B.     Saran

Adapun saran penulis yaitu:

1.      Sebaiknya pembaca mencari literature yang lebih banyak untuk mengembangkan makalah ini.

2.      Sebaiknya dilakukan penelitian yang lebih mendalam.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/termokimia/kalor-pembakaran/

http://www.indoenergi.com/2012/03/jenis-jenis-batubara.html

http://www.coe.its.ac.id/index.php/servicelist/44-analisis-batubara

http://ptba.co.id/id/library/detail/4

http://bahangaliantambang.blogspot.com/2011/12/jenis-jenis-batubara.html

http://www.sokaenergi.com/news/briket-batubara-sebagai-alternatif-pengganti-minyak-tanah

http://anggara14s.blogspot.com/2012/03/sifat-sifat-bahan-bakar-antara-gas-dan.html

http://www.artech.co.id/pdf/Coal_Gasification_Id.pdf

http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/jtl/article/view/17558