Skip to main content

BioFuel Energy

Sumber : wikipedia >

Biofuel adalah bahan bakar yang dihasilkan melalui proses konversi dari biomassa , bukan oleh proses geologi yang sangat lambat yang terlibat dalam pembentukan bahan bakar fosil , seperti minyak. Karena biomassa secara teknis dapat digunakan sebagai bahan bakar secara langsung (misalnya kayu gelondongan), beberapa orang menggunakan istilah biomassa dan biofuel secara bergantian. Namun, biasanya kata biomassa hanya menunjukkan bahan baku biologis dari bahan bakar, atau beberapa bentuk produk akhir padat yang diubah secara termal/kimia , seperti pelet atau briket torrefied .

image-1636702093389.png

Kata biofuel biasanya digunakan untuk bahan bakar cair atau gas , yang digunakan untuk transportasi seperti yang didefinisikan oleh US Energy Information Administration (EIA). Biofuel secara fungsional setara dengan bahan bakar minyak bumi dan sepenuhnya kompatibel dengan infrastruktur perminyakan yang ada. Mereka tidak memerlukan modifikasi mesin kendaraan.

image-1636702128763.png

Biofuel dapat dihasilkan dari tanaman (tanaman energi ), atau dari limbah pertanian, komersial, domestik, dan/atau industri (jika limbah tersebut berasal dari biologis). Biofuel umumnya melibatkan fiksasi karbon , seperti yang terjadi pada tumbuhan atau mikroalga melalui proses fotosintesis . Potensi rumah kaca / mitigasi gas dari biofuel bervariasi, dari tingkat emisi sebanding dengan bahan bakar fosil dalam beberapa skenario emisi negatif.

The IPCC (Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim) mendefinisikan bioenergi sebagai bentuk energi terbarukan.
Dua jenis biofuel yang paling umum adalah bioetanol dan biodiesel.

    Pada 2019, produksi biofuel di seluruh dunia mencapai 161 miliar liter (43 miliar galon AS), naik 6% dari 2018,dan biofuel menyediakan 3% dari bahan bakar dunia untuk transportasi jalan. International Energy Agency ingin biofuel untuk memenuhi lebih dari seperempat dari permintaan dunia untuk bahan bakar transportasi pada tahun 2050, dalam rangka mengurangi ketergantungan pada minyak bumi. Namun, produksi dan konsumsi biofuel tidak sesuai dengan skenario pembangunan berkelanjutan IEA. Dari tahun 2020 hingga 2030 output biofuel global harus meningkat 10% setiap tahun untuk mencapai tujuan IEA. Pertumbuhan 3% per tahun yang diharapkan dalam 5 tahun ke depan.

    Generasi Biofuel

    image-1636702178554.png

    Biofuel generasi pertama

    Biofuel generasi pertama adalah bahan bakar yang dibuat dari tanaman pangan yang ditanam di lahan yang subur. Kandungan gula, pati, atau minyak tanaman diubah menjadi biodiesel atau etanol, menggunakan transesterifikasi , atau fermentasi ragi.

    Biofuel generasi kedua

    Baca Juga: Biofuel generasi kedua

    Biofuel generasi kedua adalah bahan bakar yang terbuat dari biomassa lignoselulosa atau kayu, atau residu/limbah pertanian. Bahan baku yang digunakan untuk membuat bahan bakar tumbuh di lahan yang subur tetapi merupakan produk sampingan dari tanaman utama, atau ditanam di lahan marginal. Bahan baku generasi kedua termasuk jerami, ampas tebu, rumput abadi, jarak pagar, limbah minyak sayur, limbah padat kota dan sebagainya.

    Biofuel generasi ketiga

    image-1636702201199.png


    Produksi biofuel dari mikroalga
    Mikroalga dibudidayakan dengan metode yang berbeda misalnya fotoautotrofik, heterotrofik, fotoheterotrofik dan mixotrofik, kemudian dipanen dengan metode bulking di mana mikroalga diisolasi dari suspensi melalui pengapungan, flokulasi atau sedimentasi gravitasi. Hickening adalah tahap kedua yang digunakan untuk mengkonsentrasikan slurry alga setelah proses bulking.

    Baca Juga: Algakultur dan bahan bakar Alga

    Alga dapat diproduksi di kolam atau tangki di darat, dan di laut. Bahan bakar alga memiliki hasil yang tinggi,dapat tumbuh dengan dampak minimal pada sumber daya air tawar ,dapat diproduksi menggunakan air garam dan air limbah , memiliki titik nyala yang tinggi ,dan dapat terurai secara hayati dan relatif tidak berbahaya bagi lingkungan jika tumpah. 

    Produksi membutuhkan energi dan pupuk dalam jumlah besar, bahan bakar yang dihasilkan terdegradasi lebih cepat daripada bahan bakar nabati lainnya, dan tidak mengalir dengan baik pada suhu dingin. Pada tahun 2017, karena pertimbangan ekonomi, sebagian besar upaya untuk menghasilkan bahan bakar dari alga telah ditinggalkan atau diubah ke aplikasi lain.

    Biofuel generasi keempat

    Kelas biofuel ini termasuk electrofuels dan solar fuels . Electrofuels dibuat dengan menyimpan energi listrik dalam ikatan kimia cairan dan gas. Target utama adalah butanol , biodiesel , dan hidrogen , tetapi termasuk alkohol lain dan gas yang mengandung karbon seperti metana dan butana . Bahan bakar solar adalah bahan bakar kimia sintetik yang dihasilkan dari energi matahari. Cahaya diubah menjadi energi kimia , biasanya dengan mereduksi proton menjadi hidrogen , atau karbon dioksida menjadisenyawa organik .

    Jenis

    Bahan bakar berikut dapat diproduksi menggunakan prosedur produksi biofuel generasi pertama, kedua, ketiga atau keempat. Sebagian besar dapat diproduksi dengan menggunakan dua atau tiga prosedur pembangkitan bahan bakar nabati yang berbeda.

    Biofuel gas

    Biogas dan biometana

    image-1636702224415.pngBiogas

    Baca Juga: Biogas

    Biogas adalah gas metana yang dihasilkan oleh proses pencernaan anaerobik dari bahan organik oleh bakteri anaerob .Hal ini dapat dihasilkan baik dari bahan limbah biodegradable atau dengan menggunakan tanaman energi dimasukkan ke dalam digester anaerobik untuk melengkapi hasil gas. Produk sampingan padat, digestate , dapat digunakan sebagai biofuel atau pupuk. Ketika CO
    2
    dan kotoran lainnya dikeluarkan dari biogas, ini disebut biometana .

    Biogas dapat diperoleh kembali dari sistem pengolahan limbah pengolahan biologis mekanis . Gas TPA , bentuk biogas yang kurang bersih, diproduksi di tempat pembuangan sampah melalui pencernaan anaerobik yang terjadi secara alami. Jika terlepas ke atmosfer, ia bertindak sebagai gas rumah kaca .

    Petani dapat menghasilkan biogas dari kotoran ternak mereka dengan menggunakan digester anaerobik.

    Syngas

    Baca Juga: Gasifikasi

    Syngas , campuran karbon monoksida , hidrogen dan hidrokarbon lainnya, dihasilkan oleh pembakaran parsial biomassa, yaitu pembakaran dengan jumlah oksigen yang tidak cukup untuk mengubah biomassa sepenuhnya menjadi karbon dioksida dan air.Sebelum pembakaran parsial, biomassa dikeringkan, dan terkadang dipirolisis . Campuran gas yang dihasilkan, syngas, lebih efisien daripada pembakaran langsung dari bahan bakar nabati asli; lebih banyak energi yang terkandung dalam bahan bakar diekstraksi.

    Syngas dapat dibakar langsung di mesin pembakaran internal, turbin atau sel bahan bakar suhu tinggi.The generator gas kayu , reaktor gasifikasi kayu bakar, dapat dihubungkan ke mesin pembakaran internal.

    Syngas dapat digunakan untuk menghasilkan metanol , DME dan hidrogen , atau diubah melalui proses Fischer–Tropsch untuk menghasilkan pengganti diesel, atau campuran alkohol yang dapat dicampur menjadi bensin. Gasifikasi biasanya bergantung pada suhu yang lebih besar dari 700 °C.

    Gasifikasi suhu rendah diinginkan ketika memproduksi bersama biochar , tetapi menghasilkan syngas yang tercemar tar .

    Biofuel cair

    Etanol

    Baca Juga: Bahan bakar etanol

    Alkohol yang diproduksi secara biologis , paling umum etanol , dan lebih jarang propanol dan butanol , diproduksi oleh aksi mikroorganisme dan enzim melalui fermentasi gula atau pati (paling mudah), atau selulosa (yang lebih sulit). Biobutanol (juga disebut biogasoline) sering diklaim sebagai pengganti langsung bensin , karena dapat digunakan langsung di mesin bensin.

    Bahan bakar etanol adalah bahan bakar nabati yang paling umum di seluruh dunia, khususnya di Brasil . Bahan bakar alkohol diproduksi dengan fermentasi gula yang berasal dari gandum , jagung , bit gula , tebu , molase dan gula atau pati apa pun dari mana minuman beralkohol seperti wiski , dapat dibuat (seperti limbah kentang dan buah , dll.). Metode produksi etanol yang digunakan adalah enzim pencernaan (untuk melepaskan gula dari pati yang disimpan), fermentasi gula, distilasidan pengeringan. Proses distilasi membutuhkan masukan energi yang signifikan untuk panas (kadang-kadang bahan bakar fosil gas alam yang tidak berkelanjutan , tetapi biomassa selulosa seperti ampas tebu , limbah yang tersisa setelah tebu ditekan untuk mengekstrak sarinya, adalah bahan bakar yang paling umum di Brasil, sedangkan pelet, serpihan kayu dan juga limbah panas lebih umum di Eropa) Limbah uap bahan bakar pabrik etanol – dimana limbah panas dari pabrik juga digunakan di jaringan pemanas distrik.

    Etanol dapat digunakan pada mesin bensin sebagai pengganti bensin; itu dapat dicampur dengan bensin untuk persentase berapa pun. Sebagian besar mesin bensin mobil yang ada dapat menggunakan campuran bioetanol hingga 15% dengan minyak bumi/bensin. Etanol memiliki kepadatan energi yang lebih kecil daripada bensin; ini berarti dibutuhkan lebih banyak bahan bakar (volume dan massa) untuk menghasilkan jumlah kerja yang sama. 

    Keuntungan dari etanol ( CH3CH2OH ) memiliki nilai oktan yang lebih tinggi daripada bensin bebas etanol yang tersedia di pompa bensin pinggir jalan, yang memungkinkan peningkatan rasio kompresi mesin untuk meningkatkan efisiensi termal . Di lokasi ketinggian (udara tipis), beberapa negara bagian mengamanatkan campuran bensin dan etanol sebagai pengoksidasi musim dingin untuk mengurangi emisi polusi atmosfer.

    Etanol juga digunakan untuk bahan bakar perapian bioetanol . Karena tidak memerlukan cerobong asap dan "tanpa cerobong", penggunaan bioetanol untuk rumah dan apartemen yang baru dibangun tanpa cerobong asap. Kelemahan dari perapian ini adalah bahwa keluaran panasnya sedikit lebih rendah daripada panas listrik atau kebakaran gas, dan tindakan pencegahan harus diambil untuk menghindari keracunan karbon monoksida.

    Jagung-ke-etanol dan stok makanan lainnya telah menyebabkan pengembangan etanol selulosa . Menurut agenda penelitian bersama yang dilakukan melalui Departemen Energi AS,

    Etanol memiliki kandungan energi sekitar sepertiga lebih rendah per unit volume dibandingkan dengan bensin. Hal ini sebagian diimbangi oleh efisiensi yang lebih baik saat menggunakan etanol (dalam pengujian jangka panjang lebih dari 2,1 juta km, proyek TERBAIK menemukan kendaraan FFV menjadi 1–26% lebih hemat energi daripada mobil bensin, tetapi konsumsi volumetrik meningkat sebesar sekitar 30%, sehingga lebih banyak penghentian bahan bakar diperlukan).

    Bioalkohol lainnya

    Metanol saat ini diproduksi dari gas alam , bahan bakar fosil yang tidak terbarukan . Ke depan diharapkan dapat dihasilkan dari biomassa sebagai biomethanol . Ini secara teknis layak, tetapi produksi saat ini sedang ditunda karena kekhawatiran bahwa kelayakan ekonomi masih tertunda.The ekonomi metanol adalah sebuah alternatif untuk ekonomi hidrogen dipertentangkan dengan hari ini hidrogen produksi dari gas alam.

    Butanol ( CStrain Escherichia coli juga telah berhasil direkayasa untuk memproduksi butanol dengan memodifikasi metabolisme asam aminonya . Salah satu kelemahan produksi butanol di E. coli tetap biaya tinggi media kaya nutrisi, namun, pekerjaan terbaru telah menunjukkan E. coli dapat menghasilkan butanol dengan suplementasi gizi minimal.

    Biodiesel

    Baca Juga: Biodiesel  -  Informasi lebih lanjut: Biodiesel di seluruh dunia

    Biodiesel adalah biofuel yang paling umum di Eropa. Ini dihasilkan dari minyak atau lemak menggunakan transesterifikasi dan merupakan cairan yang komposisinya mirip dengan diesel fosil/mineral. Secara kimia, sebagian besar terdiri dari metil asam lemak (atau etil) ester ( FAMEs ). Bahan baku untuk biodiesel termasuk lemak hewani, minyak nabati, kedelai , rapeseed , jatropha , mahua , mustard , rami , bunga matahari , minyak sawit , rami , selada penny , Pongamia pinnata dan ganggang.. Biodiesel murni (B100, juga dikenal sebagai biodiesel "rapi") saat ini mengurangi emisi hingga 60% dibandingkan dengan B100 diesel generasi kedua.Pada tahun 2020 , para peneliti di CSIRO Australia telah mempelajari minyak safflower sebagai pelumas mesin , dan para peneliti di Pusat Bahan Bakar Lanjutan Universitas Negeri Montana di AS telah mempelajari kinerja minyak dalam mesin diesel besar , dengan hasil yang digambarkan sebagai " pengubah permainan".

    Biodiesel dapat digunakan di semua mesin diesel jika dicampur dengan solar mineral. Hal ini juga dapat digunakan dalam bentuk murni (B100) dalam mesin diesel, tetapi beberapa masalah pemeliharaan dan kinerja kemudian dapat terjadi selama pemanfaatan musim dingin, karena bahan bakar menjadi agak lebih kental pada suhu yang lebih rendah, tergantung pada bahan baku yang digunakan.

    Di beberapa negara, pabrikan menutup mesin diesel mereka dengan garansi untuk penggunaan B100, meskipun Volkswagen dari Jerman , misalnya, meminta pengemudi untuk memeriksa melalui telepon dengan departemen layanan lingkungan VW sebelum beralih ke B100. 

    Dalam kebanyakan kasus, biodiesel kompatibel dengan mesin diesel dari tahun 1994 dan seterusnya, yang menggunakan karet sintetis ' Viton ' (oleh DuPont ) dalam sistem injeksi bahan bakar mekanisnya . Namun perlu diperhatikan, bahwa tidak ada kendaraan yang disertifikasi untuk menggunakan biodiesel murni sebelum tahun 2014, karena tidak ada protokol pengendalian emisi yang tersedia untuk biodiesel sebelum tanggal tersebut.

    Sistem tipe ' common rail ' dan ' Unit Injector ' yang dikontrol secara elektronik dari akhir 1990-an dan seterusnya hanya dapat menggunakan biodiesel yang dicampur dengan bahan bakar diesel konvensional. Mesin ini memiliki sistem injeksi multi-tahap terukur dan teratomisasi yang sangat sensitif terhadap viskositas bahan bakar. Banyak mesin diesel generasi sekarang dibuat agar dapat berjalan pada B100 tanpa mengubah mesin itu sendiri, meskipun hal ini tergantung pada desain rel bahan bakar . 

    Karena biodiesel adalah pelarut yang efektif dan membersihkan residu yang disimpan oleh diesel mineral, filter mesin mungkin perlu diganti lebih sering, karena biofuel melarutkan endapan lama di tangki bahan bakar dan pipa. Ini juga secara efektif membersihkan mesinruang bakar dari endapan karbon, membantu menjaga efisiensi. Di banyak negara Eropa, campuran biodiesel 5% banyak digunakan dan tersedia di ribuan pompa bensin.

    Biodiesel juga merupakan bahan bakar beroksigen , yang berarti mengandung jumlah karbon yang lebih sedikit dan kandungan hidrogen dan oksigen yang lebih tinggi daripada solar fosil. Hal ini meningkatkan pembakaran biodiesel dan mengurangi emisi partikulat dari karbon yang tidak terbakar. Namun, menggunakan biodiesel murni dapat meningkatkan emisi NO x

    Biodiesel juga aman untuk ditangani dan diangkut karena tidak beracun dan dapat terurai secara hayati , dan memiliki titik nyala tinggi sekitar 300 °F (148 °C) dibandingkan dengan bahan bakar diesel minyak bumi, yang memiliki titik nyala 125 °F (52 °C).

    Di AS, lebih dari 80% truk komersial dan bus kota menggunakan diesel. Pasar biodiesel AS yang sedang berkembang diperkirakan telah tumbuh 200% dari tahun 2004 hingga 2005. "Pada akhir tahun 2006 produksi biodiesel diperkirakan meningkat empat kali lipat dari tahun 2004 menjadi lebih dari" 1 miliar galon AS (3.800.000 m 3 ).

    Di Prancis, biodiesel dimasukkan pada tingkat 8% dalam bahan bakar yang digunakan oleh semua kendaraan diesel Prancis. Avril Group memproduksi dengan merek Diester , seperlima dari 11 juta ton biodiesel yang dikonsumsi setiap tahun oleh Uni Eropa . Ini adalah produsen biodiesel Eropa terkemuka.

    Diesel hijau

    Baca Juga: Produksi biodiesel

    Diesel hijau diproduksi melalui bahan baku minyak biologis hydrocracking , seperti minyak nabati dan lemak hewani.Hydrocracking adalah metode kilang yang menggunakan suhu dan tekanan tinggi dengan adanya katalis untuk memecah molekul yang lebih besar , seperti yang ditemukan dalam minyak nabati , menjadi rantai hidrokarbon yang lebih pendek yang digunakan dalam mesin diesel . Ini juga bisa disebut diesel terbarukan, minyak sayur hidrotreated (bahan bakar HVO) atau diesel terbarukan yang diturunkan dari hidrogen. 

    Tidak seperti biodiesel, diesel hijau memiliki sifat kimia yang persis sama dengan diesel berbasis minyak bumi.Itu tidak memerlukan mesin, saluran pipa atau infrastruktur baru untuk didistribusikan dan digunakan, tetapi belum diproduksi dengan biaya yang kompetitif dengan minyak bumi . 

    Versi bensin juga sedang dikembangkan. Diesel hijau sedang dikembangkan di Louisiana dan Singapura oleh ConocoPhillips , Neste Oil , Valero , Dynamic Fuels, dan Honeywell UOP serta Preem di Gothenburg, Swedia, menciptakan apa yang dikenal sebagai Evolution Diesel.

    Minyak Nabati

    Baca Juga: Bahan bakar minyak nabati

    Produk baru minyak sayur umumnya tidak digunakan sebagai bahan bakar, tetapi minyak kualitas rendah telah digunakan untuk tujuan ini. Minyak nabati bekas semakin banyak diproses menjadi biodiesel, atau (lebih jarang) dibersihkan dari air dan partikulat dan kemudian digunakan sebagai bahan bakar.

    Seperti halnya biodiesel 100% (B100), untuk memastikan injektor bahan bakar menyemprotkan minyak nabati dalam pola yang benar untuk pembakaran yang efisien, bahan bakar minyak nabati harus dipanaskan untuk mengurangi viskositasnya dengan solar, baik dengan kumparan listrik atau penukar panas. Ini lebih mudah di daerah beriklim hangat atau sedang. MAN B&W Diesel , Wärtsil , dan Deutz AG , serta sejumlah perusahaan kecil, seperti Elsbett , menawarkan mesin yang kompatibel dengan minyak nabati lurus, tanpa perlu modifikasi purna jual.

    Minyak nabati juga dapat digunakan di banyak mesin diesel lama yang tidak menggunakan sistem injeksi diesel elektronik common rail atau unit injeksi . Karena desain ruang bakar di mesin injeksi tidak langsung , ini adalah mesin terbaik untuk digunakan dengan minyak nabati. Sistem ini memungkinkan molekul minyak yang relatif lebih besar lebih banyak waktu untuk terbakar. Beberapa mesin tua, terutama Mercedes, digerakkan secara eksperimental oleh para penggemar tanpa konversi apa pun. Beberapa pengemudi telah mengalami kesuksesan terbatas dengan mesin VW TDI pra-"Pumpe Duse" sebelumnya dan mesin serupa lainnya dengan injeksi langsung . Beberapa perusahaan, seperti Elsbett atau Wolf, telah mengembangkan kit konversi profesional dan berhasil menginstal ratusan di antaranya selama beberapa dekade terakhir.

    Minyak dan lemak dapat dihidrogenasi untuk memberikan pengganti diesel. Produk yang dihasilkan adalah hidrokarbon rantai lurus dengan angka setana tinggi , rendah aromatik dan belerang serta tidak mengandung oksigen. Minyak terhidrogenasi dapat dicampur dengan solar dalam semua proporsi. Mereka memiliki beberapa keunggulan dibandingkan biodiesel, termasuk kinerja yang baik pada suhu rendah, tidak ada masalah stabilitas penyimpanan dan tidak ada kerentanan terhadap serangan mikroba.

    Bioeter

    image-1636703008046.pngProduksi biofuel menurut wilayah

    Bioeter (juga disebut sebagai eter bahan bakar atau bahan bakar beroksigen ) adalah senyawa hemat biaya yang bertindak sebagai penambah nilai oktan . "Bioeter dihasilkan oleh reaksi iso-olefin reaktif, seperti iso-butilena, dengan bioetanol." Bioeter dibuat dari gandum atau bit gula.Mereka juga meningkatkan kinerja mesin , sekaligus secara signifikan mengurangi keausan mesin dan emisi gas buang beracun . Meskipun bioeter kemungkinan besar akan menggantikan petroeter di Inggris, sangat tidak mungkin mereka akan menjadi bahan bakar dengan sendirinya karena kepadatan energi yang rendah.Dengan sangat mengurangi jumlah emisi ozon di permukaan tanah , mereka berkontribusi pada kualitas udara.

    Ketika datang ke bahan bakar transportasi ada enam aditif eter: dimetil eter (DME), dietil eter (DEE), metil tert -butil eter (MTBE), etil tert -butil eter (ETBE), tert -amil metil eter (TAME) , dan tert- amyl etil eter (TAEE).

    European Fuel Oxygenates Association (EFOA) mengidentifikasi metil tert- butil eter (MTBE) dan etil tert- butil eter (ETBE) sebagai eter yang paling umum digunakan dalam bahan bakar untuk menggantikan timbal. Eter diperkenalkan di Eropa pada 1970-an untuk menggantikan senyawa yang sangat beracun. Meskipun orang Eropa masih menggunakan aditif bioeter, AS tidak lagi memiliki kebutuhan oksigenat sehingga bioeter tidak lagi digunakan sebagai aditif bahan bakar utama.

    Biofuel dan lingkungan

    Netralitas karbon

    image-1636703038669.pngJalur produksi karbon negatif (miskantus) dan karbon positif (poplar).

    image-1636703082379.png

    Hubungan antara hasil di atas permukaan tanah (garis diagonal), karbon organik tanah (sumbu X), dan potensi tanah untuk sukses/tidaknya penyerapan karbon (sumbu Y). Pada dasarnya, semakin tinggi hasil, semakin banyak lahan yang dapat digunakan sebagai alat mitigasi GRK (termasuk lahan yang relatif kaya karbon.)

     

    Sebuah proyek biofuel dikatakan netral karbon jika CO 2 diserap oleh tanaman mengkompensasi gas rumah kaca (GRK) yang terkait dengan CO 2 . Ada sekitar 27% karbon dalam CO 2 (12/44). Ini termasuk emisi yang disebabkan oleh perubahan penggunaan lahan langsung atau tidak langsung . Banyak proyek biofuel generasi pertama tidak netral karbon berdasarkan definisi ini. Beberapa bahkan memiliki emisi yang lebih tinggi daripada beberapa alternatif berbasis fosil.

    Ini adalah jumlah total penyerapan dan emisi yang bersama-sama menentukan apakah biaya siklus hidup GRK dari proyek biofuel adalah positif, netral atau negatif. Jika emisi selama produksi, pemrosesan, pengangkutan, dan pembakaran lebih tinggi daripada yang diserap, baik di atas maupun di bawah tanah selama pertumbuhan tanaman, biaya siklus hidup GRK adalah positif. Demikian juga, jika total penyerapan lebih tinggi dari total emisi, biaya siklus hidup negatif.

    Whitaker dkk. berpendapat bahwa tanaman miskantus dengan hasil 10 ton per hektar per tahun menyerap begitu banyak karbon sehingga tanaman tersebut lebih dari sekadar mengkompensasi emisi operasi pertanian dan emisi transportasi. (Emisi yang berasal dari pembakaran sepenuhnya diserap oleh pertumbuhan tanaman di atas tanah musim depan.) Bagan atas di sebelah kanan menampilkan dua jalur produksi miskantus negatif CO 2 , dan dua jalur produksi poplar positif CO 2, yang dinyatakan dalam gram CO 2 - setara per megajoule. Bar yang berurutan dan bergerak ke atas dan ke bawah sebagai CO di atmosfer 2diperkirakan meningkat dan menurun. Bilah abu-abu/biru mewakili emisi terkait pertanian, pemrosesan, dan transportasi, bilah hijau mewakili perubahan karbon tanah, dan berlian kuning mewakili total emisi akhir.

    Keberhasilan penyerapan tergantung pada lokasi penanaman, karena tanah terbaik untuk penyerapan adalah yang saat ini rendah karbon. Hasil bervariasi yang ditampilkan dalam grafik menyoroti fakta ini.Untuk Inggris, penyerapan yang berhasil diharapkan untuk tanah yang subur di sebagian besar Inggris dan Wales, dengan penyerapan yang tidak berhasil diharapkan di beberapa bagian Skotlandia, karena tanah yang sudah kaya karbon (hutan yang ada) ditambah hasil yang lebih rendah. Tanah yang sudah kaya karbon termasuk lahan gambut dan hutan dewasa. Padang rumput juga bisa kaya karbon, namun Milner et al. berpendapat bahwa penyerapan karbon paling sukses di Inggris terjadi di bawah padang rumput yang lebih baik.Bagan bawah menampilkan perkiraan hasil yang diperlukan untuk mencapai negativitas CO 2 untuk berbagai tingkat saturasi karbon tanah yang ada. Semakin tinggi imbal hasil, semakin besar kemungkinan CO 2 negatif menjadi.

    Polusi udara

    Secara umum, zat atau energi dianggap polusi ketika dilepaskan ke lingkungan pada tingkat yang lebih cepat daripada lingkungan dapat membubarkan, mencairkan, terurai, mendaur ulang, atau menyimpannya dalam bentuk yang tidak berbahaya.Berdasarkan definisi ini, baik bahan bakar fosil maupun beberapa bahan bakar nabati tradisional mencemari lingkungan. 

    IPCC berpendapat bahwa penggunaan kayu secara tradisional dalam tungku masak dan api terbuka menghasilkan polutan, yang dapat menyebabkan konsekuensi kesehatan dan lingkungan yang parah. Namun, pergeseran ke bioenergi modern berkontribusi pada peningkatan mata pencaharian dan dapat mengurangi degradasi lahan dan dampak pada jasa ekosistem . a 

    Menurut IPCC, ada bukti kuat bahwa bioenergi modern memiliki "dampak positif yang besar" pada kualitas udara. Ketika dibakar di fasilitas industri, sebagian besar polutan yang berasal dari biomassa kayu berkurang 97-99%, dibandingkan dengan pembakaran terbuka.Sebuah studi tentang kabut coklat raksasa yang secara berkala menutupi wilayah yang luas di Asia Selatan menetapkan bahwa dua pertiga dari kabut itu terutama dihasilkan oleh memasak perumahan dan pembakaran pertanian, dan sepertiga oleh pembakaran bahan bakar fosil.

    Produksi listrik dibandingkan dengan energi terbarukan lainnya

    Untuk menghitung kebutuhan penggunaan lahan untuk berbagai jenis produksi listrik, penting untuk mengetahui kepadatan daya spesifik area yang relevan. Smil memperkirakan bahwa rata-rata kepadatan daya spesifik area untuk produksi biofuel, angin, hidro, dan tenaga surya masing-masing adalah 0,30 W/m 2 , 1 W/m 2 , 3 W/m 2 dan 5 W/m 2 (daya di bentuk panas untuk biofuel, dan listrik untuk angin, hidro dan matahari).Konsumsi tenaga manusia rata-rata di tanah bebas es adalah 0,125 W/m 2 (gabungan panas dan listrik),meskipun naik menjadi 20 W/m 2 di kawasan perkotaan dan industri. Alasan rendahnya densitas daya spesifik area untuk biofuel adalah kombinasi dari hasil yang rendah dan hanya sebagian pemanfaatan tanaman saat membuat bahan bakar cair (misalnya, etanol biasanya dibuat dari kandungan gula tebu atau kandungan pati jagung, sedangkan biodiesel sering terbuat dari rapeseed dan kandungan minyak kedelai).

    💡 Smil memperkirakan kepadatan berikut:

    etanol

    • Gandum musim dingin (AS) 0,08 W/m 2
    • Jagung 0,26 W/m 2 (hasil 10 t/ha)
    • Gandum (Jerman) 0,30 W/m 2

    Bahan bakar jet

      Biodiesel

      Pembakaran biomassa padat lebih hemat energi daripada pembakaran biofuel (cairan), karena seluruh tanaman digunakan. Misalnya, perkebunan jagung yang menghasilkan biomassa padat untuk pembakaran menghasilkan lebih dari dua kali lipat jumlah daya per meter persegi dibandingkan dengan perkebunan jagung yang memproduksi etanol, ketika hasilnya sama: 10 t/ha menghasilkan 0,60 W/m 2 dan 0,26 W/ m 2 masing-masing. Biomassa kering oven pada umumnya memiliki kandungan kalori sekitar 18 GJ/t,dan setiap t/ha hasil biomassa kering meningkatkan produksi listrik perkebunan sebesar 0,06 W/m 2 .

      💡

      Bacaan lebih lanjut

      Tautan eksternal