## EFISIENSI ENERGI PADA INDUSTRI BIOETANOL MENGGUNAKAN METODE

## COGENERATION SYSTEM
Susi Afriani 1 , Nanda Putri Miefthawati 2 , Muhammad Ilham 3 1,2,3 Program Studi Teknik Elektro, UIN Sultan Syarif Kasim Riau Jl. H.R. Soebrantas Km. 15 Panam, Pekanbaru
1 susi.afriani@uin-suska.ac.id, 2 nandamiefthawati@uin-suska.ac.id
Abstrak — Efisiensi  energi  pada  skala  Industri  berperan penting  dalam  pemenuhan  kebutuhan  energi.  Hal  ini  yang mendorong industri bioetanol melakukan efisiensi energi,diantaranya dengan menggunakan metode cogeneration  system . Cogeneration  system yang  dikenal dengan combined  heat  and  power (CHP)  adalah    produksi bersamaan  dari  energi  listrik  dan  uap  atau  fluida  panas lainnya dengan satu peralatan konversi energidengan bahan bakar energi terbarukan seperti biogas. Pemanfaatan limbah industri  menjadi  biogas  sebagai  bahan  bakar  pada  boiler yang  menghasilkan steam yang  digunakan  untuk  memutar turbin sehingga generator menghasilkan listrik dan sebagian steam yang di hasilkan digunakan untuk pemanasan produk pada  suatu  rancangan  industri  bioetanol  pada  penelitian sebelumnya.  Hasil  dari  perhitungan  ini  berupa  potensi limbah industri sebesar 1.371.980 kg/hari dengan menghasilkan  volume  produksi  biogas  sebesar  50.763,26 m 3 /hari. Sehingga jumlah uap yang dapat dihasilkan sebesar 22.723,894  kg  steam/jam.  Nilai  efisiensi  energi  yang didapatkan sebesar 46,7% dan total pengurangan emisi yang dapat dilakukan sebesar 178.685,782 tCO 2 Kata  Kunci  : Cogeneration  system ,  Bioetanol,  Efisiensi Energi, Emisi

## I. P ENDAHULUAN
Meningkatnya  kebutuhan  energi  mempunyai  keterkaitan erat  dengan  berkembangnya  kegiatan  ekonomi  dan pertumbuhan  penduduk  yang  tidak  terkendali.  Berdasarkan data outlook pengolahan energi nasional tahun 2012 – 2025 maka total konsumsi energi final pada tahun 2012 mencapai 1.017 juta SBM dengan laju pertumbuhan antara tahun 2012 –  2025  sebesar  4,5%  per  tahun.Berdasarkan  data penggunaan  energi  nasional  tahun  2013  terdapat  empat sektor  utama  pengguna  energi  terbesar  yaitusektor  industri sebesar 37,17%, rumah tangga sebesar 29,43%, transportasi 28,10%  dan  komersial  5,28%.  Sampai  saat  ini,  sumber energi  yang  digunakan  sebagian  besar  masih  berasal  dari fosil yaitu minyak bumi sebesar 46,9%, batu bara sebanyak 26,4% dan gas alam sebesar 21,9%. [1][2]
Bioetanol  merupakan  etanol  yang  berbahan  utamanya dari  tumbuhan  dan  umumnya  menggunakan  proses fermentasi, kemudian dimurnikan dengan destilasi. Indonesia  sendiri  banyak  terdapat  tumbuhan  yang  dapat digunakan  sebagai bahan baku dalam pembuatan bioetanol. Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut,  pemerintah Indonesia telah  mengeluarkan Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun  2009  tentang  konservasi  energi  yang  mewajibkan setiap  pengguna  energi  di  atas  6000  TOE/tahun  untuk
melakukan  manajemen  energi.Salah  satunya  penggunaan energi  listrik  pada  rancangan  Industri  bioetanol  pada penelitian  sebelumnya  dengan  total  produksi  etanol  sebesar 10.000  ton/tahun.  Rancangan  industri  bioetanol  ini mengandalkan  ubi  kayu  sebagai  bahan  utama  dalam pembuatan bioetanol. Dalam  proses produksinya rancangan industri  ini  membutuhkan  suplai  listrik  dari  PLN  dan generator kapasitas 60 kWh dalam unit proses  pengolahan, manufaktur,  pengemasan  maupun  untuk  unit  utilitas pendukungnya. Pada industri ini steam dihasilkan dari boiler yang berbahan bakar solar dengan kapasitas keluaran steam sebesar 2585,9872 kg/jam. Hal itu yang mendorong industri bioetanol harus melakukan efisiensi energi mengingat krisis energi  yang  terjadi pada saat sekarang ini,  maka industri di tuntut menjadi industri yang mandiri energi. [3][4]
Untuk  menjadikan  industri  yang  mandiri  energi  serta upaya  dalam  menghadapi  krisis  energi  maka  salah  satu caranya  ialah  dengan  memanfaatkan  ampas  dan  kulit  ubi kayu yang dihasilkan dari proses pembuatan bioetanol yang selama  ini  belum  dimanfaatkan  dengan  baik.  Ampas  dan kulit ubi kayu memiliki kadar karbohidrat yang cukup tinggi namun  hanya  digunakan  sebagai  pakan  ternak  atau  sebagai pupuk. Sekitar 18,9 juta ton per tahun penggunaan ubi kayu dapat  menghasilkan  ampas  sekitar  1,89  –  3,78  juta  ton sedangkan  kulit  luar  mencapai  0,3  –  0,9  juta  ton. Cogeneration  system yang  dikenal  dengan combined  heat and  power (CHP)  adalah    produksi  bersamaan  dari  energi listrik  dan  uap  atau  fluida  panas  lainnya  dengan  satu peralatan  konversi  energi.  Limbah  ubi  kayu  berupa  ampas dan  kulit  ubi  kayu  dapat  dikelola  secara  anaerobik  untuk dimanfaatkan sebagai sumber biogas.[5][6]

## II. T INJAUAN PUSTAKA

## A. Pembentukan Biogas
Limbah  industri  bioetanol  seperti  ampas,  kulit  luar serta  air  limbah  bekas  pencucian  ubi  kayu  merupakan salah  satu sumber  bahan  yang dapat dimanfaatkan  untuk menghasilkan  biogas.  Biogas  merupakan renewble energy yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak  tanah  dan  gas  alam.  Biogas  juga  sebagai  salah satu  jenis  bioenergi  yang  didefinisikan  sebagai  gas  yang dilepaskan  jika  bahan  –  bahan  organik  seperti  limbah industri bioetanol, jerami dan kotoran ternak. [14].
Gambar. 1 Instalasi Digestifikasi Anaerobik PLTBg [14] Dalam  mendesain  digester  yang  diperlukan  adalah menghitung  potensi  energi  yang  ada  pada  limbah  industri bioetanol  ubi  kayu.  Perhitungan  pembangkit  biogas  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  nilai  dari  parameter  input yang  didapat  dari  pabrik.  Parameter  itu  meliputi  total limbah,  setiap  pengolahan  satu  ton  ubi  kayu  dihasilkan limbah  padat  berupa  kulit  ubi  kayu  sebanyak  300  kg. sehingga  setiap  hari  industri  bioetanol  ini  menghasilkan limbah  sebesar.  Dari  pengertian  diatas  didapat  persamaan  : [14] Total Limbah (kg/hari)
= banyaknya produksi (ton/jam) x 0,3 ton (1)

## B. Total Solid Content (Ts) dan Volatile Solid (Vs)
Pengertian total  solid  content (Ts)  adalah  jumlah materi  padatan  yang  terdapat  dalam  limbah  pada  bahan organik selama proses digester terjadi dan ini mengindikasikan  laju  penghancuran/pembusukan  material padatan limbah organik.
%Ts = 4,2 kg/hari : 20 kg/hari  = 21 (2) Ts = %Ts (%) x bahan baku harian (kg/hari) (3) Contoh  %Vs  dengan  total  limbah  20  kg/hari.  Sehingga didapat persamaan : [14] %Vs = 3,8 kg/hari : 20 kg/hari   = 19% (4) Vs = %Vs (%) x bahan baku harian (kg/hari) (5)
Untuk  mendapatkan  potensi  volume  biogas  untuk  limbah ubi kayu dapat menggunakan persamaan : [14] Potensi Volume Biogas = Potensi biogas x bahan baku harian (6) Untuk  menghitung  laju  produksi  gas  tiap  m 3 perhari  (K) dapat menggunakan persamaan: [14] Volume Produksi Biogas  = K x Vs (7)
Sehingga dapat diketahui perhitungan produksi Gas  metana dengan persamaan : [14]
VGM = 70% (tabel 2 komposisi biogas limbah) x VBS
(8)
Dalam  menghitung jumlah bahan baku dapat  menggunakan persamaan : [14]
Jumlah  bahan  baku  Q  =  Jumlah  limbah  Ubi  kayu  +  air
(9)
Total Volume Digester (V) menggunakan persamaan : [14]
V = Vc + Vgs + Vf + Vs (10)
Berdasarkan jumlah volume bahan baku (Q), maka dapat ditentukan volume kerja digester ( working volume digester ) yang merupakan penjumlahan volume ruangan penyimpanan (Vgs) dan volume ruangan fermentasi (Vs)
dengan persamaan : [14]
Volume Kerja Digester = Vgs + Vf
(11)

## C. Pengertian Cogeneration System
Cogeneration adalah  produksi  bersamaan  dari  uap (fluida panas  lainnya) dan listrik dengan satu peralatan konversi  energi. Cogeneration selain  dapat  beroperasi dengan bahan bakar fosil juga dapat digabungkan/dikawinkan dengan sumber energi terbarukan  (gas  atau  padat).  Seperti  untuk  gas  terdiri dari  biogas  yang  dihasilkan  dari  sampah  pertanian  dan limbah  organik  yang  mengandung  gas  seperti  jerami. Sedangkan untuk limbah padat terdiri dari limbah hutan dan limbah perkotaan. [17].
Gambar.2 Skema Pembangkit Cogeneration [21] Enthalpi  uap  diambil  dari  data  tabel  uap  ( steam table )  untuk  uap superheated 400 o C  ,  32  barg  didapat  h 1 sebesar  3226,3  kJ/kg.  enthalpi  air  masuk  dihitung  pada kondisi  cair,  temperatur  105 o C,  32  barg  didapat  h 0 sebesar 442,28  kJ/kg.  Dengan  mengambil  asumsi  efisiensi  boiler 85%  yang  dapat  dibangkitkan  dari  bahan  bakar  tersedia adalah sebagai berikut : [23]
E BB = VBS (m 3 /jam)x nilai kalor pembakaran biogas (kJ/m 3 ) (12)
Sehingga  dapat  menentukan  jumlah  laju  aliran  uap  yang dapat dihasilkan dari pembakaran biogas dengan persamaan : [10] π = Q( h 1 -h 0 )/E BB (13)
kalor  yang  dihasilkan  oleh steam yang  dihasilkan  dengan menggunakan persamaan : [10]
Q in = m  (h 1 – h 0 ) (14)
Sehingga  uap  yang  digunakan  untuk  pemanasan  produk dapat dihitung dengan sebagai berikut : [10]
Q p = m (h 4 – h 6 ) (15)
Sehingga kalor masuk untuk memutar turbin dapat dihitung dengan persamaan [10]
W turb in = m (W pump in ) (16)
Sehingga  kalor  keluaran  turbin  dapat  dihitung  dengan tekanan  dan  suhu  tetap  h 1 =  h 3 dan  sisa  uap  dari  turbin dalam keadaan saturated mixture dengan tekanan  0,14 Mpa sebesar 2122,94 kJ/kg. menggunakan persamaan : [10] W turb out = m (h 3 – h 5 ) (17)
Sehingga kerja total turbin dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : [10]
W net = W turb out – W turb in (18)
D. Pengurangan emisi
Pemanfaatan biogas sebagai
pembangkit listrik merupakan salah satuu alternatif dalam rangka mengganti/subsitusi  pembangkit  listrik  tanaga  fosil.  Selain sumber  –  sumber  energi  fosil  yang  semakin  terbatas, pembangkit  listrik  tenaga  fosil  melepaskan  CO 2 akibat  dari pemanfaatan  pembakaran  energi  fosil.  CO 2 dan  CH 4 termasuk dari beberpa emisi penghasil gas rumah kaca. CH 4 mempunyai  sifat  polutan  21  kali  jika  dibandingkan  CO 2 . Dalam  menghitung  pengurangan  emisi  dari  mengganti bahan  bakar  fosil  dapat  menggunakan  beberapa  persamaan berikut : [24]
Energi listrik per tahun =  kapasitas  terpasang
pembangkit (MW) x 24/hari x 330 hr/tahun
(19)
Untuk  menghitung  emisi  fator  dapat  menggunakan persamaan sebagai berikut : [24] emission  faktor  (tCO 2 /MWh)  =    volume  bhn  bakar fosil/energi  yang  dihasilkan  x  faktor  emisi  bahan  bakar  x kandungan bahan bakar
(20)
Sehingga  emisi  CO 2 yang  dihasilkan  akibat  penggantian bahan bakar dapat dihitung dengan persamaan : [24] emisi CO 2 (tCO 2 ) =  energi  listrik  pertahun    x emission factor (21)
Pengurangan  emisi  akibat  pembakaran  gas  metan  dapat menggunakan persamaan berikut :[24] Jumlah Gas Metan =  volume  gas  metan  yang dihasilkan (22) Jumlah Gas Metana = jumlah gas metan x massa jenis gas (23) Emisi CO 2 =  jumlah  gas  metan  x  GWPI  x 10 -3 (24)
GWPI ( Global Warming Potential Index ) CH 4 = 21
Total pengurangan emisi   =
penggantian bahan bakar+pembakaran gas metana.

## III. M ETODOLOGI PENELITIAN

## Penelitian dilakukan dengan tahapan :
A. Pengumpulan  Data
Tahap pengumpulan data merupakan langkah  awal  setelah  studi  literatur. Data  produksi dan  total  limbah  industri  bioetanol  dari  peneltian sebelumnya  serta  mengetahui  karkateristik  dan kebutuhan steam dan listrik pada.

## B. Pengolahan data
Perhitungan  data  meliputi  perhitungan potensi limbah dan gas  metana yang dihasilkan,serta pemilihan sistem PLTBg yang tepat untuk menghasilkan biogas. Perhitungan selanjutnya adalah konversi steam menggunakan sistem cogeneration .
C. Analisis Efisiensi sistem cogeneration dan penurunan emisi.
Berdasarkan  perhitungan  dan  pengolahan data  yang  sudah dilakukan, tahap selanjutnya adalah menganalisis  efisiensi  sistem  secara  keseluruhan dengan  adanya cogeneration .  Hal  ini  ditinjau  dari subsistem  pembakaran  dan  boiler,  turbin  uap  dan sistem  generator.  Analisis  pengurangan  emisi  dilihat dari pehitungan secara matematis yang terdapat pada tinjauan  pustaka  dari  substitusi  bahan  bakar  fosil serta  pengurangan  emisi  akibat  pembakaran  gas metan.

## IV. H ASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Potensi sisa limbah ubi kayu di Industri Bioetanol
Industri  bioetanol  berkapasitas  produksi  10.000 Ton  pertahun  dengan  waktu  beroperasi  330  hari  dalam setahun sehingga basis 190553,2828 kg/jam. [4]
Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  setiap  1  ton  ubi  kayu dihasilkan limbah padat berupa kulit ubi kayu sebanyak 300 kg  sehingga  berdasarkan  persamaan  2.1  setiap  hari  industri bioetanol ini menghasilkan limbah sebesar. [18] Total Limbah harian  = 190,5533 ton/jam x 0,3 ton = 57,165 ton/jam =57,165 ton/jam x 24 = 1371,98 ton/hari = 1.371.980 kg/hari
Jadi  dari  perhitungan  data  potensi  yang  ada  didapat  hasil sebagai berikut :
Tabel . Hasil perhitungan kapasitas biogas dan PLT Biogas No Jenis Proses Perhitungan Hasil Perhitungan 1 Potensi Limbah Industri (Q) 1.371.980 kg/hari 2 Perhitungan  jumlah  dari total solid (Ts) 411.594 kg/hari 3 Perhitungan jumlah dari volatile solid (Vs) 384.154,4 kg/hari 4 Perhitungan  jumlah  volume produksi biogas (VBS) 50.763,26 m 3 /hari 5 Perhitungan  jumlah  volume gas metan (VGM) 35.534,282 m 3 /hari
Sehingga  diketahui  volume  masing  –  masing  bagian digester, yaitu :
Tabel 2. Volume masing – masing bagian digester
Jenis Proses Perhitungan Hasil Perhitungan Volume Total Digester (V) 20.500 m 3 Volume Ruang penampungan gas (Vc) 1.025 m 3 Volume ruang penyimpanan gas (Vgs) 1.265,875 m 3 Volume ruang fermentasi (Vf) 15.134,125 m 3 Volume rang hidrolik (VH) 1.265,875 m 3 Volume  lapisan  penampungan  lumpur (Vs) 3.075 m 3

## Tabel 3.Dimensi Ukuran Rancangan Digester
Dimen si Rumus Dimen si Nilai Dimen si Rumus Dimen si Nilai V1 0,0827 x D 3 3.794, 5 m 3 f1 D/5 7,16 m V2 0,0501 1 x D 3 2.299 m 3 f2 D/8 4,475 m V3 0,3142 x D 3 14.41 6 m 3 S1 0,911 X D 2 1.167, 5 m 2 R1 0,725 x D 26 m S2 0,8345 x D 2 1.069, 5 m 2 R2 1,0625 x D 38 m

## B. Perhitungan Konversi Steam/Uap panas yang dihasilkan dari pembakaran Gas Metana dengan Cogeneration system
Q = 22.723,894 kg uap/jam
kalor  yang  dihasilkan  oleh  boiler  dengan  laju  aliran uap/ steam 22.723,894 kg uap /jam Q in = m (h 1 – h 0 ) Q in
=  22.723,894  kg/jam  (3.226,3  kJ/kg  –  442,28
kJ/kg) = 22.723,894 kg/jam (2.784,02 kJ/kg)
= 63.263.775,4 kJ/jam
Dimana  1  kJ/jam  =  0,27  watt  sehingga  1  kJ/jam  =  0,00027 kW
=17.573,27 kW
Berdasarkan  data  tersebut  maka  dapat  dihitung  kalor pemanasan produk Q p = m (h 4 – h 6 )
= 3.000 kg/jam (2.805,7 kJ/kg – 837,25 kJ/kg) = 3.000 kg/jam (1.968,45 kJ/kg)
= 5.905.350 kJ/jam
= 1.640,375kW
Sehingga kalor masuk untuk memutar turbin
W turb in = m (W pump in ) = 19.723,894 kg/jam (W pump in I ) = 19.723,894 kg/jam (4,16 kJ/kg) = 82.051,399 kJ/jam
= 22,79 kW
Menghitung daya kalor keluaran turbin W turb out = m (h 3 – h 5 ) =  19.723,894  kg/jam  (3.226,3  kJ/kg  – 2022,94 kJ/kg)
= 19.723,894 kg/jam (1.203,36 kJ/kg) = 23.734.945,1 kJ/jam
= 6.593,04 kW Sehingga kerja total turbin generator
W net
= W turb out – W pm out = 6.593,04 kW – 22,79 kW = 6.570,25 kW
Setelah  melakukan  perhitungan  total  kerja  turbin  dan  kalor steam untuk  pemanasan  produk  yang  dibutuhkan  industri. Maka  efisiensi  dari  pembangkit cogeneration  system dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
C.Keterpenuhinya  Kebutuhan  Steam  dan  Listrik  Industri Bioetanol dengan Menggunakan Cogeneration system
Dengan  diketahuinya input pembakaran  biogas pada boiler yang terdapat pada cogeneration system sebesar 22.723,894  kg  uap/jam  dapat  menghasilkan  panas  kalor sebesar  17.573,27  kW.  Pada  industri  bioetanol  kalor  untuk pemanasan  produk  dalam  produksi  dibutuhkan  sebesar 2585,9872  kg/jam.  Dengan  menggunakan cogeneration system dengan  pembakaran  biogas  hasil  limbah  industri bioetanol  dapat  menghasilkan  total  kalor  pembakaran sebesar  17.573,27  kW  dengan  menggunakan valve maka sebagian  kalor  pemanasan  sebesar  3000  kg/jam  atau  setara 1.640,375  kW  dipisahkan  agar steam dalam  pengoperasian industri dapat terpenuhi. Sedangkan sebagian steam lainnya sebesar  19.723,894  kg/jam  atau  setara  6.593,04  kW  di salurkan  menuju  turbin  untuk  memutar  sudu  –  sudu  turbin sehingga menghasilkan keluaran listrik sebesar 6.570,25 kW maka  dapat  terpenuhinya  kebutuhan  listrik  industri bioetanol.  Sehingga  dengan  terpenuhinya  kebutuhan steam dan  listrik  industri  bioetanol  dengan  menggunakan cogeneration system maka system ini dapat dikatakan layak.
D. Analisis Efisiensi yang dihasilkan Cogeneration system Sistem pembangkit pada industri bioetanol merupakan  sistem  pembangkit cogeneration dimana  kalor panas  dimanfaatkan  untuk  pemanasan  produk.  Uap  yang berasal dari boiler dengan laju aliran 22.723,894 kg uap/jam yang  menghasilkan  daya  kalor  sebesar  17.573,27  kW dialirkan  untuk  pemanasan  produk  dan  pembangkit.  Pada pemanasan produk steam yang dibutuhkan industri bioetanol dialirkan  massa  uap  dengan  laju  aliran  sebesar  2585,9872 Kg/jam  untuk  mempertimbangkan  ketika  sewaktu  –  waktu industri  mengejar  produksi  maka  pada  penelitian  ini  uap pemanasan  menjadi  3000  kg/jam.  Uap  yang  menuju pemanasan  produk  ( Medium  Pressure  Steam )  memiliki 230 o C  dan  tekanan  13,5  bar.  Sehingga  daya  kalor  yang masuk pada valve pemanasan produk sebesar 1.640,375 kW. Sedangkan  sebesar  19.723,894  kg/jam  massa  uap  lainya dialirkan menuju HP stage turbin dengan tekanan 40 bar dan suhu  400 o C    yang  digunakan  untuk  memutar  turbin  yang kemudian  energi  kinetik  tersebut  diubah  menjadi  listrik menggunakan  generator  yang  menghasilkan  daya  listrik sebesar 6.570,25 kW.
Berdasarkan  tabel  perhitungan  daya  kalor  diatas, Dengan  terpenuhinya  kebutuhan steam industri  sebesar 2585,9872  kg/jam  atau  3000  kg/jam  dan  terpenuhinya
kebutuhan  listrik  pada  industri  sebesar  60  kWh.  Maka dengan mengunakan cogeneration system yang memanfaatkan  limbah  industri  bioetanol  sebagai  bahan bakar  dapat  menghasilkan  efisiensi  energi  sebesar  46,7% dimana  total  kalor  energi  untuk  menghasilkan  listrik  dan kalor  untuk  pemanasan  produk  di  bagi  dengan  total  kalor energi  hasil  pembakaran  biogas  seluruhnya  pada  boiler. Sehingga  didapt  46,7%  sebagai  efisiensi  keseluruhan cogeneration system . Berdasarkan penelitian terdahulu nilai efisiensi PLTU dapat dikatakan baik apabila mencapai nilai efisiensi sebesar 35%. [27] Sehingga pemakaian cogeneration  system pada  industri  bioetanol  ini  dapat dikatakan layak dikarenakan  efisiensi  yang dapat dilakukan industri  dengan  memanfaatkan  limbah  yang  tidak  di manfaatkan  sebelumnya  untuk  menghasilkan  energi  bersih dengan total efisiensi sebesar 46,7%.

## E. Perhitungan Pengurangan Emisi
Perhitungan  pengurangan  emisi  akibat  mengganti/subsitusi bahan bakar fosil adalah sebagai berikut :
1. Menghitung besarnya energi listrik per tahun  yang dihasilkan  oleh  pembangkit  listrik  tenaga  biogas dengan persamaan 2.19 yaitu : Energi listrik per tahun(MWh)
=
kapasitas terpasang pembangkit(MW) x 8760 h
Kapasitas terpasang pembangkit= 8.210,625 kW
Sehingga,
Energi Listrik per tahun (MWh) = 8.210,625 kW x 24 h/hari x 333 hari/tahun = 65.619,315
MWh/tahun
2. Menghitung  emission  factor  CO 2 pembangkit dengan menggunakan persamaan 2.20 yaitu :
Untuk  menghitung  emission  factor,  digunakan asumsi sebagai berikut :
 Bahan  bakar  yang  digunakan  adalah solar/MFO
Tabel 4. Spesifikasi Bahan Bakar [14] Fuel Typ e (A) (B) (C) Density Kg/m 3 NVC EF KgCO
2 /TJ TJ/Gg TJ/lit er Data PERTA MINA PERTA MINA IP CC - - HS D 845 42,73 - 0,000 038 74,10 0 MF O 990 41,02 - 0,000 041 77,40 0 Nat ural Gas - 48, 00 - 58,10 0  Energi  yang  dihasilkan  =  65.619,315
MWh/tahun
 Emission  Faktor  Bahan  Bakar  =  77,400 KgCO 2 /TJ = 77,400 x 10 -3 tCO 2 /TJ
 1 TJ = 277,778 MWh
Sehingga,
Emission  factor  (tCO 2 /MWh)  =  77,400  x  10 -3 tCO 2 /  TJ  : 277,778 MWh/TJ= 0,0002786 tCO 2 /MWh
3. Menghitung  emisi  CO 2 dengan  persamaan  2.22 sebagai berikut :
Emisi  CO 2 (tCO 2 )  =  energi  listrik  per  tahun(MWh) x emission factor (tCO 2 /MWh) Emisi CO 2 (tCO 2 ) = 65.619,315 MWh x 0,0002786 tCO 2 /MWh = 18,28 tCO 2 /tahun Perhitungan  pengurangan  emisi  akibat  pembakaran  gas metana adalah sebagai berikut :
1. Menghitung  besarnya  gas  metana  (CH 4 )  yang dihasilkan  dari  instalasi  biogas  berdasarkan persamaan 2.22 yaitu :
Jumlah Gas Metana (m 3 )  =  Volume  gas  metana yang dihasilkan Jumlah Gas metana (m 3 )  = 35.534,282 m 3 /hari
2. Mengitung  besarnya  gas  metana  (CH 4 )  dalam satuan Kg gas berdasarkan persamaan 2.24 yaitu : Jumlah Gas Metana (Kg)   =  Jumlah  gas  metana (m 3 ) x massa jenis gas
Sesuai  Massa  Jenis  Gas  Metana  adalah  0,656 kg/m 3 , sehingga Jumlah gas metana (Kg)   =  35.534,282  m 3 /hari  x 0,656 kg/m 3
=23.310,4 kg/hari
3. Menghitung  gas  metana  (CH 4 )  yang  dikonversi menjadi CO 2 berdasarkan persamaan 2.25 yaitu :
Emisi CO 2 (tCO 2 ) =  (jumlah  gas  metana  (kg)  x GWPI CH 4 ) x 10 -3
GWPI  (Global  Warming  Potential  Index)  CH 4 adalah:
Emisi CO 2 (tCO 2 ) = 23.310,4 x 21 x 10 -3 = 489,5 tCO 2 /hari
Dalam satu tahun, emisi yang dikurangi adalah : Emisi CO 2 (tCO 2 ) = 365 x 489,5 tCO 2 = 178.667,5 tCO 2 Sehingga total pengurangan emisi CO 2 pembangkit listrik tenaga biogas adalah :
Total  pengurangan  emisi  =  Pengrangan  emisi akibat mengganti bahan bakar fosil
+ Pengurangan emisi akibat pembakaran gas metana
=  18,28  tCO 2 + 178.667,5 tCO 2
= 178.685,782 tCO 2
Setelah dilakukan suatu perhitungan pengurangan emisi akibat  mengganti  bahan  bakar  fosil  dengan  bahan  bakar biogas maka didapatkan total pengurangan emisi yang dapat dilakukan  sebesar  178.685,782  tCO 2. Analisis  lingkungan berkaitan dengan pengaruh antara lingkungan sekitar dengan daerah  pendirian  PLT  Biogas.  Dengan  pendirian  biogas menciptakan  perubahan  bentuk  lingkungan  sekitar  baik  itu dalam  bentuk  positif  maupun  negatif  tergantung  dari dampak  yang  dihasilkan  dari  PLT  Biogas.  Dari  analisis
lingkungan  PLT  Biogas  dengan cogeneration  system memberikan dampak : [24]
1. Menjaga  ekosistem  lingkungan  sekitar  karena dalam  proses  mendapatkan  sumber  energi  tidak merusak lingkungan dan dapat selalu diperbarui.
2. Bersifat  ramah  lingkungan  dikarenakan  dalam menghasilkan  energi  listrik  tidak  menimbulkan asap yang menyebabkan polusi udara.
3. Tidak  menimbulkan  efek  gas  rumah  kaca dibandingkan  dengan  penggunaan  pembangkit listrik dari energi fosil.
4. Menciptakan  lingkungan  di  sekitarnya  menjadi daerah  yang  bersih  dan  sehat.  Dikarenakan  limbah yang  berpotensi  menimbulkan  bau  serta  tempat berkembangnya bibit penyakit.
5. Memaksimal  proses  daur  ulang  limbah  industri bioetanol.
Dengan diketahuinya besar total pengurangan emisi dan dampak keuntungan  yang didapatkan dengan  menggunakan biogas  sebagai  bahan  bakar  pada cogeneration  system pada industri  maka  dapat  dikatakan  sistem  ini  baik  untuk dikembangkan dalam mencapai efisiensi..

## V. K ESIMPULAN
Penerapan cogeneration system pada industri bioetanol  dari potensi  jumlah  limbah  padat  ubi  kayu  sebesar  1.371.980 kg/hari  dapat  menghasilkan  gas  metana  sebesar  35.534,282 m 3 /hari,dapat  menghasilkan  potensi steam boiler  sebesar 22.723,894  kg  uap/jam  dengan  total  kerja  turbin 23.734.945,1  kJ/jam  dan  kalor  pemanasan  produk  sebesar 5.905.350  kJ/jam.  Dengan  total  kerja  turbin  23.734.945,1 kJ/jam  dapat  menghasilkan  keluaran  listrik cogeneration system sebesar  6.593,04  kW.  Efisiensi  energi  yang  dapat dihasilkan  sebesar  46,7  %.  Dengan  memanfaatkan  kalor untuk  pemanasan  produk  sebesar  5.905.350  kJ/jam. Diketahuinya  jumlah  pembakaran  gas  metana  yang  dapat dilakukan  sebesar  35.534,282  m 3 /hari  dengan  mengganti bahan  bakar  fosil  maka  dapat  mengurangi  emisi  sebesar 18,28  tCO 2 dan  mengurangi  emisi  akibat  pembakaran  gas metana  sebesar  489,5  tCO 2 /hari.  Sehingga  dalam  setahun total  pengurangan  emisi  yang  dapat  dilakukan  sebesar 178.685,782 tCO 2 .

## R EFFERENSI
[1] Anonim, Data  Outlook  Pengolahan  EnergiNasional .  Jakarta: Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, 2008.
[2] Anonim, Handbook  of  Energy  and  Economi  Statistics  of Indonesia . Jakarta: Departemen ESDM, 2008.
[3] Anonim,.  “Konservasi  Energi”. http://konservasi  energi
Indonesia.info. [Diakses april 2012].
[4] Yurnalis ,.”Studi Kelayakan dan Perencanaan Produksi Industri Bioethanol Skala Komersil di Provinsi Riau sebagai Alternative Pengganti  Bahan  Bakar”. Universitas  Islam  Negeri  Sultan Syarif Kasim Riau, 2015.
[5] Hikmiyati,  N.,  &  Yantie,  N.  S. “Pembuatan  Bioetanol  dari Limbah  Kulit  Singkong  melalui  Proses  Hidrolisa  Asam  dan Enzimatis”. Universitas Diponegoro, 2008.
[6] Aden  et  all,  “Lignocellulosic  biomass  to  ethanol  proses  design and economics utilizing co-current dilute acid prehydrolysis and enzymatic  hydrolysis  for  corn  stover”, National  Renewable Energy Laboratory, Report No TP-510-32438, 2002.
[7] T.  Haryati,"Biogas:  Limbah  Peternakan  yang  Menjadi  Sumber Energi Alternatif" Jurnal Wartazoa. Vol 16: 160-169, 2006.
[8] Joaquim E.A. Seabra, Isaias C. Macedo .,”Comparative analysis for  power  generation  and  ethanol  production  from  sugarcane residual  biomass  in  brazil”. Faculdade  de  Engenharia Mecanica, Brazil, 2010.
[9] Mahmud., “Analisis  Tekno Ekonomi Perancangan Pembangkit Listrik  Tenaga  Anaerobik  Biogas  dengan  Memanfaatkan Kotoran  Sapi  di  Desa  Galang ”,  Jurnal  ELKHA  Vol.7  No.2 Jurusan Teknik Elektonika Industri, Pontianak, 2015.
[10] Lamsihar S. Tamba, Harmen, dan A. Yudi Eka Risano.,”Kajian Analitis  Sistem  Pembangkit  Uap  Kogenerasi”, Jurnal  FEMA. Volume  1  No.  3 Jurusan  Teknik  Mesin,  Universitas  Lampung, 2013.
[11] Febijanto.Irhan,.”Optimasi  Pemanfaatan  Gas  Metana  sebagai Sumber  Energi  di  Pabrik  Kelapa  Sawit”, Jurnal  Teknologi Lingkungan. Vo.19 No.01, Pusat Teknologi Sumberdaya Energi dan Industri Kimia, 2018.
[12] Adan, Helmi. “Optimasi Sistem Kogenerasi pada Ketel Uap di Pabrik  Gula”. Jurnal  Simki-Techsain  Vol.01  No.10,. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Nusantara PGRI Kediri, 2017.
[13] Dea  I.  A.,” Kajian  Awal  Biokonversi  Tandan  Kosong  Kelapa Sawit  (TKKS)  menjadi  Etanol  melalui  Sakarifikasi  dan Fermentasi Alkoholik. Institut Pertanian Bogor, 2009.
[14]
Waskito,  Didit.  “ Analisis  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Biogas dengan  Pemanfaatan  Kotoran  Sapi  di  Kawasan  Usaha Perternakan  Sapi”, Jurusan  Manajemen  Energi  dan  Ketenaga Listrikan, Universitas Indonesia, 2011.
[15] Budiman  R.Saragih.  “ Analisis
Potensi Biogas untuk Menghasilkan  Energi  Listrik  dan  Termal  pada  Gedung Komersil di Daerah Perkotaan”, Thesis  Universitas  Indonesia,
2010.
[16] Sulistyo,  A. “ Analisis Kapasitas Pembangkit dan Perhitungan Pengurangan  Emisi  pada  Pemanfaatan  Sampah  Organik  di Pasar Induk Keramat Jati, Thesis Universitas Indonesia, 2010.
[17] Yunus,  Asyari, “Mesin  Konversi  Energi”. Universitas  Darma Persada Jakarta, 2007.
[18] ESCAP, “Proceeding  of  the  workshop  on  co-generation  of electricity and proses heat United Nation” . New York, 1983.
[19]
Morgan,.”  Cogeneration  and  System  Turbine”. Tribology Transsaction. Volume 35. 2006. [20]
UNEP ,.”Pedoman  efisiensi  energi  untuk  industri  di Asia” .Genava Switzerland, 2004.
[21] UNESCAP, .”Efisiensi  Energi  Advantage  pada  Sistem Kogenerasi”. Asian, 2000.
[22] Anonim, .”Cogeneration memangkas biaya dan emisi”. Majalah listrik Indonesia edisi IItahun III april 1998. Jakarta, 1998.
[23] Wibowo,  Ari,  “  Perancangan  Sistem  Pembangkit  Listrik Biomassa  Sawit  (PLTBS)  Kapasitas  5  MW, jurnal  mekanika dan  sistem  termal vol  1(2),  jurusan  teknik  mesin,  Politeknik LPP Yogyakarta, 2016.
[24] Gusvita,  Rinda  dkk.,  Analisis  Potensi  Energi  dan  Pengurangan Emisi CO 2 dengan Pengolahan Limbah Perternakan Sapi Rakyat di Kecamatan Jati Agung Kabupaten Lampung Selatan , Journal of  Science  and  Applicetive  Technology  Vol.1  No  2 ,  Institut Teknologi Sumatera, 2017