Biofuels Affecting Global Warming?
by Michael Hutagalung on 20/11/07 at 11:32 pm | 15 Comments | Print article | Email article
Biofuel, also called agrofuel, can be broadly defined as solid, liquid, or gas fuel consisting of, or derived from biomass. Research and discoveries has found that biofuel may substitute fossil-fuel in the future. It will bring many advantages compared to the fossil-based fuel such as cleaner production, low emission, and of course the main concept of being sustainable and renewable. A renewable energy source designed to reduce greenhouse gas emissions is contributing more to global warming than fossil fuels, a study suggests. But have you read the newspaper? Scientist have discovered that biofuels may worsen global warming as they produce more greenhouse gases respectively than fossil fuels. However, In October 2007, Nobel Laureate Paul Crutzen published findings that the release of nitrous oxide (N2O) among the commonly used biofuels, such as biodiesel from rapeseed (canola) and bioethanol from corn (maize), can contribute as much or more to global warming than cooling by fossil fuel fuels.
Measurements of emissions from the burning of biofuels derived from rapeseed and maize have been found to produce more greenhouse gas emissions than they save. Rapeseed and maize biodiesels were calculated to produce up to 70 per cent and 50 per cent more greenhouse gases respectively than fossil fuels. The concerns were raised over the levels of emissions of nitrous oxide, which is 296 times more powerful as a greenhouse gas than carbon dioxide. Scientists found that the use of biofuels released twice as much as nitrous oxide as previously realised. From: The Times Online UK and Harian Umum Kompas.
I bet that you all fellow readers must now be in a total confusion. Where does the nitrous oxide come from? Doesn’t biodiesel and bioethanol have no nitrogen in it? How come the combustion process produce nitrous oxide as byproduct?? For us chemical engineers, it is necessary to understand what those scientist are actually talking about. It has nothing to do with the combustion process. It’s not that biofuels are not the right solution, but it is something that we’ve got to figure out first before choosing the right biofuels sources for fossil-fuel alternatives.
As it turns out, microorganisms turn 3-5% of the nitrates in fertilizer used in growing rapeseed and maize into small amounts of nitrous oxide, N2O, which should not be confused with nitrogen dioxides (NO2) released by industry or other nitrogen oxides (NOx) from similar sources. Unfortunately, N2O has a global warming potential (GWP) 296 times that of CO2 (US Dept of Energy), meaning 1kg of N2O has the same global warming impact as 296kg of CO2. Taking this into consideration, for a biofuel to be sustainable, the CO2 saved by using it instead of fossil fuel has to be greater than the N2O GWP generated. For example, why would we save 200L of CO2 per unit of biofuel when the N2O emitted in small quantities might do the damage of 300kg of CO2? We might as well use fossil fuels and not grow the extra crop for biofuels that would do extra damage equivalent to 100kg of CO2 to the atmosphere. We are contributing more to global warming than using fossil fuels rather than preventing it. It’s not a complete argument, of course, for using biofuels or not, but we can’t be going around picking biofuels that cause more damage in one of the key areas for which we want to use them.
80% of Europe’s biodiesel comes from rapeseed, which’s nitrous oxide (N2O) emissions required in fertilizers for growing does global warming damage 1 to 1.7 times the CO2 saved from using fossil fuels; corn bioethanol’s factor is 0.9 to 1.5; but sugar cane bioethanol is sustainable at 0.5 to 0.9. I can’t say for sure if the current first generation biofuel movement is still gaining momentum but it still is going strong. I’ve always maintained corn and rapeseed wasn’t sustainable, just on resources required alone, never mind this. However, now that the credible science is out that is overwhelming the debate, it’s time to start reconsidering, at least for rapeseed and corn. Keep the sugar cane, but start looking into jatropha and other alternatives. From: EnviroStats
For fellow readers the mighty chemical engineering students, there are some misleading points in the article published in Harian Umum Kompas that we all here have to know. The first fact is that Europe’s biodiesel is not the same as ours. Indonesian scientists do not produce biodiesel from rapeseed and maize but palm oil (CPO, Elais guineensis), jarak pagar (Jatropha curcas), malapari (Pongamia pinnata/glabra, Deris indica), and kapok (Ceiba pentandra). Each plant has their own characteristics and different specifications in life-cycle, planting and seeding techniques, production rate, and fertilizer needs. Therefore, it is somewhat inappropriate to generalize the conclusion that biofuels may worsen the Global Warming. The second one is that the article did not clearly mention where does the nitrous oxide come from. And unfortunately, most readers will assume that biofuels will produce nitrous oxide as the combustion process byproduct.
Never get misled. We are all chemical engineers-to-be.
Reference(s): EnviroStats, Wikipedia, The Times Online UK
15 Comments
Vita
Nov 21st, 2007
I do agree with Michael. I also got confused when reading the first part of his article. It has nothing to do with biofuels, but with the energy crops from which are the materials for biofuel. Agricultural scientist should try to solve this problem somehow. The bacteria could be modified anyhow to produce ammonia instead of N2O.
Good review, Michael. As young engineers-to-be we have to be critical, don’t adsorb all information we get, but be selective as membranes do
michaeljubel
Nov 22nd, 2007
thx vita atas comment nya.. iya bener bgt tuh, sebagai chemical engineer sudah seharusnya kita tidak menelan bulat-bulat apa yang ada di sekitar kita.. setidaknya harus dicerna dan dikritisi dulu.. dan yang sangat gua sayangkan ialah artikel yang tertulis di KOMPAS dengan ukuran yang sangat mini tidak mencakup penjelasan yang komprehensif.. yahh gak perlu komprehensif lah, tapi at least cukup jelas bagi orang awam. Kenapa ini gua sayangkan? Karena pas bokap gua baca koran itu, dia langsung komentar “Tuhh nih liat! Biodiesel bikin global warming makin parah!!”
Nahh.. jelas gua kan bingung.. mana tu artikel gak ada penjelasannya yang memadai.. seharian tuh muter2 di otak gua.. N2O darimanaaa.. jelas2 biodiesel dan bioetanol gak ada nitrogen nya.. hehehe.. nahh setelah mencari2 ke sumbernya langsung (internet), berdiskusi dengan partner penelitian (Wahyu), dan lalu bertanya kepada pakar peneliti biodiesel (Marinda – hahaha..), akhirnya gua nulis artikel di atas deh.. Hehehe..
Btw sekedar informasi, di salah satu negara bagian USA, biofuel itu dilarang.. kenapa? karena menambah emisi N2O! Hehehe.. moga-moga (Pemerintah) Indonesia lebih berpikir panjang deh kalo ntar ternyata bikin peraturan tentang energi.. Hehe.. kan jelas-jelas N2O nya itu dari pupuk.. makanya bikin pupuk nya jangan dari senyawa turunan fossil-fuel.. hehe..
Oiya satu lagi, dari literatur yang gua baca, katanya senyawa N2O (nitrous oxide) itu adalah senyaya yang gak stabil.. yang artinya saat terlepas ke atmosfer, N2O cenderung untuk terdekomposisi menjadi N2 dan O2.. nahh.. kalo ternyata gua gak salah baca (*hehehe..), berarti tandanya N2O gak seberbahaya itu bukan?? Hehehe.. any comments?
Wahyu Hidayat
Nov 22nd, 2007
hmmm… gawat juga yaa, gara-gara kurang informasi dikit aja, bisa bikin bingung… tiba-tiba dari biodiesel bisa muncul N?? Btw, salut nihh ama Jubel bisa teliti dan akhirnya nemu “kepingan” informasi yang hilang itu, hehehe…
Eh, mungkin gak ya, ini cuman akal2an perusahaan oil n gas ?? hehehe… kebayang dongg kalo semua negara di dunia mulai beralih ke bahan bakar non-fosil, misalnya yg lebih cenderung ke biodiesel gt… perusahaan oil n gas bisa bangkrut tuhh… makanya mungkin mereka bikin isu N2O jadi heboh… yang efeknya beratus2 kali lebih dahsyat dari CO2 lah, hehehe… sebenernya kya yg jubel bilang, N2O kan gak stabil, beda ama CO2, paling ntar keurai lagi jadi N2 ama O2…
Mudah2an para peneliti biodiesel tetap tabah, tak gentar menghadapi isu2 kaya gt, dan terus maju demi mengembangkan biodiesel… hahahahahaha kata2 gw jijik
pagilucha
Nov 22nd, 2007
bel, mau nanggepin kalimat lo “makanya bikin pupuk nya jangan dari senyawa turunan fossil-fuel.. hehe..”
Masalahnya kan bukan pupuknya dari apa tpi senyawa penyusun pupuk itu.. Jadi selama masih pake pupuk urea (CO(NH2)2) pasti tetep bakal ada unsur N-nya kan walaupun bukan dibikin dari fossil fuel.. Ato maksud lo ngembangin pupuk laen selain urea gtu? TPi kan tumbuhan emg butuhnya nitratnya itu bukan?? Makanya ada bakteri nitrosomonas dll itu biar bisa bantuin tumbuhan untuk absorb nitrat dari udara…
Hmmmm.. tolong koreksi gw ya klo gw salah..karena sejujurnya gw masih bingung niyh dengan korelasi pupuk – tumbuhan (biofuels source) – N2O…
pagilucha
Nov 22nd, 2007
Umm.. kayanya gw sudah menemukan jawaban pertanyaan gw sndiri.. hehe…
Ada di: http://extension.missouri.edu/explore/agguides/agchem/g09804.htm
Jadi kayanya, munculnya N2O dari biofuel itu adalah karena akumulasi nitrat di tanamannya,karena ga semuanya bisa diconvert jadi amino acids dll gtu.. Ato ada yng ingin mengoreksi dan menambahkan?? =)
michaeljubel
Nov 22nd, 2007
ehh.. ternyata setelah gua pikir-pikir lagi, sepertinya gua melakukan kesalahan dalam komentar gua.. hehe.. pas gua nulis “makanya bikin pupuk nya jangan dari senyawa turunan fossil-fuel.. hehe..” gua nampaknya lagi agak2 ga connect.. hehe.. gua bukannya kepikiran siklus nitrogen tapi malahan siklus karbon.. hehe.. nitrogen yang beredar di dalam siklus kan asal muasalnya dari atmosfer.. jadi mo dari manapun pupuk itu dibuat, jumlah nitrogen secara total di bumi konstan.. (*iya gak sih??) beda ama jumlah karbon yang bisa terakumulasi dan terus menambah karena adanya karbon yang dikontribusikan oleh pembakaran fossil fuel yang gak termasuk dalam siklus.. hehee..
sori salah kawan2! Hehehe..
iya jadi emang gak semuanya bisa diconvert bir.. hehe.. makanya dianggap ada “emisi” N2O.. tapi seperti yang gua bilang, bukankah N2O itu bakal terdekomposisi dgn sendirinya? hehehe.. oiya, di internet sana, diskusinya bahkan lebih heboh lagi.. hehe.. banyak yang menuduh paparan peneliti-peneliti tersebut disengaja dan mereka-meraka telah disuap oleh oil n gas company.. hahaha.. lalu ditambah karena adanya kepentingan politik negara ini itu, dll, dsb.. parah bgt lah.. hehehe.. bahkan ada orang Brazil yang bilang bahwa Amerika dan Eropa emang gak siap untuk menerima fakta bahwa penguasa energi suatu saat akan berpindah ke negara-negara berkembang yang bisa memproduksi biodiesel secara massive.. dan yang makin bikin parah ialah banyak media yang ngasi taunya setengah-setengah dan membuat kesimpulan akhir “biofuel bukan solusi”.. hehehehe…
wahh.. inilah dunia.. hehehe..
haqqi
Nov 23rd, 2007
bro.. mo tanya.. kira2 kualitas yg baik minyak yg dihasilkan dr CPO, jarak pagar, kapok, malapari tuh yg paling baik yang mana yaak?? oia parameter kualitas biodiesel itu dilihat dr apany?? apakah nilai oktannya juga?? hehehe..sori banyaaak tanyaaa uyyy.. but thx abizzzz yaaakk..
marinda
Nov 23rd, 2007
hai kawan2.. tadi siang gue bertemu sama dosen pembimbing gue.. Dr. Tatang H.S.. trus gue nanya soal berita di KOMPAS gt.. dan dia cuma ketawa.. dy blg “ya memang pada temperatur tinggi ada kemungkinan biodiesel bereaksi membentuk NOx.. tapi itu untuk biodiesel dengan angka cetane yg rendah (biodisel yg dimiliki Amerika kebanyakan berangka cetane rendah).. sedangkan untuk biodiesel produksi Indonesia angka cetane-nya tinggi2″… jd scientist2 Amerika itu harusnya memikirkan lebih lanjut akan pernyataan yg mrk buat.. serta kehebohan yg akan timbul dibalik pernyataan tsb..
jadi.. kalo gue gak salah.. hehehehehe.. dengan angka cetane yg lebih tinggi bahan bakar diesel akan lebih mudah dan cepat tersulut.. sehingga meminimasi pembentukan NOx tersebut..
michaeljubel
Nov 24th, 2007
hmmm.. setau saya sih parameter kualitas biodiesel itu angka cetane, angka asam, gliserol bebas, total gliserol, dan uji halphen..
dan marinda sudah nambahin tuh tentang NOx hasil reaksi pembakaran mesin.. jadi biodiesel itu harus dibakar pada suhu yang lebih tinggi dari suhu pembakaran diesel biasa.. nah biodiesel Eropa dan Amerika itu memang memiliki angka cetan yang rendah sehingga butuh suhu yang lebih tinggi lagi.. pada suhu tinggi, terbentuklah NOx.. jadi emisinya semakin parah.. selain N2O dari tanaman karena penggunaan pupuk, ada juga NOx dari hasil pembakaran karena temperatur yang tinggi..
sekedar informasi, dalam penggunaannya biodiesel tersebut dicampur dengan diesel agar temperatur yang dibutuhkan untuk autoignitionnya tidak terlalu tinggi.. mungkin teman-teman pernah denger B10 dan B20?? itu adalah komposisi biodiesel di dalam campuran diesel.. B10 artinya 10%-volum biodiesel dan 90%-volum diesel..
btw teman-teman ingat siklus Diesel kan? hehe.. autoignition pada temperatur dan tekanan tinggi.. hehe.. jangan lupa termodinamika nya.. hehe..
amoy
Jan 23rd, 2008
4 the author:
1. Klo angka asam nya tinggi biodieselnya bagus ga?
2. Klo gliserol bebas maks ppm nya berapa? Kenapa musti diminimalisir? Sangkut pautnya sama apa?
3. Apa bedanya total gliserol dan gliserol bebas?
Clarisse
Apr 11th, 2008
Sounds great! Your blog is one of my most favorite now
. You have hit the nail on the head, just like you always do.
M
May 5th, 2008
when i read Crutzen’s paper, i remember he mentioned about the fertilizers that will be used to grow the plants. well, in the case of jarak it’s probably more promising but in the case of sawit, i’d still argue that it’s not the best solution.
other than the biofuel it self, opening of new sawit plantation means deforestation=more CO2. plus sawit absorb water alot less than rain forest. plus plus, create horizontal conflict-relocation of indigenous people is not a very good idea, i suppose.
but to be honest, i mention all of the opinion above and my opinion before on my agnosticism of climate change. hehe. one day, i might write about post modern critics to climate change :d .
what about u?
michaeljubel
May 6th, 2008
yes, M.. you got the idea that biofuels cannot be generalized at all. it is clear that each kind has its own characteristics. my point is we got to have a clear mind to SOLVE this energy problem. not just only blaming here and there with unreasonable and irresponsible arguments. yes, you got it right that sawit plantation may lead to deforestation. therefore, it seems that there should be further research on the implementation of these biofuels. but once again, i choose to always support this effort in every way. it’s been very difficult for all the scientist to solve this energy problem and i tell you that they are still trying hard to find the best solution. so keep open minded.
Erman
Feb 27th, 2009
Aku mau sedikit komen nih, aku sempat tepikir bisa jadi NOx yang dimaksud terbentuk pada ruang bakar mesin. seperti kita ketahui bahwa udara yang dimasukkan ke ruang bakar mesin selain Oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran juga terdapa senyawa N2 bebas. Bagaimana menurut teman-teman semua? Apa memungkinkan reaksi berlangsung disana?
Hadi
May 7th, 2009
biofuel dapat menyebabkan global warming..
mungkin saja, selain dari proses penghasilan bahan baku yang menggunakan pupuk (yg merupakan produk turunan petrokimia), bisa saja dari proses pengolahan lahan pertanian bahan baku.
Jika lahan pertanian yang digunakan untuk menanam bahan baku berasal dari hutan hujan tropis, kemudian dirubah menjadi lahan pertanian (ex: lahan sawit) dengan cara penebangan hutan, pembakaran, bukan tidak mungkin biofuel yang kita hasilkan memiliki emisi karbon/gas rumah kaca yang lebih besar daripada bahan bakar petroleum.
hal ini dapat kita analisis dengan menggunakan life cycle assesment dari biofuel. untuk membandingkan biofulel yang diproduksi dengan bahan bakar fosil.
untuk menghasilkan biofuel yang sustainable, maka diperlukan proses integrasi dan optimasi dari proses produksi biodiesel tersebut.
untuk masalah NOx yang dihasilkan, kemungkinan pembakaran biodiesel menghasilkan NOx bisa timbul jika terjadi pembakaran pada suhu tinggi. tetapi saya tidak begitu yakin apakah pembakaran biodiesel memang menghasilkan NOx yang lebih besar dibandingkan dengan bahan bakar fosil..
Leave a Comment