Potensi Alga Menghasilkan Biodiesel

Secara teoritis, produksi biodiesel dari alga dapat menjadi solusi yang realistik untuk mengganti solar. Hal ini karena tidak ada feedstock lain yang cukup memiliki banyak minyak sehingga mampu digunakan untuk memproduksi minyak dalam volume yang besar.


Tumbuhan seperti kelapa sawit dan kacang-kacangan membutuhkan lahan yang sangat luas untuk dapat menghasilkan minyak supaya dapat mengganti kebutuhan solar dalam suatu negara. Hal ini tidak realistik dan akan mengalami kendala apabila diimplementasikan pada negara dengan luas wilayah yang kecil.Berdasarkan perhitungan, pengolahan alga pada lahan seluas 10 juta acre (1 acre = 0.4646 ha) mampu menghasilkan biodiesel yang akan dapat mengganti seluruh kebutuhan solar di Amerika Serikat (Oilgae.com, 26/12/2006). Luas lahan ini hanya 1% dari total lahan yang sekarang digunakan untuk lahan pertanian dan padang rumput (sekitar 1 milliar acre). Diperkirakan alga mampu menghasilkan minyak 200 kali lebih banyak dibandingkan dengan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit, jarak pagar,dll) pada kondisi terbaiknya.
Semua jenis alga memiliki komposisi kimia sel yang terdiri dari protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan nucleic acids. Prosentase keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis alga. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acids inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel.
Biodiesel dari alga hampir mirip dengan biodiesel yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak (jarak pagar, sawit, dll) sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglycerides (biasa disebut lemak) dari minyak nabati/alga.Alga memproduksi banyak polyunsaturates, dimana semakin tinggi kandungan lemak asam polyunsaturates akan mengurangi kestabilan biodiesel yang dihasilkan. Di lain pihak, polyunsaturates memiliki titik cair yang lebih rendah dibandingkan monounsaturates sehingga biodiesel alga akan lebih baik pada cuaca dingin dibandingkan jenis bio-feedstock yang lain. Diketahui kekurangan biodiesel adalah buruknya kinerja pada temperatur yang dingin sehingga biodiesel alga mungkin akan dapat mengatasi masalah ini.

Cara Penanaman Alga untuk Biodiesel

Sama seperti tumbuhan lainnya, alga juga memerlukan tiga komponen penting untuk tumbuh, iaitu cahaya matahari, karbon dioksida dan air. Alga menggunakan cahaya matahari untuk menjalankan proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses biokimia penting pada tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri untuk mengubah tenaga matahari menjadi tenaga kimia. tenaga kimia ini akan digunakan untuk menjalankan reaksi kimia, misalnya pembentukan senyawa gula, fiksasi nitrogen menjadi asam amino, dll. Alga menangkap tenaga dari sinar matahari selama proses fotosintesis dan menggunakaannya untuk mengubah substansi inorganik menjadi senyawa gula sederhana.
Penanaman alga untuk menghasilkan biodiesel mungkin akan sedikit lebih sulit karena alga memerlukan perawatan yang sangat baik dan mudah terkontaminasi oleh spesies lain yang tidak diinginkan.
Alga dapat ditanam di kolam terbuka dan danau. Penggunaan sistem terbuka ini dapat membuat alga mudah diserang oleh kontaminasi spesies alga lain dan bakteri. Akan tetapi, saat ini telah berhasil dikembangkan beberapa spesies alga yang mampu ditanam pada lahan terbuka dan meminimalisir adanya kontaminasi spesies lain. Misalnya penanaman spirulina (salah satu jenis alga) pada suatu kolam terbuka dapat menghilangkan kemungkinan kontaminasi spesies lain secara luas karena spirulina bersifat agresif dan tumbuh pada lingkungan dengan pH yang sangat tinggi. Sistem terbuka juga memiliki sistem pengawalan yang lemah, misalnya dalam mengatur suhu air, konsentrasi karbon dioksida & kondisi pencahayaan. Sedangkan keuntungan penggunaan sistem terbuka adalah cara ini merupakan cara yang murah untuk memproduksi alga kerana hanya perlu dibuatkan sirkuit parit atau kolam.
Kolam tempat pembiakan alga biasanya disebut “kolam sirkuit”. Dalam kolam ini, alga, air dan nutrisi disebarkan dalam kolam yang berbentuk seperti sirkuit. Aliran air dalam kolam sirkuit dibuat dengan pompa air. Kolam biasanya dibuat berjauhan supaya alga tetap dapat memperoleh cahaya matahari kerana cahaya matahari hanya dapat masuk pada kedalaman air yang terbatas.

Sebuah variasi kolam terbuka adalah dengan memberikan atap transparan (greenhouse) diatasnya untuk melindungi kerosakan alga dari percikan air hujan. Namun begitu, cara ini hanya dapat diaplikasikan pada kolam terbuka yang berukuran kecil dan tidak dapat mengatasi banyak masalah yang terjadi pada sistem terbuka.Alternatif lain cara penghasilan alga adalah dengan menanamnya pada struktur tertutup yang disebut photobioreactor, dimana kondisi lingkungan akan lebih dikawal dibandingkan kolam terbuka. Sebuah photobioreactor adalah sebuah bioreactor dengan beberapa contoh sumber cahaya, seperti cahaya matahari, lampu fluorescent, led. Quasi-closed systems (sebuah kolam yang ditutupi dengan bahan transparan (greenhouse) di semua bagian) dapat digolongkan sebagai photobioreactor. Photobioreactor juga memungkinkan dilakukannya peningkatan pengeluaran karbon dioksida di dalam sistem sehingga akan mempercepat pertumbuhan alga. Meskipun biaya investasi awal dan biaya operasional dari sebuah photobioreactor akan lebih tinggi dibandingkan kolam terbuka, akan tetapi efisiensi dan kemampuan menghasilkan minyak dari photobioreactor akan lebih tinggi dibandingkan dengan kolam terbuka. Hal ini akan membuat pengembalian biaya modal dan biaya operasional dengan cepat.