biogas sebagai energi alternatif masa depan

Oleh :Fuji lestari
Nim : 0800621
Jurusan:S-1 pend. Teknik elektro
BIOGAS
SAMPAH SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Energi listrik merupakan kebutuhan pokok manusia saat ini. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan perkembangan teknologi yang semuanya itu tidak lepas dari penggunan energi listrik, menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai 100 U$ per barel juga menjadi alasan masuk akal akan krisis energi saat ini, sehingga Untuk mengatasi akan krisis minyak dunia yang semakin lama semakin parah maka para ahli terus berusaha mengembangkan sumber energi alternatif ramah lingkungan dan terbarukan. Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil yang jadi alasan yang serius oleh banyak negara di dunia terutama Indonesia.
Dari tahun ke tahun, cadangan energi fosil Indonesia semakin menipis. Menurut Sumber Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2003) energi minyak akan habis untuk masa 10 tahun mendatang, energi gas akan habis untuk 30 tahun mendatang dan energi batubara akan habis untuk 88 tahun mendatang.Saat ini banyak pembangkit listrik yang beroperasi menggunakan bahan bakar minyak. Hal ini sangat riskan karena cadangan energi minyak akan segera habis. Sementara Pembangkit Listrik Tenaga Air tidak bisa diharapkan untuk memenuhi kebutuhan listrik yang terus meningkat karena terganggu oleh iklim.
Konsumsi energi listrik yang terus meningkat tidak dibarengi dengan penyediaan energi listrik. Kondisi ini menyebabkan defisit energi listrik. Langkah PLN menghimbau masyarakat untuk melakukan penghematan listrik pada pukul 17.00 – 22.00 WIB terbukti tidak efektif. Oleh karena itu perlu energi alternatif untuk mengatasi defisit energi listrik ini.
Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan organik oleh mikro organisme pada kondisi langka oksigen.
Sumber energi biogas
Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan (seperti:sapi, kerbau, kuda dan babi) dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion.
Menurut Ari Nilandari (2006 : 58), berdasarkan asalnya, sampah padat dapat digolongkan sebagai :
1) Sampah Organik
2) Sampah Anorganik
Sampah Organik terdiri dari bahan – bahan penyusun tumbuhan dan hewan yang diambil dari alam atau dihasilkan dari kegiatan pertanian, perikanan atau yang lain. Sampah ini dengan mudah diuraikan dalam proses alami. Sampah rumah tangga sebagian besar merupakan bahan organik. Termasuk sampah organik, misalnya sampah dari dapur, sisa tepung, sayuran, kulit buah, dan daun. Sampah Anorganik berasal dari sumber daya alam tak terbaharui seperti mineral dan minyak bumi, atau dari proses industri.
Untuk kesetaraan biogas dengan sumber energi lainnya antara lain; 1 m3biogas setara dengan 0,4 kg elpiji dan 0,62 liter minyak tanah.setiap satu ekor ternak dapat di hasilkan lebih kurang 2 m3 biogas perhari.
KOMPOSISI BIOGAS
Biogas sebagian besar mengandung gs metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen sulfida (H2S) dan ammonia (NH3) serta hydrogen dan (H2), nitrogen yang kandungannya sangat kecil.
Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon dioksida (CO2). Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif .
ANAEROBIK DIGESTION
Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Tahap pertama material orgranik akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana.

Skema Tahapan-tahapan pembuatan biogas


Gambar 1: Tahap pembuatan biogas
Pembuatan Biogas
Semua bahan organik dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan biogas, sampah hijau, kotoran ternak maupun unggas. Namun demikian, kotoran hewan lebih sering dipilih karena ketersediaannya yang melimpah, memiliki keseimbangan nutrisi, mudah dicerna dan relatif dapat diproses secara biologi. Kotoran sapi merupakan substrat yang dianggap paling cocok karena telah secara alami mengandung bakteri penghasil gas metana.
Secara teknis proses pembentukan biogas berlangsung dalam biodigester yang merupakan wadah kedap udara tempat terbentuknya biogas. Biodigester ini dapat dibuat dari drum, beton atau plastik. Teknologi biodigester yang saat ini paling banyak dikembangkan adalah menggunakan plastik polietilen. Penggunaan plastik sebagai material konstruksi sangat menguntungkan karena sederhana, mudah diinstalasi dan dioperasikan dengan harga yang sangat murah dibandingkan menggunakan drum atau beton. Harga material instalasi berkisar andara 200-300 ribu rupiah. Teknologi biodigester plastik ini sangat direkomendasikan terutama karena harganya yang sangat murah, operasionalnya mudah, sederhana dan sangat mudah dibuat. Lebih dari 200 ribu unit instalasi biogas plastik telah dibangun dan beroperasi dengan baik di Vietnam. Plastik juga tahan lama dengan usia pakai dapat mencapai 5-10 tahun. Ilustrasi biodigester plastik ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2: Ilustrasi instalasi biodigester plastik
Berdasarkan Gambar 2, kotoran ternak secara langsung dibersihkan menggunakan air dari lantai kandang. Campuran air dan kotoran masuk kedalam biodigester dan diproses membentuk biogas. Gas akan masuk ke dalam tabung penampung gas dan langsung ias digunakan untuk memasak atau keperluan lainnya. Sedangkan keluaran/output digester dapat langsung digunakan sebagai pupuk cair atau dikeringkan menjadi pupuk kompos. Informasi lengkap mengenai teknik pembuatan biodigester dari bahan plastic ini sebenarnya telah sangat banyak dipublikasikan. Namun kebanyakan menggunakan bahasa inggris. Sebuah kelompok pecinta pertanian telah mendokumentasikan tata cara pembuatan biodigester plastic dengan cukup detail. Dokumen yang menjelasan detail teknis pembuatan biodigester dari plastic tersebut di lampirkan dalam attachment (Teknik pembuatan biodigester dari plastik dan Biogas skala rumah tangga).
REAKTOR BIOGAS
Ada beberapa jenis reactor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reactor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reactor terapung (Floating drum), raktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap (Fixed-dome) dan jenis Drum mengambang (Floating drum). Beberapa tahun terakhi ini dikembangkan jenis reactor balon yang banyak digunakan sebagai reactor sedehana dalam skala kecil.

gas yang di hasilkan oleh reaktor-reaktor tersebut untuk yang skala kecil di gunakan untuk memasak di perumahan,sedangkan gas yang dihasilkan dengan kapasitas yang besar di gunakan sebagai energi sumber yang dapat di manfaatkan untuk peumtar turbin dan generator. sehingga apabila gas yang dihasilkan oleh penguraian bakteri pada bahan organik dengan menggunakan reaktor biogas tersebut di manfaatkan dengan sedemikian rupa untuk memutar generator listrik maka akan menghasilkan energi listrik.



Kotoran sapi menjadi listrik
Salah satu pemanfaatan biogas yang sangat strategis namun belum banyam di terapkan adalah menjadikannya bahan baker generator listrik. Karena ketika sudah menjadi listrik maka akan sangat mudah untuk di manfaatkan dengan berbagai macam cara. Baik untuk penerangan, atau menjadi sumber energi bagi alat-alat listrik lainnya. Balai besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian –Serpong telah berhasil mengembangkan pembangkit listrik skala rumah tangga menggunakan bahan baker campuran solar-biogas, teknologi ini bias diadopsi dan menurut hemat penulis sangat aplikatif untuk masyarakat, terutama di daerah terpencil. Penulis juga berkeyakinan bahwa modifikasi Gen-set berbahan bakar bensin juga dapat dilakukan melalui penambahan converter. Strateginya mirip dengan penambahan converter pada mesin mobil berbahan bakar bensin agar mampu menggunakna bahan bakar gas. Namun demikian penelitian lebih lanjut untuk kasus generator listerik berbahan bakar murni biogas ini masih perlu dilakukan. Atikel mengenai pembangkit listrik tenaga solar-biogas di lampirkan di attachment.
Biogas di Gumi Sasak
Penulis pernah memfasilitasi pembuatan biogas di Kampung Bunmundrak, Desa Sukarare, Lombok Tengah dengan hasil yang memuaskan. Biodigester plastik yang dibuat mampu memproduksi gas secara terus-menerus dan dapat dipergunakan untuk memasak. Pengalaman ini bisa dijadikan contoh untuk penerapan teknologi ini di kalangan masyakat yang lebih luas. Dokumentasi mengenai aktifitas penulis dan kelompok peternak di Lombok Tengah ketika melakukan percobaan pembuatan biodigester plastik dapat dilihat di Gambar 3berikut ini.

Gambar 3. Pembuatan biodigester di Bunmundrak-Sukarare-Lombok Tengah