Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
Pembangkit Listrik Tenaga Biogas Listrik dari Sampah Kota Menanggapi tulisan yang berjudul Energi masa lalu, kini dan masa depan kita selaku kota yang baru berdiri harus bercermin kepada kota yang sudah menghadapi masalah dan mampu menyelesaikannya, khususnya terhadap permasalahan ketersediaan energi yang sangat pokok dan penting tetapi mampu memecahkan permasalahan lainnya.
Sampah telah menjadi masalah besar terutama di kota-kota besar di Indonesia. Hingga tahun 2020 mendatang, volume sampah perkotaan di Indonesia diperkirakan akan meningkat lima kali lipat. Tahun 1995 saja, menurut data yang dikeluarkan Asisten Deputi Urusan Limbah Domestik, Deputi V Menteri Lingkungan Hidup, Chaerudin Hasyim, di Jakarta baru-baru ini, setiap penduduk Indonesia menghasilkan sampah rata-rata 0,8 kilogram per kapita per hari, sedangkan pada tahun 2000 meningkat menjadi 1 kilogram per kapita per hari. Pada tahun 2020 mendatang diperkirakan mencapai 2,1 kilogram per kapita per hari. Meningkatnya sampah perkotaan telah menimbulkan berbagai permasalahan lingkungan. Bukan hanya pemandangan tak sedap atau bau busuk yang ditimbulkannya tetapi juga ancaman terhadap kesehatan. Untuk memanfaatkan sampah perkotaan sebenarnya telah sejak lama diupayakan para ahli.
Salah satunya adalah pemanfaatan untuk produksi listrik biogas dari sampah kota. Namun sejauh ini, rencana tersebut baru sebatas wacana. Yang sudah beroperasi dan baru saja diresmikan adalah listrik dari sekam padi di Desa Cipancuh, Kecamatan Haur Geulis Indramayu, memanfaatkan sekam padi yang selama ini terbuang. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) sekam pertama di Indonesia itu berkapasitas 100 ribu watt. Setelah sekam padi, angin segar dihembuskan PLN Distribusi Jawa Barat dan Banten yang berniat memanfaatkan sampah di TPA Leuwigajah Cimahi dan TPA Bantargebang Bekasi, untuk menghasilkan listrik, dengan menggandeng investor swasta PT Navigat Organik Energy Indonesia. Saat ini, rencana pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTB) dari sampah kota itu memang masih dalam tahap MoU.
Selain mengatasi masalah sampah kota, diharapkan pemanfaatan sampah untuk listrik tersebut juga bisa membantu PLN dalam mengatasi krisis enerji listrik. Paling tidak, listrik penduduk di seputar TPA tak akan sering-sering byar pet. Bila PLTB di TPA Leuwigajah tersebut beroperasi, pada mulanya akan memberikan kontribusi pasokan listrik sebesar 1 MW (mega watt) terhadap jaringan PLN di wilayah Distribusi Jawa Barat dan Banten, dengan kapasitas maksimumnya 10 MW. Meski kontribusi listrik sebesar 1 MW tergolong relatif kecil, namun jika disalurkan kepada pelanggan rumah tangga daya tersambung 450 atau 900 VA (volt ampere) dengan pemakaian rata-rata misalnya 100 kwh (kilo watt hour) perbulan, diperkirakan dapat memasok kepada sekira 10 ribu pelanggan.
Menurut Direktur Utama PT Navigat Organic Energy Indonesia, Sri Andini, selain ingin turut memberikan kontribusi enerji listrik, pembangunan PLTB itu diharapkan pula mampu memberikan solusi terhadap
permasalahan sampah selama ini. Upaya tersebut sekaligus pula agar masyarakat terbebas dari hal-hal yang membahayakan lingkungan, terutama akibat limbah sampah yang dapat mengeluarkan gas-gas beracun. "Melalui pengelolaan energi biogas dari sampah ini, gas metan yang dihasilkan limbah sampah itu dapat diolah menjadi energi listrik," jelasnya usai menandatangani MoU (nota kesepahaman) "Rencana Jual Beli Tenaga Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Biogas dari Sampah TPA (tempat pembuangan akhir) Leuwigajah-Cimahi" antara PT PLN (Persero) Distribusi Jabar-Banten dan PT Navigat Organic Energy Indonesia. Menurut Sri, saat ini pembangkit listrik tenaga biogas di TPA Leuwigajah dan Bantar Gebang tersebut masih dalam perencanaan dan akan segera dibangun.
melalui banyak prosedur dan kemungkinan besar dapat mengganggu keberadaan pemulung. "PLTB sendiri tidak akan mengganggu pemulung, sehingga mereka masih dapat mencari keuntungan dari sampah-sampah yang ada," jelasnya.
Mengenai besarnya alokasi investasi yang dibutuhkan untuk membangun PLTB tersebut, Sri mengakui dananya cukup besar. Meski begitu, ia belum dapat menyebutkan nominalnya, karena harus melakukan survei di
lapangan dan perhitungan berbagai biaya yang timbul. Begitu pula keuntungan ekonomis dari investasi bisnis PLTB ini, yang tidak dapat langsung dirasakan perolehan laba terutama untuk jangka pendek, tapi akan mulai dirasakan untuk jangka panjang. Selain membutuhkan waktu yang tidak sebentar untuk membangun PLTB dari sampah, yakni mulai dari pembangunan instalasi, pengeboran, maupun infrastruktur lainnya, juga akan memakan waktu lama untuk mencapai keuntungan ekonomis. BEP (break event point atau titik impasnya saja baru dapat tercapai selama 9 sampai 10 tahun mendatang. Sri mengakui, pembangkit listrik tenaga biogas tersebut merupakan yang pertama di Indonesia. Kalau di negara-negara lain terutama di Eropa, termasuk di Asia seperti Korea Selatan, Malaysia maupun Thailand sudah berjalan.
Di Inggris misalnya, pembangkit listrik tenaga biogas sampah sudah berjalan selama 15 tahun dengan kapasitas mencapai 400 MW. "Pembangunan PLTB ini tidak hanya di TPA Leuwigajah dan Bantargebang saja, karena sebelumnya kita juga telah melakukan kerjasama dengan PLN Sumatera Selatan. Bahkan di masa mendatang, kita akan melakukannya di seluruh Indonesia," tambah Sri. Namun menurut catatan "PR" pemanfaatan sampah untuk listrik sudah pernah dibuat di TPA Pasir Impun yang terletak di Desa Karang Pamulang, sekira 6 Km dari arah timur Kota Bandung. Di TPA seluas 7 hektar itu, sekira 500-1.000 meter kubik sampah yang dibuang ke sana dimanfaatkan untuk pembuatan listrik biogas. Pembuatan listrik biogas di sana menggunakan parit-parit yang kemudian biogas hasil pembusukan sampah organik itu disalurkan dari parit ke pompa vortex. Vortex kemudian mengalirkan gas metana yang mudah terbakar ini ke sebuah mesin diesel yang menghasilkan daya listrik sebesar 40.000 watt. ** PLTB merupakan salah satu upaya untuk menjaga kelestarian lingkungan, terutama dalam menangani limbah sampah utamanya sampah organik. Sekaligus menjadi salah satu alternatif memberikan pasokan energi listrik yang dinilai cukup terbatas selama ini.
Serta masih banyak menggantungkan pada pembangkit listrik seperti PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), dsb. Mengenai besaran HPP (harga pokok produksi) yang akan ditetapkan perusahaan, Sri menjelaskan pihaknya akan tetap mengikuti aturan dari pemerintah untuk menetapkan besarnya HPP. "Jadi, apa yang ditetapkan oleh pemerintah akan kita ikuti. Harga listrik yang akan dijual, kita mengikuti harga PLN atau pemerintah," ujarnya. Hal senada diungkapkan Agus Pranoto. Pada prinsipnya HPP tersebut akan dibicarakan lagi lebih lanjut. Meski demikian, secara umum sebenarnya telah ada kebijakan yang mengatur besarnya HPP, baik dari pemerintah maupun PLN itu sendiri. Bagi PLN misalnya, HPP dapat mencapai tingkat keekonomisannya sekira 7 sen dolar AS per kwh (kilo watt hours).
Melalui rencana pembangunan PLTB di TPA Leuwigajah dan Bantar Gebang Bekasi tersebut, Agus
mengharapkan pada akhir tahun 2003 ini PLTB tersebut dapat memberikan kontribusi sebesar 1 MW. "Meski tidak signifikan, tapi itu dapat memberikan dukungan moral yang luar biasa untuk menghadapi krisis enerji. Jadi, makin cepat makin bagus," ucap Agus. Diakui, sejauh ini tengah digalakkan pembangunsan pembangkit listrik dengan tenaga terbarukan. Sejauh ini, PLN sangat mengharapkan adanya pembangunan pembangkit baru. Pasalnya, kebutuhan enerji listrik dari tahun ke tahun terus berkembang. "Jadi, berapapun listrik yang dapat disediakan PLTB, kita akan beli. Tentang harga, nanti akan kita bicarakan. Yang pasti PLN ataupun pemerintah sudah memiliki patokan yang jelas," tegasnya. Selain dengan PLN Distribusi Jabar dan Banten, PT Navigat Organic Energy Indonesia telah melakukan kerjasama dengan PT PLN Distribusi Jawa Timur di bidang jual beli energi listrik berbahan baku sampah bertegangan 20 kV dan frekuensi 50 hertz, baru-baru ini.
lain yakni PT Ginaris Mukti Adiluhung (GMA) telah menawarkan pula teknologi mengubah sampah menjadi energi listrik (waste to energy) ke Pemprov DKI, baru-baru ini. GMA menawarkan Pemprov DKI agar membayar Rp 30 ribu untuk setiap ton sampah yang mereka ubah menjadi listrik. Meski demikian Eddy Mardanus dari GMA mengakui, biaya yang harus dikeluarkan untuk mengubah sampah menjadi energi listrik memerlukan biaya tiga kali lipat dibandingkan biaya pembangkit biasa. Dengan begitu, dana yang dibayar Rp 30 ribu tersebut tergolong cukup wajar, apalagi Pemprov DKI selama ini mengeluarkan biaya untuk tiap ton sampah.
Bedanya, biaya yang dikeluarkan kini tergolong lebih rendah. Investor lain yang sudah menandatangani nota kesepahaman adalah pembangkit listrik dari sampah yang berkapasitas 1.000 ton sampah perhari di atas lahan seluas enam hektare di Marunda. Produksi sampah di Jakarta tiap hari sekitar 5.000 ton dan jika tiga tempat pengolahan sampah sudah berfungsi penuh, sampah yang diserap adalah 3.500 ton sampah setiap hari. Sedangkan 1.500 ton lainnya diatasi oleh TPA dan "incenerator" milik Pemprov DKI. Memilah sampah Upaya pengelolaan limbah sampah ini dapat berjalan optimal, bila pemda maupun masyarakat itu sendiri memiliki kesadaran pula akan pentingnya kebersihan dan kelestarian lingkungan. Di Batam misalnya, pemda setempat terus berupaya mengajarkan masyarakatnya untuk memilah sampah menurut jenis dan sifatnya, yakni dengan menyebarkan sebanyak 100 tong sampah untuk kebutuhan tersebut di sejumlah tempat-tempat umum di Batam.
Menurut Kepala Seksi Pemanfaatan dan Pemusnahan Sampah, Air Limbah dan Tinja di Batam, pihaknya sangat mengharapkan masyarakat Batam terbiasa untuk memilah sampah menurut jenis dan sifatnya. Apakah sampah basah, kertas dan plastik. Untuk mendukung hal itu, sebanyak 100 tong sampah yang masing-masing terdiri dari tiga tong yaitu untuk sampah basah, sampah kertas dan sampah plastik disebarkan di sejumlah tempat-tempat umum yang sering dilalui masyarakat. Langkah ini tiada lain untuk membelajarkan masyarakat Batam agar menjadi masyarakat yang pintar dalam hal kebersihan.
Pusat Teknologi AZTI-Tecnalia yang berspesialisasi pada riset makanan telah membuka sebuah pabrik biogas yang mengambil bahan baku dari subproduk industri makanan. Pabrik tersebut menggunakan senyawa-senyawa organik di dalam limbah makanan agrikultur untuk menghasilkan energi alternatif. Hal ini turut menjadi solusi bagi AZTI-Tecnalia untuk mengurangi kadar polusi yang disebabkan limbah organik.
lain karbon dioksida dan metana bernilai kalori tinggi sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik atau termal (panas), serta sebagai bahan bakar kendaraan.
Dengan teknik yang serupa, pada tahun 2010, perusahaan tersebut berencana untuk menghasilkan sumber energi yang mulai naik daun belakangan ini, yaitu hidrogen. Mereka berharap kelak metana dan hidrogen dapat diperoleh dari kombinasi proses fermentasi yang sama.
Para pakar di AZTI-Tecnalia terus meneliti kemungkinan untuk menghasilkan berbagai manfaat lain dari subproduk makanan agrikultur, dalam bentuk aslinya maupun dalam bentuk kombinasi dengan campuran dari sumber lain, seperti lumpur dari pabrik pemurnian atau limbah makanan rumah tangga. Campuran lainnya bisa bersumber dari makanan hewan ternak (purin), bersama dengan sisa buah-buahan dan sayur-sayuran dari pasar atau supermarket, susu, air dadih, sisa potongan-potongan ikan, limbah akuakultur, dan lain-lain.
Manfaat yang diperoleh dari pabrik biogas ini sangat besar bagi AZTI-Tecnalia. Mereka mampu mengurangi tingkat polusi yang disebabkan limbah organik. Kini, limbah yang mereka buang ke lingkungan jauh lebih aman, baik dari segi komposisi maupun bau sehingga emisi gas rumah kaca dapat dikurangi. Seiring dengan hal tersebut, perusahaan ini juga dapat mengurangi ketergantungan mereka akan sumber energi komersil, dan mulai menggunakan energi yang berhasil mereka produksi dari bahan-bahan yang telah ada.
Saat ini, pabrik biogas mereka telah menjadi pelengkap bagi pabrik utama perusahaan yang memproduksi makanan agrikultur tersebut. Percobaan dan evaluasi subproduk lainnya yang dapat digunakan sebagai bahan baku energi dan produk makanan alternatif terus dilaksanakan. Seiring dengan hal ini, juga dilakukan analisis mengenai biaya dan dampak lingkungan, sekaligus mencari solusi bagi terbentuknya proses yang lebih berkualitas dan optimal.
PEMANFAATAN BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF
Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia. Peningkatan
permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan 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 yang serius yang menimpa banyak negara di dunia terutama Indonesia.
Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak seimbang dengan produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor. Menurut data ESDM (2006) cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9 milliar barel. Apabila terus dikonsumsi tanpa ditemukannya cadangan minyak baru, diperkirakan cadangan minyak ini akan habis dalam dua dekade mendatang.
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak
Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion. Proses ini merupakan peluang besar untuk
menghasilkan energi alternatif sehingga akanmengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil
2. ANAEROBIK DIGESTION
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.
Setelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium.
Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak
bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW).
3. SEJARAH BIOGAS
Sejarah penemuan proses anaerobik digestion untuk menghasilkan biogas tersebar di benua Eropa. Penemuan ilmuwan Volta terhadap gas yang dikeluarkan di rawa-rawa terjadi pada tahun 1770, beberapa dekade kemudian, Avogadro mengidentifikasikan tentang gas metana. Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa biogas merupakan produk dari proses anaerobik digestion. Tahun 1884 Pasteour melakukan penelitian tentang biogas menggunakan kotoran hewan. Era penelitian Pasteour menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini.
4. 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
5. REAKTOR BIOGAS
1. Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)
Gambar 1. Jenis digester kubah tetap (fixed-dome)
Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di chini sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentunknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.
Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunaka reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya.
2. Reaktor floating drum
Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang
dihasilkan.
Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.
3. Reaktor balon
Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.
6. KONSERVASI ENERGI
Konversi limbah melalui proses anaerobik digestion dengan menghasilkan biogas memiliki beberapa keuntungan, yaitu :
- biogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation) dan perusakan tanah.
- Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.
meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara.
- Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak
bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah. - Selain keuntungan energy yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.
7. KESIMPULAN
