SISTEM CCOS UNTUK KULTIVASI MIKROALGA TETRASELMIS CHUII : PROSPEK INDUSTRI RAMAH LINGKUNGAN PADA POWER PLANT TAMBAK LOROK, KOTA SEMARANG, JAWA TENGAH

(1)

360

SISTEM CCOS UNTUK KULTIVASI MIKROALGA TETRASELMIS CHUII :

PROSPEK INDUSTRI RAMAH LINGKUNGAN PADA POWER PLANT TAMBAK

LOROK, KOTA SEMARANG, JAWA TENGAH

Mohammad Bagus Pranata*, Gandahusada Jati Utomo, Clarista Angela

Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Magmadipa@gmail.com *corresponding author: Bagusprnata@gmail.com

ABSTRAK

Indonesia memiliki target untuk mengurangi emisi CO2 pada tahun 2020 sebesar 26%, namun Indonesia merupakan negara penghasil emisi CO2 tertinggi keenam di dunia (5th Indonesia Climate Change Expo, 2015). Salah satu penyumbang emisi tersebut adalah sektor Industri. Penelitian ini bertujuan untuk mencari solusi mengenai pengurangan emisi CO2 dari sektor industri dan merekomendasikan keefektifan sistem CCOS (Carbon Capture Ocean Storage) sebagai kultivasi mikroalga Tetraselmis Chuii. Mikroalga tersebut berpotensi untuk menghasilkan energi terbarukan berupa biofuel.

Cara kerja sistem ini diawali dengan penangkapan dan penyaringan flue gas hasil aktivitas power

plant dengan amine system. Hasil penyaringan tersebut berupa CO2 diinjeksikan menuju

fotobioreaktor, yang sebelumnya fotobioreaktor telah diisi air laut sebagai media hidup mikroalga. Mikroalga lalu dipanen dengan metode membrane filtration, dikeringkan dengan suhu 400˚C-500˚C, diekstraksi asam lemaknya dengan metode fast pyrolisis, kemudian disaring kembali untuk memisahkan sisa mikroalga dengan asam lemak. Asam lemak inilah yang akan digunakan sebagai biofuel.

Tetraselmis chuii dapat dikembangkan dalam skala lebih besar untuk menghasilkan biofuel yang ekonomis. Penerapan sistem CCOS pada Power plant Tambak Lorok diestimasikan dapat mengurangi

emisi CO2 sebesar 25%/tahun dari total keseluruhan emisi yang terdapat di Kota Semarang. Di sisi

lain,kultivasi mikroalga Tetraselmis chuii dengan asumsi 1000 unit fotobioreaktor dapat membantu mengurangi emisi CO2 sebesar 0.5%/tahun dari total keseluruhan emisi yang terdapat di Kota Semarang.

Konsep sistem CCOS untuk kultivasi Tetraselmis chuii penghasil biofuel pada Power plant Tambak Lorok layak dijadikan sebagai bahan acuan pada power plant lain di Indonesia sebagai langkah awal mewujudkan negara dengan industri ramah lingkungan.

I. PENDAHULUAN

Pembuangan emisi karbon di udara memiliki banyak kerugian, baik dari sisi lingkungan maupun bagi masyarakat dalam jangka panjang. Emisi karbon ke udara bebas tersebut sebagian besar disumbang oleh sektor industri, termasuk industri produksi energi yang menjadi penyumbang emisi terbesar kedua setelah sektor transportasi (Gambar 1). Dengan padatnya kegiatan Indonesia pada kedua sektor tersebut, Indonesia menjadi penghasil emisi CO2 tertinggi keenam di dunia. Untuk kota Semarang sendiri, diperkirakan emisi CO2 per tahunnya sekitar 250.000 –

1.000.000 ton per tahun (Gambar 2). Oleh karena itu, Indonesia memiliki target untuk mengurangi emisi CO2 pada tahun 2020 sebesar 26% (5th ICCE, 2015).

Untuk mencapai tujuan tersebut, maka penulis merancang sebuah konsep pengurangan CO2 dengan menambahkan ide baru pada sistem CCS (Carbon Capture Storage) yang digabungkan dengan kultivasi mikroalga Tetraselmis chuii pada Power Plant Tambak Lorok. Sebagai hasil sampingan yang menguntungkan, dari kultivasi Tetraselmis chuii tersebut dapat menghasilkan biofuel dari pemanenan mikroalga dewasa dan diproses

(2)

361 hingga minyaknya dapat diekstrak menjadi bahan bakar (Gambar 3). Maksud dari penelitian ini yaitu menggunakan emisi CO2 Power plant Tambak Lorok untuk kultivasi mikroalga Tetraselmis chuii dengan tujuan untuk mengenalkan konsep baru mengenai pengurangan emisi karbon dan menghasilkan sumber energi dari pengurangan tersebut.

II. LOKASI PENELITIAN

Power plant Tambak lorok dikelola oleh PT. Indonesia Power UBP Semarang, berlokasi di Jl. Ronggowarsito, Tanjung Mas, Kota Semarang, Provinsi Jawa Tengah, Indonesia. Penambahan data sekunder untuk mendukung interpretasi juga dilakukan berupa pengamatan citra satelit (Gambar 4) dan data primer berupa pengamatan langsung lokasi penelitian (Gambar 5). Kemudian lokasi pengadaan Fotobioreaktor terletak di dalam fasilitas Power Plant TambakLorok, tepatnya

pada koordinat

X=437118.000mE,Y=9231768.000mS. (Gambar 6)

III. METODE

DAN

TAHAPAN

PENELITIAN

Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif pustaka dan lapangan. Metode ini bertujuan mengumpulkan informasi aktual secara rinci mengenai keadaan emisi karbon Indonesia, terutama di Kota Semarang saat ini, carbon sequestration, emisi power plant Tambak Lorok, dan faktor yang diperlukan untuk kultivasi Tetraselmis chuii. Sebagian data tersebut didapatkan dari penelitian terdahulu dan dari survey lapangan di Power plant Tambak Lorok.

Tahapan Penelitian Tahap Persiapan

Persiapan yang dilakukan adalah studi literatur. Studi ini meliputi dilakukan dengan meneliti dari pustaka, makalah, jurnal, dan paper dari penelitian terdahulu mengenai sistem CCS dan Kultivasi Mikroalga Tetraselmis Chuii.

Tahap Pengumpulan Data

Pengumpulan Data Primer didapatkan dari observasi langsung di lapangan. Berdasarkan data tersebut, peneliti mengetahui proses-proses pengambilan data primer berupa lokasi penelitian dan daerah sekitarnya dan data hasil analisa emisi pembuangan power plant Tambak Lorok berupa data bahan bakar power plant, kandungan air, kandungan karbon, kandungan NO2, kandungan sulfur, tekanan emisi, dan suhu emisi tersebut.

Pengambilan data sekunder seperti tinjauan pustaka tentang carbon sequestration dan kultivasi Tetraselmis chuii dengan pokok bahasan penelitian didapat dari jurnal, buku, dan hasil penelitian terdahulu.

Tahap Pengolahan Data

Dalam tahap pengolahan data, yang dilakukan adalah analisa dan pembahasan meliputi nilai emisi CO2 power plant Tambak Lorok per tahun, perhitungan jenis dan jumlah fotobioreaktor yang cocok untuk pengurangan karbon, dan keuntungan dari panen Tetraselmis chuii berupa biofuel yang dihasilkan.

IV. DATA DAN ANALISIS

Karakteristik dan Komposisi dari Natural Gas Power Plant Tambak Lorok

Sumber bahan bakar pada Power plant Tambak Lorok menggunakan Natural Gas yang berasal dari dua sumber, yaitu Natural Gas Blok CEPU (Tabel 1.), dan Natural Gas Blok KEPODANG (Tabel 2.)

Beban Emisi Power Plant Tambak Lorok Beban Emisi dari Power plant Tambak Lorok berupa CO2, SO2, NO2, dan TP. Setiap produksi Listrik total sebesar 346.80 GWh akan

(3)

362 menghasilkan emisi CO2 sebesar 155,981.24 Ton (Tabel 3).

V. DISKUSI

Power plant Tambak Lorok merupakan salah satu power plant yang bertransformasi dari berbahan bakar fosil berupa MFO serta HSD menjadi berbahan bakar natural gas. Natural Gas yang digunakan pada power plant ini bersumber dari Blok CEPU serta Blok KEPODANG. namun di dominasi oleh CEPU. Perubahan bahan bakar dari bahan bakar fosil menjadi Natural Gas merubah secara drastis emisi yang dihasilkan dari power plant ini. Pada saat penggunaan MFO dan HSD, emisi yang dihasilkan sebesar 420.000 ton/tahun sedangkan pada saat penggunaan Natural Gas emisi yang dihasilkan hanya sebesar 150.000 ton/tahun. Namun, berapapun emisi yang dihasilkan, semua emisi tersebut tetap langsung dikeluarkan ke udara bebas tanpa adanya proses filtering lebih lanjut atau pengontrolan emisi sehingga polusi udara tetap terus terjadi.

Tetraselmis chuii merupakan salah satu mikroalga penyerap karbondioksida. Tetraselmis chuii adalah mikroalga dari golongan alga hijau (chlorofyceace) yang mempunyai prospek cerah dimasa mendatang. Tetraselmis chuii berupa sel tunggal yang berdiri sendiri-sendiri dengan ukuran 7 – 12 mikron. Tetraselmis chuii ini memiliki klorofil (zat hijau daun) sehingga warnanya hijau cerah dan dapat berfotosintesis. Tetraselmis chuii banyak terdapat di air payau, air laut dan sudah banyak dibudidayakan. Perkembang biakannya berlangsung cepat melalui pembelahan sel. Dalam hal ini protoplasma sel vegetatif mengadakan pembelahan berulang-ulang sehingga dari satu sel induk dapat terbentuk 2 – 16 sel anak (Mujiman, 2004). Tetraselmis chuii mempunyai nilai gizi tinggi karena mengandung protein (50%), lemak (20%), karbohidrat (20%), asam amino, vitamin dan mineral (Cresswell, 1989). Secara teoritis, produksi minyak dari trigliserida dapat menjadi solusi yang realistik untuk mengganti

solar. Diperkirakan alga mampu menghasilkan minyak 200 kali lebih banyak dibandingkan dengan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit, jarak pagar, dll) pada kondisi terbaiknya. Ada jenis alga yang memiliki komponen asam lemak lebih dari 40%. Dari komponen asam lemak inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi minyak (Oilgae.com, 2006).

Tetraselmis chuii dapat dikembangkan pada suatu lingkungan hidup buatan yang dinamakan fotobioreaktor. Pada bahasan kali ini fotobioreaktor yang digunakan adalah fotobioreaktor tertutup. Fotobioreaktor tertutup memiliki keunggulan berupa mudahnya pengontrolan kultivasi dan pemberian nutrisi yang dapat memicu perkembangan mikroalga lebih cepat dan mudah dalam pengaplikasian skala besar. Fotobioreaktor yang digunakan dalam konsep penelitian ini yaitu fotobioreaktor tipe MTAP-14 yang sudah dikembangkan oleh BPPT Indonesia (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi) (Gambar 7).

Sistem CCOS dijalankan dengan menginjeksikan air laut menuju fotobioreaktor yang dijadikan sebagai storage dan lokasi budidaya mikroalga. Mikroalga dikembangkan hingga dewasa, lalu dipanen dengan metode membrane filtration, dikeringkan dengan suhu 400˚C-500˚C, diekstraksi asam lemaknya dengan metode fast pyrolisis, kemudian disaring kembali untuk memisahkan sisa mikroalga dengan asam lemak. Dari rangkaian sistem ini, emisi yang sebelumnya dihasilkan oleh power plant diolah dengan sistem CCOS. Hasil dari proses tersebut menghasilkan CO2 murni yang kemudian dialirkan menuju fotobioreaktor dengan produk berupa energi ramah lingkungan biofuel.

Analisis antara emisi CO2 yang dihasilkan power plant, jumlah mikroalga yang dibutuhkan, jumlah fotobioreaktor, dan biofuel yang dihasilkan, didapatkan analisis perhitungan sebagai berikut :

(4)

363 150.000 ton CO2/tahun yang dihasilkan oleh CO2, akan diinjeksikan menuju 1000 unit fotobioreaktor, dari 1000 unit tersebut akan membutuhkan 378 ton Mikroalga Tetraselmis Chuii. Kemudian dengan penggunaan fotobioreaktor MTAP-14 akan mengolah tiap 1kg Mikroalga menjadi 240 gram biofuel, maka dengan 378 ton mikroalga akan menghasilkan 90720L biofuel per tahun.

VI. KESIMPULAN

Tetraselmis chuii dapat dikembangkan dalam skala lebih besar untuk menghasilkan biofuel yang ekonomis. Penerapan sistem CCOS pada Power plant Tambak Lorok diestimasikan dapat mengurangi emisi CO2 sebesar 25%/tahun dari total keseluruhan emisi yang terdapat di Kota Semarang. Bahkan dengan ide baru ini diperkirakan dapat menghasilkan biofuel sebanyak 90720L/tahun.

Konsep ini layak untuk diterapkan pada power plant di Indonesia untuk mendukung tujuan Indonesia mengurangi emisi CO2 di tahun 2020. Namun konsep ini masih perlu dikaji lanjut karena memiliki tantangan pada sisi keekonomisan.

VII. ACKNOWLEDGEMENT

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih banyak kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun material. Sehingga penyusunan paper ini dapat diselesaikan dengan baik. Secara khusus penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Ir. Hadi Nugroho, Dipl.EGS., MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Geologi Universitas Diponegoro. 2. Bapak Ir. Edi Bambang Setyobudi,

selaku Dosen Pembimbing, yang telah

meluangkan waktu untuk

mengarahkan penulis dalam penyusunan paper ini dengan sangat baik.

3. PT. Indonesia Power UBP Semarang, Tambaklorok Power plant, yang telah mengizinkan penulis untuk melakukan penelitian disana.

Dan seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

DAFTAR PUSTAKA

Earth Ocean & Space Pty Ltd. (2006). Carbon Capture and Ocean Storage. Australia. Earth Ocean Space

ESDM Indonesia. (2011). Kegiatan CCS di Indonesia. Indonesia : Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral

Janarthanan, dkk. (2012) Study on the pH Changes of Microalgae (Tetraselmis Chuii) Cultivated in Newly Developed Closed Photobioreactor using Natural Sunlight and Artificial Light. Malaysia: Universiti Tenaga Nasional

Lampung, Indonesia. Jurnal Rekayasa Proses

Lemigas, PT.Shell Indonesia, PT.PLN, dkk. (2009). Understanding CCS Potential in Indonesia. Jakarta, Indonesia. Indonesia CCS Study Working Group

Lemigas, ESDM Indonesia. (2011). The Latest Status of Carbon Capture and Storage (CCS) in Indonesia. Indonesia : R&D Centre for Oil and Gas Technology

Mardiani, Dewi. (2010) Fotobioreaktor untuk Mereduksi Emisi CO2. Republika Online Kamis, 30 September 2010.

(5)

364

M. Iqbal Hasan. 2002. Pokok-pokok Materi Metodologi Penelitian dan Aplikasinya. Penerbit Ghalian Indonesia: Jakarta

National Research Council. "Summary." Ocean Acidification: A National Strategy to Meet the Challenges of a Changing Ocean. (2010) Washington, DC: The National Academies Press

PT.Indonesia Power. Generation Bussiness Unit. Retrieved from http://www.indonesiapower.co.id. Purba, Elida. Khirunnisa, Ade. (2012). Kajian Awal Laju Reaksi Fotosintesis untuk penyerapan gas CO2

Menggunakan Mikroalga Tetraselmis Chuii. Bandar Syahrial, Ego. Pasarai, Usman. Iskandar, Utomo. Understanding CCS Potential in Indonesia.2010. Indonesia.

Sopiah, Nida. Mulyanto, Adi. Sehabudin, Sindi. (2012). Pengaruh Kelimpahan Sel Mikroalga air tawar (Chlorella sp.) terhadap penambatan karbondioksida. Tangerang, Banten. Balai Teknologi Lingkungan dan Penerapan Teknologi

Rosenbauer R.J. and Thomas B. (2010) Carbon Dioxide sequestration in deep saline aquifers and formations. USA: Woodhead Publishing Limited

EXTERRAN Company. Product A500 Amine System. Retrieved from http://www.exterran.com/Products/gas-processing/co2-and-h2s-treating/a500-amine-system International Energy Agency. Carbon Capture and Storage. Retrieved from http://www.iea.org/topics/ccs/

International Energy Agency, CCS 2014: What lies in store for CCS? (2014), 82. http://www.iea.org/publications/insights/insightpublications/Insight_CCS2014_FINAL.pdf

(6)

365