Sunday, December 20, 2009

Gasifikasi Biomassa/Batubara merupakan alat yang dapat digunakan untuk menghasilkan gas sintetis (syn-gas) dari bahan bakar padat yang antara lain berasaldari biomassa (sampah padat perkotaan, limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan) dan batubara. Dengan pemanasan dalam gasifier, bahan bakubiomassa/batubara akan terurai menjadi gas hidrogen, methana, karbonmonoksida, karbon dioksida, nitrogen, polutan dan abu. Komponen syn-gas yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi adalah hidrogen, methan dankarbon monoksida. Polutan dan abu sisa gasifikasi diserap oleh gas cleaning & cooling subsystem yang terdiri dari cyclone untuk memfilter partikel padat yang terbawa gas dan wet scrubber untuk memfilter polutan dan partikel padat yang masih terbawa gas. Gas cooling subsystem digunakan untuk mendinginkan gas sintetis untuk meningkatkan density gas. Gas sintetis yang dihasilkan selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk pembakaran/pemanasan (heating/drying) maupun dapatjuga digunakan sebagai bahan bakar pembangkit berbahan bakar gas atau bisa juga pembangkit berbahan bakar diesel yang dimodifikasi. Penggunaan gascleaning & cooling subsystem akan membuat gas terbakar sempurna sedemikian rupa sehingga yang tersisa hanya gas karbon dioksida. Sistem ini sangat cocok untuk memenuhi kebutuhan pemanasan dan pembangkit listrik bagi industri kecil dan menengah serta untuk aplikasi di daerah terpencil (remote area) yang belum terjangkau listrik. Bahan bakarnya sangat fleksibel, mulai dari biomassa (sekam padi, serbuk gergajian kayu, tongkol jagung, cangkang sawitdan limbah lainnya yang mudah didapat dilokasi instalasi sistem) hingga batubarakualitas rendah yang sampai sekarang ini harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan bahan bakar minyak atau gas. Industri kecil menengahpun, dengan hargaBBM yang semakin mahal, pasti berkeinginan kuat untuk menggantikan pemanas/pembangkit mereka dari berbahan bakar minyak menjadi berbahan bakar batubara.

Pilihan penggunaan sintetis gas hasil gasifikasi

Pelistrikan Daerah Terpencil (Remote Area)

Gasifikasi biomassa/batubara dapat digunakan dan sangat cocok untuk melistriki daerah daerah terpencil yang belum terjangkau sarana jaringan listrik. Faktor-faktor yang mendorong penggunaan gasifikasi biomassa/batubara sebagai pembangkit listrik di daerah pedesaan/terpencil antara lain adalah sebagai berikut:

1) Daerah-daerah terpencil umumnya menghasilkan biomassa dan limbah pertanian yang cukup sedemikian rupa sehingga kebutuhan listriknya dapat dipenuhi dengan pembangkit listrik berbasis biomassa.

2) Selain menjadikan daerah terpencil berswasembada listrik, pengembangan pembangkit listrik mampu memberikan kesempatan kerja yang cukup bagi masyarakat pedesaan/daerah terpencil.

3) Pembangkitan listrik secara terdistribusi (distributed generation) dengan memanfaatkan bahan bakar yang tersedia dalam jumlah yang cukup banyak di daerah terkait menjadikan daerah tersebut tidak tergantung pada jaringan listrik yang yang mungkin belum tersedia karena mampu mencukupi kebutuhan listriknya sendiri.

4) Peluang kerja dari pengembangan lahan pertanian dengan limbah gasifier juga dimungkinkan dengan sumber energi berkesinambungan danterbarukan ini.

Aplikasi Industrial

Sekarang ini sektor industri dihadapkan pada kompetisi yang sangat ketat di pasar internasional dan banyak industri yang sulit bersaing dengan produk-produk dari negara maju akibat biaya produksi yang tinggi. Salah satu alasan yang paling utama dari mahalnya biaya produksi adalah akibat kenaikan harga Bahan Bakar Minyak yang masih ada kecenderungan untuk menjadi semakin mahal. Pembangkit listrik yang dimiliki PLN umumnya berbahan bakar fosil (minyak, gas dan batubara). Penggunaan bahan bakar fosil ini umumnya mengakibatkan berbagai dampak lingkungan seperti polusi udara, pemanasan global dan lain-lain yang mengancam kehidupan manusia. Dalam dunia kompetisi dan kesadaran biaya produksi ini, perusahaan harus mampu memanfaatkan segala sesuatu yang mampu menjaga kelangsungan industri. Untuk
mengatasi permasalahan-permasalahan ini kita dipaksa untuk memanfaatkan sumber energi yang murah, terbarukan dan ramah lingkungan. Salah satu jenis energi tersebut adalah biomassa yang tersedia banyak dan dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan energi di industri. Perkembangan terakhir dari gasifier biomassa telah terbukti mampu menjadi salah satu pilihan yang bisa memberikan kontribusi yang substansial sebagai sumber energi. Dengan memanfaatkan teknologi gasifikasi secara intensif untuk aplikasi pembangkit listrik dan thermal
akan mampu menurunkan tingginya biaya produksi ke tingkat yang lebih kompetitif dan menguntungkan.

Keuntungan Ekonomis:

Aplikasi Pembangkitan Listrik:

Biaya pembangkitan dengan 1 liter solar dapat digantikan dengan kira-kira 4 kg kayu (biomassa). Dengan demikian jika dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga diesel, mempunyai keuntungan ekonomis yang jauh lebih besar. Aplikasi Thermal/Pembakaran/Pemanasan: Gas yang dihasilkan oleh 4 kg biomassa kira-kira dapat menggantikan 1 liter solar.
Jika harga 1 liter solar diasumsikan berharga Rp. 5500,-/liter dan harga 4 kg bahan biomassa diasumsikan Rp. 1500,-, maka akan diperoleh penghematan kira-kira Rp. 4000,-/liter konsumsi solar. Keuntungan Sosial: biomassa Meningkatkan perekonomian dan peluang kerja di pedesaan melalui suplai (energy plantation) yang akan menjadikan lingkungan yang lebih hijau yang Unit Pembangkit bisa jadi juga mendorong konsep penanaman energy selanjutnya akan mengakibatkan lebih banyak turun hujan dan menurunkan temperature lingkungan. industri dari sumber-sumber terbarukan.

Efisiensi Konversi Energi

Gas yang dihasilkan dari proses gasifikasi hanya mengandung energi yang berasal dari bahan biomassa asal. Efisiensi konversi energi dari biomassa asal menjadi gas sintetis (syn-gas) untuk tipe sederhana downdraft gasifier umumnya berkisar antara 75% - 85%. Jika biomassa dibakar langsung untuk memanasi boiler maka masih banyak energi hasil pembakaran biomassa (20%-60%) ikut keluar bersama-sama dengan gas buang melalui stack. Dengan demikian uap yang dihasilkan dari boiler ini hanya mengandung 40%-60% dari energi biomassa. Proses gasifikasi umumnya mempunyai efisiensi konversi energi dari biomassa menjadi bentuk yang lebih bermanfaat 50% lebih besar dari pada pembakaran gas secara langsung. Kenaikan efisiensi ini disebabkan oleh rancangan proses bentuk tertutup, dimana hanya sebagian kecil dari panas proses yang akan terbuang. Kemudahan Penggunaan dan Efisiensi Gas produk gasifikasi dapat digunakan secara mudah untuk menggerakkan motor bakar atau turbin gas. Karena gas produk akan terbakar dan mengembang dalam mesin-mesin ini, maka gas akan memberikan konversi yang lebih efisien menjadi energi mekanik dari pada penggunaan turbin uap dimana uap diinjeksikan pada temperatur dan tekanan tinggi. Dengan efisiensi yang lebih tinggi dari turbin gas dibandingkan dengan turbin uap, energi yang diubah dari biomassa dengan gasifikasi dan pemanfaatannya untuk menggerakkan turbin gas akan dapat menaikkan efisiensi keseluruhan sebesar 100% dari pemanfaatan biomassa yang dibakar langsung untuk memanaskan boiler dimana uap yang dihasilkan kemudian dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin uap. Oleh karenanya gas yang dihasilkan dari gasifikasi mempunyai dua keuntungan sekaligus, yaitu pertama merupakan bentuk yang praktis dari energi biomassa dan kedua penggunaannya lebih efisien energi dibandingkan dengan pembakaran langsung biomassa.

Polusi Lingkungan

Ketika biomassa dipanaskan untuk pembakaran atau gasifikasi, beberapa hidrokarbon dihasilkan sebagai akibat proses pirolisis dan penguraian bahan. Hidrokarbon ini menjadi tar dan partikel-partikel kecil. Pada pembakaran terbuka, tar dan partikel terbawa keluar melalui stack. Karena beberapa kandungan tar dan partikel tersebut adalah polutan, maka komponen-komponen tersebut harus diserap terlebih dahulu dari emisi proses pembakaran. Ini biasanya dilakukan dengan menggunakan temperatur stack yang tinggi untuk menguraikan dan memusnahkan tar dan kemudian menyerap yang tertinggal dalam scrubber. Pendekatan ini
ternyata mengakibatkan penurunan efisiensi dan kenaikan biaya proses. Karena gasifikasi adalah proses tertutup, polutan akan terurai dalam proses kemudian semua komponen gas yang masih tertinggal dapat difilter. Tidak ada penurunan efisiensidan pemfilteran gas yang diperlukan pada sistem tertutup. Tidak diperlukan stack dan tidak terdapat emisi signifikan dari proses gasifikasi. Bahan Bakar Padat Vs Bahan Bakar Gas Bahan bakar gas lebih disukai dibandingkan dengan bahan bakar gas karena kinerja pembakarannya lebih baik. Bahan bakar gas juga lebih mudah dipindahkan melalui pipeline dari titik pembangkitan/produksi/penyimpanan sampai ditempat dimana bahan bakar akan dimanfaatkan. Berbeda dengan bahan bakar padat yang cara transportasinya harus menggunakan conveyor atau dengan truk. Salah satu kelemahan utama dari bahan bakar gas adalah pada aspek penangannya yang harus
aman. Syn-Gas terdiri dari gas hidrogen dan karbon monoksida yang dapat terbakar dengan mudah oleh percikan api yang kecil. Komposisi Syn-gas Untuk bahan bakar biomassa kering, syn-gas mempunyai kisaran persen komposisisebagai berikut:

CO : 19 - 22 CO2 : 10 - 13 N2 : 50 H2 : 18 - 20 CH4 : 3 H2O: 8 - 10 CO: 17 - 12 CO2: 13 - 15 N2: 44 - 42 H2: 18 - 19 CH4: 2

Kinerja Gasifier

Sekitar 10% energi biomassa dikonsumsi dalam reaksi eksotermik dan sekitar 5-15% hilang sebagai panas/enthropi.