Krisis perubahan iklim perlu segera diatasi

Bersama flu babi, perubahan iklim adalah suatu kondisi global yang kian ramai dibicarakan penduduk dunia. Di saat pengurangan emisi karbon ramai didengungkan, industri-industri seperti oil and gas dan pembangkit tenaga listrik dengan bahan bakar fosil, hampir mustahil ditekan karena ketergantungan masyarakat terhadap produk-produknya. Amerika Serikat dan beberapa negara lainnya bertaruh pada suatu gagasan bahwa teknologi dapat membuat industri batubara yang ‘kotor’ menjadi lebih bersih.

Setelah bertahun-tahun, usaha Amerika Serikat mengembangkan teknologi bagi pembangkit energi berbahan bakar karbon untuk mendorong emisi CO2 ke dalam tanah, bukannya melepas emisi tersebut begitu saja ke atmosfer, mengalami jalan buntu. Situasi telah menjadi sangat buruk sehingga ahli-ahli teknologi hijau menyebut perkembangan teknologi tahap ini sebagai “lembah kematian” (valley of death) bagi teknologi carbon capture and storage (CSS).

Namun, beberapa advokat CCS mengatakan bahwa investasi baru dalam teknologi pengurangan emisi berpotensi besar untuk mewujudkan impian ini menjadi kenyataan. Sarah Forbes, seorang senior di World Resources Institute mengatakan, “Emisi CO2 terus bertambah dan kita sedang menyaksikan akibat dari perubahan iklim. Jika CCS dapat ditambahkan ke dalam cara-cara untuk mengatasi perubahan iklim, waktu untuk menunjukkannya adalah sekarang–atau besok, mungkin.”

Undang-undang Iklim yang telah diluluskan oleh House of Representatives AS dan siap diperdebatkan di Senat akan menyediakan dana penelitian dan insentif untuk perusahaan-perusahaan untuk mengembangkan teknologi ini. Presiden Barrack Obama bulan kemarin telah mengumumkan satu milyar dolar untuk penelitian CSS, sebuah pembangkit listrik bertenaga batubara dengan emisi mendekati nol di Illinois bernama FutureGen.

Pemerintah Amerika Serikat bertaruh banyak dalam teknologi batubara bersih ini. Investasi AS dalam penelitian, pengembangan, dan penyebaran CCS direncanakan untuk dilipatgandakan dari 3,6 milyar dolar pada tahun 2009 menjadi 7,2 milyar dolar di tahun 2010, menurut sebuah laporan yang disusun Gallagher dan koleganya. Obama juga mengeluarkan paket stimulus yang mencapai sekitar 14 milyar dolar, atau hampir dua kali lipatnya, untuk efisiensi energi dan energi terbarukan.

Pendukung CCS mengatakan teknologi ini esensial untuk memerangi perubahan iklim. Sekitar setengah dari konsumsi energi di AS dihasilkan dari batubara dan proses pembakaran batubara bagi pembangkit listrik menghasilkan 80 persen emisi yang dihasilkan dari seluruh pembangkit listrik AS. Penghasil energi terbarukan seperti angin dan panas (gabungan keduanya mengasilkan kurang dari 2 persen produksi listrik AS) tidak akan berkembang cukup cepat untuk menggantikan batubara.

CCS bekerja dengan menangkap karbon dioksida dari pembangkit energi dan penghasil lainnya sebagai gas yang harus relatif murni, sebelum gas tersebut dapat disimpan. Penangkapan ini bukanlah suatu teknologi baru karena CO2 sudah secara rutin dipisahkan dan diambil sebagai produk sampungan dari proses industri. CO2 yang telah diambil harus disimpan (dalam bentuk kompres) dan dipindahkan ke tempat penyimpanan.

Teknologi CCS diharapkan dapat menjadi salah satu solusi dalam mengatasi perubahan iklim

CO2 dapat diinjeksikan secara langsung dalam formasi geologi seperti reservoir minyak dan gas, dalam pori-pori batuan atau dalam celah yang disebabkan oleh ekstraksi minyak dan natural gas. Tingkat keamanan dari pelucutan bergantung pada karakteristik tempa dan manajemen. Dalam Laporan Khusus Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC) mengenai CCS disimpulkan bahwa fraksi yang dihasilkan dari pemilihan dan manajemen reservoir geologi yang baik sangat mungkin bertambah sebanyak 99% pada 100 tahun dan mungkin bertambah sebanyak 99% pada 1000 tahun.

Namun, ada juga yang mengkritik pemerintah AS karena terlalu bergantung pada CCS dan batubara daripada menginvestasikan lebih banyak pada energi terbarukan dan efisiensi energi. Menurut Daniel Kessler, juru bicara Greenpeace CCS hanyalah suatu taktik yang digunakan sebagai janji pada rakyat AS untuk tetap membakar batubara selama-lamanya. Menurutnya, setiap dolar yang dihabiskan untuk CCS dapat diinvestasikan lebih bijaksana pada energi terbarukan. Ia juga menambahkan bahwa teknologi CCS tidak akan siap cukup cepar untuk mengatasi kegentingan krisis perubahan iklim.

Integritas terhadap lingkungan juga menjadi perhatian European Commission of Environment. Sebagian terhadap masalah memastikan bahwa CO2 yang ditangkap dan disimpan tetap terisolasi dari atmosfer untuk waktu yang lama dan sebagian lagi dalam memastikan bahwa pengambilan, pengiriman, dan penyimpanan emisi ini tidak menyebabkan masalah kesehatan atau ekosistem. Walaupun komponen-komponen CCS seluruhnya diketahui dan dan disebarkan dalam skala komersial, sistem terintegrasinya masih baru, dan rambu-rambu yang jelas harus dikembangkan.

Masalah lainnya adalah biaya untuk menangkap dan menyimpan. Menangkat gas CO2 pada khususnya adalah variabel yang mahal. Flue gas dari batu bara atau pembangkit energi berbahan bakar fosil mengandung konsentrasi CO2 yang relatif rendah (10-12% untuk batu bara dan 3-6% untuk minyak) dan energi yang diperlukan untuk mengangkap gas pada konsentrasi serendah itu membutuhkan penalti berupa efisiensi dan biaya tambahan.

Meskipun masih banyak pro dan kontra mengenai rencana ini, beberapa negara sudah mulai dengan penelitiannya masing-masing. Di Cina, proyek serupa dengan nama GreenGen diharapkan untuk selesai sebelum FutureGen. Australia memiliki proyek dengan nama ZeroGen dan beberapa negara Eropa sedang bekerja pada teknologi serupa. Beberapa kalangan menganggap situasi ini sebagai perlombaan. Negara pertama yang dapat membuktikan CCS dapat berfungsi dapat mengekspor teknologi di negara lain. Namun baik Gallagher maupun Forbes setuju bahwa dengan perubahan iklim ini, dunia ada pada posisi perlu bekerja bersama-sama.

Sumber:
http://edition.cnn.com/2009/TECH/07/13/carbon.capture.storage/index.html#cnnSTCText
http://ec.europa.eu/environment/climat/ccs/what_en.htm

Microchannel reactor untuk memproses limbah in situ

Dunia sedang memasuki era baru, di mana konsep the more the merrier sudah lama ditinggalkan dan digantikan dengan the lesser the better. Demikian pula dengan perkembangan reaktor. Teknologi microchannel reactor kini mulai dikembangkan untuk berbagai kegunaan, di antaranya adalah untuk pengolahan limbah nuklir in situ.

Ada perbedaan mendasar dari microreactor dan microchannel reactor. Teknologi microreactor berarti menggunakan reaktor berukuran kecil yang seringkali dipakai dalam tes laboratorium. Sementara teknologi microchannel tetaplah dimaksudkan untuk produksi komersial, misalnya reaktor, mixer, heat exchanger, yang memanfaatkan saluran mikro untuk menampung proses aliran dan meningkatkan kinerja. Dimensi diameter saluran bervariasi dari puluhan hingga seratusan mikrometer dengan panjang bisa mencapai beberapa meter. Perbedaan mendasar adalah komponen microchannel tersebut terintegrasi ke dalam sistem yang mengandung puluhan hingga ribuan saluran. Ukuran channel bervariasi antara 0,1 sampai 10 mm.

Dalam pengolahan limbah nuklir in situ, Pacific Northwest National Laboratory mengembangkan reaktor yang berdimensi sekitar 24x24x6 inch. Menurut Ed Baker, direktur divisi energi dan efisiensi PPNL, dibandingkan dengan memindahkan limbah ke fasilitas tersentralisasi, PPNL mengembangkan mesin skala kecil yang dapat ditempatkan dalam tangki untuk memproses limbah di tempat asalnya. Kalkulasi awal yang disandingkan dengan penelitian yang dibiayai oleh Departemen Energi Amerika Serikat menghasilkan suatu kesimpulan bahwa gagasan untuk memproses limbah dengan cara ini adalah suatu ide yang bagus. Pengerjaan yang dikerjakan secara bersamaan oleh Amerika Serikat dan Eropa untuk mengembangkan cara untuk merancang microchannel menjadi chip-chip silikon menjanjikan masa depan yang menjanjikan: kemungkinan microchannel reactor untuk menghasilkan perkembangan besar dalam proses kimia.

“Sayangnya,” kata Baker, seperti dikutip oleh Innovation: America’s Journal of Technology Commersialization “gagasan mengembangkan microchannel reactor untuk memproses limbah nuklir tidak pernah mencapai suatu daya tarik yang nyata. Malahan, suatu fasilitas sentral bernilai milyaran dolar untuk memproses limbah dalam tangki sedang dalam proses.”

Bangunan dasar dari microchannel reactor terdiri dari komponen-komponen dengan microchannel-microchannel paralel. Menurut Terry Mazanec, kepala ilmuwan Velocys, ukuran kecil berarti biaya kapital yang berkaitan dengan microchannel reactor relatif murah jika dibandingkan dengan peralatan konvensional. Keuntungan lainnya, semakin kecil footprint dari sebuah microchannel reactor memungkinkan reaktor dapat ditempatkan di tempat-tempat premium, pada platform pengilangan minyak bumi offshore, atau pada refiner-refiner yang ramai. Konstruksi modular reaktor memberikan fleksibilitas yang tinggi pada saat mendesain sebuah plant.

Perawatan dan pengisian katalis dapat dilakukan dengan mengganti module-module individual, tidak membutuhkan proses shutdown seluruh sistem. Suatu plant yang didasarkan pada microchannel reactor dapat dibangun pada luas area yang lebih kecil namun tetap memiliki kapasitas yang diperlukan. Hal ini tidak hanya akan memperlancar siklus bisnis dan menghemat biaya transportasi. Cara ini juga lebih mudah, lebih murah, dan lebih cepat dalam membuat kapasitas tambahan sesuai dengan kebutuhan.

Oleh karena setiap blok reaktor memiliki ribuan channel proses yang diisi dengan katalis yang terjalin dengan panas input atau channel dingin, maka microchannel reactor lebih mampu untuk melampaui barrier perpindahan panas dan massa. Dengan melampaui barrier perpindahan massa secara esensial memungkinkan produksi yang lebih cepat, sedangkan kapabilitas perpindahan panas berarti reaktor dapat mengatasi masalah panas secara lebih efisien daripada sistem konvensional. Microchannel reactor cocok digunakan untuk mengeluarkan baik reaksi katalitik eksotermik tinggi (atau generator panas) dimana panas dari reaktor harus dihilangkan, begitu juga reaksi endotermik tinggi atau reaksi yang membutuhkan panas tinggi.

Aplikasi-aplikasi yang potensial lainnya bagi microchannel reactor bervariasi dari produksi bahan komuditi kimia seperti vinyl acetate, ethylene oxide, acrylic acid, dan acrylonitrite dengan reaksi oksidasi parsial selektif untuk menguapkan metan reforming untuk memproduksi hidrogen untuk digunakan dalam bahan bakar. Namun demikian, aplikasi yang paling memungkinkan adalah produksi terdistribusi second generation biofuel from waste (BTL) dengan reaksi FT menggunakan microchannel reactor pada plant skala kecil dekat sumber limbah. Menurut Tonkovich, wakil presiden pengembangan teknologi dan manufaktur Velocys, dengan optimasi katalis yang baik, microchannel reactor FT kecil dapat beroperasi dengan efisien dan ekonomis saat reaktor hanya memproduksi 500 sampai 2000 ton limbah per hari.

Sumber:
Innovation: America’s Journal of Technology Commersialization. April/May 2009. Processing Waste with Microchannel Reactors oleh Laura Silva.
http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/teknologi_tepat_guna/reaktor-microchannel-reaktor-apa-ini/

Biogas sebuah teknologi sederhana dan mudah untuk diaplikasikan dapat menjadi sebuah solusi yang baik untuk kedua permasalahan tersebut.

Apa itu biogas?

Aplikasi biogas

Biogas adalah gas produk akhir pencernaan atau degradasi anaerobik bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara (Tatang, 2006). Komponen terbesar (penyusun utama) biogas adalah metana (CH4, 54 – 80 %-vol) dan karbon dioksida (CO2, 20 – 45 %-vol).

Gambar disamping adalah beberapa aplikasi biogas dalam kehidupan sehari – sehari.
Pada prinsipnya proses produksi biogas, terjadi dua tahap yaitu penyiapan bahan baku dan proses penguraian anaerobik oleh mikroorganisme untuk menghasilkan gas metana.

Bahan Baku

Biogas berasal dari hasil fermentasi bahan-bahan organik diantaranya:

• Limbah tanaman : tebu, rumput-rumputan, jagung, gandum, dan lain-lain,
• Limbah dan hasil produksi : minyak, bagas, penggilingan padi, limbah sagu,
• Hasil samping industri : tembakau, limbah pengolahan buah-buahan dan sayuran, dedak, kain dari tekstil, ampas tebu dari industri gula dan tapioka, limbah cair industri tahu,
• Limbah perairan : alga laut, tumbuh-tumbuhan air,
• Limbah peternakan : kotoran sapi, kotoran kerbau, kotoran kambing, kotoran unggas.

Rasio ideal C/N untuk proses dekomposisi anaerob untuk menghasilkan metana adalah 30. C/N rasio dari beberapa bahan organik dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel Rasio C/N untuk berbagai bahan organik

Proses Anaerob

Proses penguraian oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan-bahan organik terjadi secara anaerob. Proses anaerob adalah proses biologi yang berlangsung pada kondisi tanpa oksigen oleh mikroorganisme tertentu yang mampu mengubah senyawa organik menjadi metana (biogas). Proses ini banyak dikembangkan untuk mengolah kotoran hewan dan manusia atau air limbah yang kandungan bahan organiknya tinggi. Sisa pengolahan bahan organik dalam bentuk padat digunakan untuk kompos.

Secara umum, proses anaeorob terdiri dari empat tahap yakni: hidrolisis, pembentukan asam, pembentukan asetat dan pembentukan metana. Proses anaerob dikendalikan oleh dua golongan mikroorganisme (hidrolitik dan metanogen). Bakteri hidrolitik memecah senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Senyawa sederhana diuraikan oleh bakteri penghasil asam (acid-forming bacteria) menjadi asam lemak dengan berat molekul rendah seperti asam asetat dan asam butirat. Selanjutnya bakteri metanogenik mengubah asam-asam tersebut menjadi metana.

Instalasi sistem produksi dan pemanfaatan biogas

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Mikroorganisme Anaerob

Laju proses anaerob yang tinggi sangat ditentukan oleh faktor-faktor yang mempengaruhi mikroorganisme, diantaranya temperatur, pH, salinitas dan ion kuat, nutrisi, inhibisi dan kadar keracunan pada proses, dan konsentrasi padatan. Berikut ini adalah pembahasan tentang faktor-faktor tersebut.

Temperatur

Gabungan bakteri anaerob bekerja dibawah tiga kelompok temperatur utama. Temperatur kriofilik yakni kurang dari 20 C, mesofilik berlangsung pada temperatur 20-45 C (optimum pada 30-45) dan termofilik terjadi pada temperatur 40-80 C (optimum pada 55-75 C).

pH

Pada dekomposisi anaerob faktor pH sangat berperan, karena pada rentang pH yang tidak sesuai, mikroba tidak dapat tumbuh dengan maksimum dan bahkan dapat menyebabkan kematian yang pada akhirnya dapat menghambat perolehan gas metana. Berdasarkan beberapa percobaan pH optimum untuk memproduksi metana adalah rentang netral yaitu 6,2 sampai 7,6.

Nutrisi

Mikroorganisme membutuhkan beberapa vitamin esensial dan asam amino. Zat tersebut dapat disuplai ke media kultur dengan memberikan nutrisi tertentu untuk pertumbuhan dan metabolismenya. Selain itu juga dibutuhkan mikronutrien untuk meningkatkan aktivitas mikroorganisme, misalnya besi, magnesium, kalsium, natrium, barium, selenium, kobalt dan lain-lain (Malina,1992).

Keracunan dan Hambatan

Keracunan (toxicity) dan hambatan (inhibition) proses anaerob dapat disebabkan oleh berbagai hal, misalnya produk antara asam lemak mudah menguap (volatile) yang dapat mempengaruhi pH. Zat-zat penghambat lain terhadap aktivitas mikroorganisme pada proses anaerob diantaranya kandungan logam berat sianida.

Faktor Konsentrasi Padatan

Konsentrasi ideal padatan untuk memproduksi biogas adalah 7-9% kandungan kering. Kondisi ini dapat membuat proses digester anaerob berjalan dengan baik.

Penentuan Kadar Metana Dengan BMP

Uji BMP (Biochemical Methane Potential) ditunjukan untuk mengukur gas metana yang dihasilkan selama masa inkubasi secara anaerob pada media kimia. Uji BMP dilakukan dengan cara menempatkan cairan contoh, inokulan (biakan bakteri anaeorob) dan media kimia dalam botol serum. Botol serum ini, diinkubasi pada suhu 35oC, lalu pengukuran dilakukan selama masa inkubasi secara periodik (biasanya setiap 5 hari), sehingga pada akhir masa inkubasi (hari ke-30) didapatkan akumulasi gas metana. Pengukuran dilakukan dengan memasukkan jarum suntik (metoda syringe) ke botol serum.

Sumber:
Soerawidjaja, Tatang H. 2006. Potensi Sumber Daya Hayati Indonesia dalam Penyediaan Berbagai Bentuk Energi. Program Studi Teknik Kimia.
http://www.dikti.org/biogas

Zat kimia yang dikenal dengan nama nitrogen trifluoride (NF3) dahulu kala hanya digunakan dalam pembuatan microchip, dengan kuantitas yang kecil dan tidak berbahaya. Akan tetapi pada tahun ini, NF3 dibuat besar-besaran karena dan digunakan pada indutri pembuatan LCD (Liquid Crystal Displays) pada telvisi layar datar dan monitor komputer. Diperkirakan, pada tahun 2010 produksi NF3 mencapai 8.000 ton per tahun, efek pemanasan global yang ditimbulkan dari NF3 sebanyak itu setara dengan 130 juta meter kubik CO2.

“Seiring dengan permintaan akan monitor layar datar, pasar NH3 akan semakin membesar,” tulis Michael J. Prathrt dan Juno Hsu, peneliti yang menyebut NH3 sebagai “missing greenhouse gas”.

NF3 pada mulanya diperkenalkan dalam pembuatan microchip sebagai bagian dari gerakan penanggulangan pemanasan global. Pada tahun 1997, pembuatan microchip masih menggunakan Perflorocarbons (PFCs) kemudian penggunaan PFCs dilarang setelah draft perjanjian internasional Protocol Kyoto ditandatangani. Perjajian tersebut berisi kesepakatan internasional untuk mengurangi produksi 6 gas penyebab utama pemanasan global yakni Carbon dioxide, Methane, PFCs, Nitrous oxide, Hydrofluorocarbons dan Sulfur hexafluoride. Karena pada masa itu produksi NF3 masih dalam kuantitas kecil, NF3 dianggap tidak terlalu penting untuk dituliskan didalam Protocol Kyoto.

Setelah keluar larangan penggunaan PFCs, industri pembuatan semikonduktor memutuskan untuk menggunakan NF3 sebagai pengganti PFCs walaupun telah diketahui bahwa NF3 memberikan efek pemanasan global yang jauh lebih berbahaya. Akan tetapi berita baik yang mereka kemukakan adalah apabila pada masa pembuatan PFCs dua pertiganya lepas ke atmosfer sebagai gas rumah kaca sedangkan pada pembuatan NF3 hanya 2 persen saja dari proses pembuatannya gas tersebut terlepas ke atmosfer.

Peneliti lain menambahkan, walaupun dalam proses pembuatan hanya sebagian kecil saja NF3 yang terlepas, masih ada kemungkinan lain NF3 terbebas ke udara misalnya pada proses trasportasi, penggunaan atau pembuangan. “Kita tidak tahu apakah 1 persen atau 20 persen gas NF3 yang terbebas keudara, tapi sekali kita melepaskannya, kita tidak akan pernah bisa mengurungnya kembali.”

Sumber:
LA times
Natural News

Hujan asam sebenarnya dapat mencegah global warming, gas buang seperti SO2 penyebab hujan asam mampu memantulkan sinar matahari keluar atmosfer bumi sehingga dapat mencegah kenaikan temperatur bumi. Akan tetapi, efek samping dari hujan asam menghasilkan kerusakan lingkungan yang lebih parah dibandingkan global warming. Sebenarnya “hujan asam” merupakan istilah yang kurang tepat untuk menggambarkan jatuhnya asam-asam dari atmosfer ke permukaan bumi. Istilah yang lebih tepat seharusnya adalah deposisi asam, karena pengendapan asam dari atmosfir ke permukaan bumi tidak hanya melalui air hujan tetapi juga melalui kabut, embun, salju, aerosol bahkan pengendapan langsung. Istilah deposisi asam lebih bermakna luas dari hujan asam.

Sejarah

Fenomena hujan asam mulai dikenal sejak akhir abad 17, hal ini diketahui dari buku karya Robert Boyle pada tahun 1960 dengan judul “A General History of the Air“. Buku tersebut menggambarkan fenomena hujan asam sebagai “nitrous or salino-sulforus spiris“.

Selanjutnya revolusi industri di Eropa yang dimulai sekitar awal abad ke 18 memaksa penggunaan bahan bakar batubara dan minyak sebagai sember utama energi untuk mesin-mesin. Sebagai akibatnya, tingkat emisi precursor (faktor penyebab) dari hujan asam yakni gas-gas SO2, Nox dan HCl meningkat. Padahal biasanya precussor ini hanya berasal dari gas-gas gunung berapi dan kebakaran hutan.

Istilah hujan asam pertama kali digunakan oleh Robert Angus Smith pada tahun 1872 pada saat menguraikan keadaan di Menchester, sebuah daerah industri di Inggris bagian utara. Smith menjelaskan fenomena hujan asam pada bukunya yang berjudul “Air and Rain: The Beginnings of Chemical Technology“.

Masalah hujan asam dalam skala yang cukup besar pertama terjadi pada tahun 1960-an ketika sebuah danau di Skandinavia meningkat keasamannya hingga mengakibatkan berkurangnya populasi ikan. Hal tersebut juga terjadi di Amerika Utara, pada masa itu pula banyak hutan-hutan di bagian Eropa dan Amerika yang rusak. Sejak saat itulah dimulai berbagai usaha penaggulangannya, baik melalui bidang ilmu pengetahuan, teknis maupun politik.

Pada tahun 1970 US mulai mengontrol emisi SO2 dan Nox dengan peraturan pemerintah Clean Air Act. Peraturan ini menentukan standar polutan dari kendaraan bermotor dan industri. Pada tahun 1990 Congress menyetujui amandemen untuk lebih memperketat kontrol emisi yang menyebabkan hujan asam. Amandemen tersebut tercatat mempu mengurangi pengeluaran SO2 dari 23,5 juta ton menjadi sekitar 16 juta ton. US juga merencanakan untuk mengurangi emisi Nox hingga 5 juta ton pada tahun 2010.

Proses deposisi asam melalui air hujan

Pembentukan Asam di Atmosfer

Deposisi asam terjadi apabila asam sulfat, asam nitrat, atau asam klorida yang ada do atmosfer baik sebagai gas maupun cair terdeposisikan ke tanah, sungai, danau, hutan, lahan pertanian, atau bangunan melalui tetes hujan, kabut, embun, salju, atau butiran-butiran cairan (aerosol), ataupun jatuh bersama angin.

Asam-asam tersebut berasal dari prekursor hujan asam dari kegiatan manusia (anthropogenic) seperti emisi pembakaran batubara dan minyak bumi, serta emisi dari kendaraan bermotor. Kegiatan alam seperti letusan gunung berapi juga dapat menjadi salah satu penyebab deposisi asam. Reaksi pembentukan asam di atmosfer dari prekursor hujan asamnya melalui reaksi katalitis dan photokimia. Reaksi-reaksi yang terjadi cukup banyak dan kompleks, namun dapat dituliskan secara sederhana seperti dibawah ini.

Pembentukan Asam Sulfat (H2SO4)

Gas SO2, bersama dengan radikal hidroksil dan oksigen melalui reaksi photokatalitik di atmosfer, akan membentuk asamnya.

SO2 + OH -> HSO3
HSO3 + O2 -> HO2 + SO3
SO3 + H2O -> H2SO4

Selanjutnya apabila diudara terdapat Nitrogen monoksida (NO) maka radikan hidroperoksil (HO2) yang terjadi pada salah satu reaksi diatas akan bereaksi kembali seperti:

NO + HO2 -> NO2 + OH

Pada reaksi ini radikal hidroksil akan terbentuk kembali, jadi selama ada NO diudara, maka reaksi radikal hidroksil akan terbantuk kembali, jadi semakin banyak SO2, maka akan semakin banyak pula asam sulfat yang terbentuk.

Pembentukan Asam Nitrat (HNO3)

Pada siang hari, terjadi reaksi photokatalitik antara gas Nitrogen dioksida denan radikal hidroksil.

NO2 + OH -> HNO3

Sedangkan pada malam hari terjadi reaksi antara Nitrogen dioksida dengan ozon

NO2 + O3 -> NO3 + O2
NO2 + NO3 -> N2O5
N2O5 + H2O -> HNO3

Didaerah peternakan dan pertanian akan concong menghasilkan asam pada tanahnya mengingat kotoran hewan banyak mengandung NH3 dan tanah pertanian mengandung urea. Amoniak di tanah semula akan menetralkan asam, namun garam-garam ammonia yang terbentuk akan teroksidasi menjadi asam nitrat dan asam sulfat. Disisi lain amoniak yang menguap ke udara dengan uap air akan membentuk ammonia hingga memungkinkan penetralan asam yang ada di udara.

Pembentukan Asam Chlorida (HCl)

Asam klorida biasanya terbentuk di lapisan stratosfer, dimana reaksinya melibatkan Chloroflorocarbon (CFC) dan radikal oksigen O*

CFC + hv(UV) -> Cl* + produk
CFC + O* -> ClO + produk
O* + ClO -> Cl* + O2
Cl + CH4 -> HCl + CH3

Reaksi diatas merupaka bagian dari rangkaian reaksi yang menyebabkan deplesi lapisan ozon di stratosfer. Perbandingan ketiga asam tersebut dalam hujan asam biasanya berkisar antara 62 persen oleh Asam Sulfat, 32 persen Asam Nitrat dan 6 persen Asam Chlorida.

Pulau Jawa memiliki tingkat emisi penyebab hujan asam tertinggi di Indonesia, terutama disebabkan oleh sebagian besar kegiatan perekonomian yang terpusat di pulau ini. Pada tahun 1989, tingkat precursor SOx di Indonesia mencapat 157.000 ton per tahun, sedangkan NOx mencapai 175.000 ton per tahun. Kota Surabaya pada tahun 2000 tercatat mengemisikan 0,26 ton SO2 dan 66,4 ton NOx ke udara dari berbagai sumber pencemar.

Sumber:
Acid Rain. Hart, John. Microsoft® Student 2009. Redmond, WA: Microsoft Corporation, 2008.
Isu Lingkungan Global.” Musfil A.S. Diktat PLI. Surabaya: Teknik Kimia ITS, 2008

Polusi

Deposisi asam adalah kata yang lebih tepat dari pada hujan asam untuk menggambarkan jatuhnya asam yang ada di atmosfer baik dalam bentuk gas maupun cairan ke tanah, sungai, hutan dan tempat lainnya melalui tetes air hujan, kabut, embun, salju, butiran-butiran cairan (aerosol) ataupun jatuh bersama angin.

Asam yang menjadi penyebab deposisi asam adalah hasil dari reaksi gas-gas SO2, NOx dan HCl. Dengan reaksi yang cukup banyak dan kompleks.

Jenis Deposisi Asam

1. Deposisi kering adalah terendapkannya asam-asam yang ada di udara dan mengenai tanah, benda, dan makhluk hidup tanpa melalui air hujan. Biasanya deposisi jenis ini terjadi di area perkotaan dimana pencemaran udara karena kepadatan lalulintas dan didaerah sekitar kota tersebut.
2. Deposisi Basah adalah turunnya asam-asam yang ada dalam udara melalui tetes air hujan, kabut, embun atau butiran-butiran cairan. Hal ini terjadi bila asam-asam di dalam udara larut kedalam butiran-butiran air di awan. Jika turun hujan dari awan ini, makan air hujannya akan bersefat asam. Peristiwa ini biasa disebut dengan rain-out. Selain itu deposisi basah juga terjadi bila hujan turun melalui udara yang mengandung asam sehingga asam terlarut kedalam air hujan hingga sampai di permukaan bumi. Deposisi semacam ini biasa disebut wash-out. Deposisi basah dapat terjadi di daerah yang sangat jauh dari sumber pencemaran.

Dampak Deposisi Asam

Deposisi asam yang turun akan membasahi tanah dan benda-benda dipermukaan bumi, mengalir melalui sungai hingga ke danau atau rawa-rawa dan selanjutnya akan memberikan dampak yang negatif.

1. Tanah. Pada tanah, deposisi asam akan menghilangkan nutrisi yang dibutuhkan dari tanah. Deposisi asam juga dapat membebaskan senyawa-senyawa beracun ditanah seperti almunium dan mercury, yang secara alamiah berada di tanah. Senyawa beracun tersebut dapat mengkontaminasi aliran air sungai dan ait tanah sehingga meracuni tumbuh-tumbuhan disekitarnya. Akan tetapi sebagian besar tanah termasih jenis alkali dan dapat menetralisir aam secara tidak langsung, tapi jenis tanah yang bukan alkali seperti di pegunungan yang bayak terkandung dari granit, maka tanah hanya dapat bertahan sebentar saja dari asam.
2. Pepohonan. Dengan berkurangnya nutrisi tanah, deposisi asam dapat memperlambat pertumbuan pohon. Deposisi asam juga dapat langsung menyerang pohon dengan merusak lapisan lilin pada daun sehingga menyebabkan bintik mati berwarna kecoklatan. Akibat dari kerusakan daun tersebut, pepohonan akan kekurangan kemampuannya untuk ber-fotosintesis. Lebih jauh lagi, organisme hidup disekitar tumbuhan juga akan terkena penyakit bila mengkonsumsi dedaunan yang rusak tadi. Pepohonan pada dataran tinggi memiliki resiko yang lebih besar untuk terkena dampak deposisi asam. Pepohonan pada daerah tersebut lebih sering kontak dengan awan yang mengandung asam. Salah satu kejadian terbutuk yang tercatat akibat deposisi asam ini adalah rusaknya setengah populasi tumbuhan di Black Forest bagian baratlaut Jerman.
3. Pertanian. Sebagian besar pertanian tidak terkena dampak yang signifikan dari deposisi asam. Bagian tanah pada lahan pertanian bahkan mampu untuk menyerap dan menetralisir asam. Akan tetapi lahan pertanian pada dataran tinggi dan pegunungan dapat terkena dampak deposisi asam. Lapisan tanah yang tipis kurang mampu menetralisir asam. Petani dapat mencegah kerusakan tanaman dari asam dengan cara menambahkan serpihan batu kapur (limestone) untuk menetralisir asam. Atau bila sejumlah besar nutrisi telah hilang karena deposisi asam, petani dapat menambahkan pupuk yang kaya akan nutisi.
4. Air Permukaan. Deposisi asam yang jatuh ketanah dan mengalir ke sungai, danau dan rawa akan menyebabkan kenaikan pH air permukaan tersebut. Beberapa kota besar seperti NewYork, Kanada bagian tenggara dan di Norwegia, air permukaannya telah menunjukkan pH dibawah 5 sebagai indikasi penceparan asam. Akibatnya, populasi akuatik air permukaan akan berkurang atau bahkan menghilang.
5. Hewan. Deposisi asam dapat mempengaruhi hewan secara tidak langsung. Jika dalam suatu rantai makanan terdapat spesies yang peka terhadap asam, maka seluruh hewan yang memakan spesies tersebut akan terkontaminasi. Deposisi asam juga dapat membahayakan ekosistem air. Hewan-hewan kecil di air biasanya akan mati pada saat pH mendekati 6. Kodok masih dapat bertahan pada pH yang sedikit lebih asam, tetapi bila makanannya punah akibat asam, maka populasi kodok-pun akan berkurang. Telur-telur ikan tidak akan menetas pada pH mendekati 5 dan apabila pH mencapat 4,5, maka air akan steril dan tidak bisa mendukung kehidupan disekitarnya.
6. Manusia. Keasaman pada air permukaan hanya berdampak kecil pada manusia secara langsung. Bahkan masih dikatakan aman untuk berenang di danau yang paling asam sekalipun. Akan tetapi, secara tidak langsung deposisi asam akan menghanyutkan polutan mercury dari tanah dan akan meracuni ikan yang dikonsumsi manusia. Diudara, asam yang bereaksi dengan senyawa lain akan menyebabkan kabut polusi (urban smog) yang mengakibatkan iritasi pada paru-paru, asthma, bronchitis dan penyakit pernapasan lainnya. Partikel solid dari sulfat akan sangat merusak paru-paru bila terhirup.
7. Bangunan. Deposisi asam baik basah maupun kering dapat merusak bangunan, patung, kendaraan bermotor dan benda yang terbuat dari batu, logam atau material lain bila diletekkan diarea terbuka untuk waktu yang lama. Kerusakan akibat korosi ini terbilang mahal apalagi bila terjadi pada kota-kota bersejarah. Kuil-kuil di Athena, Yunani dan Taj Majal di India kini mulai rusak akibat polusi asam.

Upaya Mengendalian Deposisi Asam

Cara terbaik untuk mengurangi deposisi asam adalah dengan mengurangi jumlah SO2 dan NOx yang dikeluarkan oleh pabrik, kendaraan bermotor dan pembangkit listrik. Jalan lan untuk mengurangi deposisi asam adalah dengan mengganti bahan bakar yang lebih bersih dari SO2 dan NOx. Pengurangan kandungan sulfur dari minyak bumi dan batubarajuga dapat dilakukan sebelum diolah menjadi bahan bakar. Penggunaan Air Scrubber dan catalytic converter juga bermanfaat untuk mencegah polutan terbebas ke udara. Bila deposisi asam telah terjadi, bubuk batu kapur dapat digunakan untuk menetralisir asam. Di Norwegia dan Swedia, danau-danau diberi perawatan khusus untuk menetralkan asam. Diperkotaan, permukaan benda dapat dilapisi oleh cat anti asam untuk mengantisipasi kerusakan.

Perjanjian Internasional juga dijadikan acuan agar berbagai negara lebih disiplin terhadap pengeluaran polusinya. Kanada tercatat menerima sekitar 50 persen polusi asam dari US. Norwegia dan Swedia juga menerima polusi asamnya dari Inggris, Jerman, Polandia dan Rusia. Sebagian besar polusi asam i Jepang juga datang dari Cina. Pada tahun 1988, disponsori oleh PBB, 24 negara menandatangani perjanjian untuk mengurangi emisi NOx. Tahun 1991, US dan Kanada menandatangani perjanjian batasan polusi SO2 dari industri negaranya. Tahun 1994 di Oslo, Norwegia, 12 negara Eropa menyetujui untuk mengurangi emisi SO2 hingga 87 persen ditahun 2010.

Langkah legislatif tersebut membawa hasil yang cukup baik untuk mengurangi deposisi asam. Dilaporkan bahwa Emisi sulfur di Eropa berkurang mencapai 40 persen dari tahun 1980 hingga 1994. Pada tahun yang sama, polusi SO2 di Norwegia juga turun 75 persen. Emisi SO2 tahunan US turun dari 26 juta ton menjadi 18,3 ton pertahunnya sejak tahun 1980. Kanada juga melaporkan emisi SO2 nya berkurang menjadi 2,6 juta ton.

Sumber:
Acid rain. Hart, John. Microsoft® Student 2009. Redmond, WA: Microsoft Corporation, 2008.
Isu Lingkungan Global. Musfil A.S. Diktat PLI. Surabaya: Teknik Kimia ITS, 2008

Rapeseed oil is a primary source of raw oil feedstock in Europe for biodiesel production

Biodiesel is biodegradable, non-toxic, renewable, and has reduced emissions of CO, SO2, particulates, and hydrocarbons as compared to conventional diesel. Furthermore its properties are very close to petroleum-based diesel making it a possible substitute of conventional diesel in diesel engines. The most common method for producing biodiesel is transesterification of triglycerides or fatty acids with an alcohol in the presence of a strong catalyst (acid, base, or enzymatic), producing a mixture of fatty acid alkyl esters and glycerol (=glycerine). Glycerine (the heavier phase) will sink to the bottom, while biodiesel (the lighter phase) floats on top and can be separated.

At present, biodiesel is primarily produced in batch reactors in which the required energy is provided by heating accompanied by mechanical mixing. Since fats and alcohols are not totally miscible, the conventional transesterification reaction in batch processing is relatively slow, and phase separation of the glycerin is time-consuming. Whereas, ultrasonic processing used in biodiesel production delivers a biodiesel yield in excess of 99% in five minutes or less, compared to one hour or more using conventional batch reactor systems. This is what the Hielscher Ultrasound Technology offers. Hielscher is a small German company providing ultrasonic processing equipment for a variety of sonochemical applications, biodiesel production being one.

Ultrasonic Processing

Ultrasound is cyclic sound pressure with a frequency greater than the upper limit of human hearing. Ultrasound frequencies range from ~20 kHz to l0 MHz, with associated acoustic wavelengths in liquids of roughly 100-0.15 mm. The application of ultrasound to chemical reactions and processes is called sonochemistry. The chemical effects of ultrasound (sonochemical) in liquids derive from several nonlinear acoustic phenomena, of which cavitation is the most important. Acoustic cavitation is the formation, growth, and implosive collapse of bubbles in a liquid irradiated with sound or ultrasound. Acoustic cavitation can lead to implosive compression if treated under proper conditions which will produce inetense local heating, high pressures, enormous heating and cooling rates, and liquid jet streams. Ultrasonication provides the mechanical energy for mixing and the required activation energy for initiating the transesterification reaction. Ultrasonication can help to reduce the separation time from 5 to 10 hours required with conventional agitation, to less than 15 minutes, according to Hielscher. The ultrasonication also helps to decrease to amount of catalyst required by 50 to 60% due to the increased chemical activity in the presence of cavitation. Another benefit is the increase in purity of the glycerol.

Continuous Processing and Separation

A flow-chart showing a typical setup for the in-line sonication of oil for the conversion into biodiesel

Since ultrasonication could reduce the transesterification retention times to 5 min compared to over 1 hour or more necessary for conventional batch processing, this method could be effectively used for continuous production of biodiesel using plug-flow or continuous stirred tank reactor systems. In a setup for the continuous processing and continuous separation, the oil is circulated through a heater before it is mixed with the catalyst continuously using adjustable pumps.

In a setup for the continuous processing and continuous separation, the heated oil and the catalyst premix are mixed together continuously using adjustable pumps. The oil/catalyst heated mixture passes the flow cell, where it is being sonicated inline for approximately 5 to 30 seconds. The sonicated mix enters the reactor column with specific volume to give approximately 1 hour retention time in the column, just enough for the transesterification reaction to be completed. The reacted biodiesel/glycerin mix is pumped to the centriguge where it is separated into the biodiesel and glycerin fractions. Post-processing can be done continuously, too.

Cost Effective

The overall energy efficiency of the industrial ultrasonic devices is approx. 80-90% from the power plug into the liquid

The installation of Hielscher ultrasonic reactors into your biodiesel process line reduces your operational for the following reasons:

• Less excess methanol
  The reduced methanol levels were able to be achieved due to enhanced reaction kinetics afforded by the Hielscher reactors
• Raw material savings
  It is possible to switch to cheaper raw materials with poorer quality such as animal fats, recycled restaurant oils or waste oils, because the ultrasonic process intensification improves the conversion results for any feedstock.
• Less catalyst
  Ultrasonic mixing improves the methanol-in-oil emulsification and generates more and smaller droplets.
  This leads to a better distribution and increased catalyst efficiency. As a consequence, you can save up to 50% catalyst when compared with shear mixers or stirrers.
• Higher glycerine quality
  A higher conversion rate and lower excess methanol lead to a much faster chemical conversion and to a sharper separation of the glycerin.
• Electric energy and heating
  

  A comparison in energy consumption between ultrasonic cavitation, high-shear mixing and hydrodynamic cavitation.

  Hielscher ultrasonic devices require s about 1.4kWh/m³. To achieve a similar result using hydrodynamic magnetic impulse cavitation, requires about 32.0kWh/m³. High-Shear mixing requires about 4.4kWh/m³. This means, that hydrodynamic impulse cavitation requires approx. 23 times more energy and high shear mixing approx. 3 times more energy than Hielscher ultrasonic devices to provide the same throughput.

Hielscher estimates that costs for ultrasonication in biodiesel processing will vary between €0.002 and €0.015 per liter (€0.008 to €0.06/gallon) when used in commercial scale, depending on the flow rate.

Berbeda dengan GTL yang berbahan baku gas alam, pada BTL memerlukan proses yang lebih kompleks dalam penyiapan bahan baku, karena bahan baku BTL yakni biomassa harus digasifikasi terlebih dahulu kemudian gas tersebut harus dibersihkan dari komponen lain : NOx, SOx, partikel-partikel, dan lain-lain untuk memperoleh synthetis gas dengan kemurnian tinggi.

Bahan baku biomassa dibedakan menjadi dua jenis utama, yaitu pohon berkayu (woody) dan rumput-rumputan (herbaceous). Saat ini material berkayu diperkirakan merupakan 50% dari total potensial bioenergi dunia. 20% yang lain adalah jerami yang diperoleh dari hasil samping pertanian. Spesifikasi utama dari tanaman yang dapat dijadikan bahan baku untuk memproduksi bahan bakar BTL disajikan pada tabel berikut yang dilengkapi dengan karakteristi bahan baku batu bara dan gas alam pada GTL sebagai perbandingan:

Tabel karakteristik batu bara, gas alam, material berkayu dan material rumput-rumputan

Bahan Baku Berkayu

Gambar Bahan yang potensial untuk produksi BTL – dari kiri ke kanan: serpihan kayu, serbuk gergaji, kulit kayu dan pellet kayu.

Batang kayu merupakan contoh aplikasi biomassa untuk energi yang pertama kali dikenal. Pembakaran kayu untuk penerangan dan penghangat telah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu.

Bagaimanapun penggunaan batangan kayu untuk tujuan energi saat ini bersaing dengan penggunaan non-energi yang mempunyai nilai lebih seperti untuk produksi pulp, industri furnitur, dan lain-lain. Sehingga menyebabkan tingginya harga bahan baku BTL serta semakin meningkatkan konsumsi terhadap pohon. Oleh sebab itu, bahan baku berkayu yang dimaksud di sini adalah bahan berkayu hasil sisa pengolahan kertas, furnitur, dan lain lain.

Proses gasifikasi material berkayu biasanya tidak mungkin dilakukan secara langsung, karena berbagai alasan seperti ukuan partikel yang terlalu besar atau terlalu berlainan, kandungan air dan pengotor. Oleh karenanya biomassa berkayu memerlukan perlakuan pendahuluan dan transformasi menjadi bahan baku yang tepat untuk proses gasifikasi dan proses yang lebih lanjut. Bahan baku tersebut bisa berupa serpihan kayu, serbuk kayu atau dalam bentuk pellet.
Ketika mencacah kayu yang masih baru, kandungan air dari serpihan kayu bisa sangat tinggi (45-55% berat). Tingginya kandungan air dapat menghambat proses gasifikasi, sehingga kandungan airnya harus diturunkan menjadi 5-25%. Terdapat tiga cara untuk menurunkan kandungan air dalam biomassa berkayu :

1. Pengeringan secara alami material berkayu : pohon dibiarkan di atas tanah, kandungan air dapat turun secara alami dari 50-55% menjadi 35-45%.
2. Pengeringan alami serpihan kayu : serpihan kayu dapat disimpan di luar ruangan atau di dalam ruangan dekat reaktor gasifikasi untuk pengeringan lebih jauh. Penyimpanan di luar ruangan dapat menurunkan kadar air dari 50% hingga sekitar 30%. Namun penyimpanan di luar dapat menyebabkan berkurangnya berat kayu karena dekomposisi biologi dan atau infeksi serangga (terutama pada spesies kayu lunak) terutama pada keadaan lembab.
3. Pengeringan buatan biomassa berkayu : secara umum pengeringan dengan cara ini harus dihindari, karena memerlukan energi dan biaya tambahan yang tinggi.

Bahan Baku Rumput-rumputan

Penggunaan biomassa rumput-rumputan untuk energi masih dalam tahap pengembangan. Meskipun masih dalam tahap pengembangan, energi potensial biomassa rumput-rumputan sangat menjanjikan, karena sebagian besar biomassa tersebut berasal dari material sisa pertanian seperti jerami. Pengubahan bahan baku rumput-rumputan untuk umpan gasifikasi lebih mudah dari pada menggunakan material berkayu, karena biomassa rumput-rumputan hanya memerlukan pencacahan.

Tanaman Energi

Kiri: Mischantus yang baru di tanam; Kanan : Mischantus saat umur dua tahun.

Penanaman rumput-rumputan untuk tujuan energi merupakan suatu hal yang relatif baru. Spesies utama tanaman untuk energi adalah mischantus (rumput glagah), red canary grass, dan switchgrass. Mischantus merupakan pilihan yang menarik, karena pertumbuhannya memerlukan pupuk dan pestisida yang lebih sedikit daripada tanaman yang lain, dengan perolehannya mencapai 15 ton per hektar pada kondisi yang optimum. Kelemahan utamanya adalah sulitnya rehabilitasi lahan untuk penggunaan yang lain karena struktur akar mischantus yang sangat dalam. Perolehan yang lebih rendah di dapat dari switchgrass ( sampai dengan 10 ton per hektar). Untuk jenis red canary grass perolehannya lebih rendah lagi yaitu 5-7 ton per hektar.

Dibandingkan tanaman jangka pendek yang lain, jenis rumput-rumputan mempunyai kadar air yang lebih rendah. Meskipun demikian, spesies rumput-rumputan menunjukkan beberapa kelemahan dibandingkan dengan biomassa berkayu. Lebih rendahnya densitas, yang dapat menaikkan biaya transportasi dan penanganan. Kandungan komponen yang tidak diinginkan (kalium, klorin, sulfur, abu), yang dapat menurunkan perolehan syngas, korosi pada peralatan, penggumpalan dan fouling. Karena beberapa alasan tersebut, biomassa rumput-rumputan biasanya tidak digasifikasikan secara langsung untuk produksi BTL, tetapi diproses dalam bentuk produk setengah jadi berupa minyak pirolisis.

Sisa Biomassa Tanaman Rumput-rumputan (Jerami)

Jerami (gambar 2.3 ) merupakan bahan rumput-rumputan utama yang dipakai untuk energi akhir-akhir ini. Sama seperti tanaman rumput-rumputan yang lain, jerami biasanya mempunyai kandungan kadar air yang lebih rendah dari pada biomassa berkayu. Sebaliknya jerami mepunyai nilai kalor, densitas dan titik leleh abu yang lebih rendah, dan kandungan abu, klorin, kalium dan sulfur yang lebih tinggi. Kalium dan klorin dapat direduksi dengan mudah dengan membiarkan jerami di ladang, saat turun hujan sejumlah besar kalium dan klorin akan tercuci oleh air hujan. Alternatifr yang lain, jerami yang masih baru dapat langsung dicuci pada temperatur sedang (50-60 C). karena pencucian, kandungan air pada jerami akan menjadi sangat besar sehingga diperlukan pengeringan setelah proses pencucian.

Produksi Syngas dari Biomassa

Produksi syngas berkualitas tinggi dari biomassa, yang akan digunakan sebagai umpan untuk produksi BTL memerlukan perhatian khusus. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa produksi syngas dari biomassa masih merupakan komponen yang baru dari konsep GTL. Syngas yang diperoleh dari gas alam dan batu bara merupakan teknologi yang telah lama dikenal.

Gasifikasi dapat didefinisikan sebagai degradasi termal dengan keberadaan suplai agen pengoksidasi (mengandung oksigen) dari luar seperti udara, steam,oksigen. Berbagai metode gasifikasi telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir, sebagian besar untuk tujuan pembangkit listrik. Akan tetapi, untuk produksi BTL yang efisien diperlukan komposisi gas yang sangat berbeda. Dikarenakan pada pembangkit listrik syngas digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan di proses BTL syngas digunakan sebagai umpan untuk mendapatkan produk yang lain. Perbedaan tersebut mempunyai implikasi berkenaan dengan kemurnian dan komposisi gas.

Untuk produksi BTL, yang terpenting adalah banyaknya CO dan H2 (makin banyak, makin bagus). Keberadaan komponen hidrokarbon dan inert harus dihindari atau setidaknya jumlahnya serendah mungkin. Hal tersebut dapat didapatkan melalui beberapa jalan:

• Banyaknya komponen selain CO dan H2 dapat direduksi melalui transformasi lebih lanjut komponen tersebut menjadi CO dan H2. Bagaimanapun hal tersebut juga memerlukan energi dan biaya yang lebih besar (dua proses – gasifikasi dan transformasi). Hasilnya, efisiensi energi dari keseluruhan proses produksi syngas dan BTL juga berkurang, menyebabkan biaya produksi yang lebih tinggi.
• Banyaknya berbagai macam komponen dapat diperkecil melalui dekomposisi biomassa yang lebih sempurna. Pendekatan ini sepertinya lebih sesuai ditinjau dari efisiensi energi dan biaya. Minimalisasi kandungan berbagai jenis hidrokarbon dapat diperoleh dengan menaikkan temperatur proses gasifikasi, serta mempercepat waktu tinggal umpan di dalam reaktor. Oleh karena pendeknya waktu tinggal, ukuran partikel harus cukup kecil agar proses gasifikasi sempurna dan efisien dapat berlangsung.
• Dalam proses gasifikasi untuk pembangkit listrik biasanya menggunakan udara sebagai pengoksidasi, karena udara merupakan pengoksidasi paling murah. Akan tetapi penggunaan udara menghasilkan nitrogen pada gas produk dalam jumlah besar. Keberadaan nitrogen dalam jumlah besar pada gas produk akan mengganggu untuk produksi BTL. Menghilangkan nitrogen melalui liquifasi di bawah temperature kriogenik memerlukan energi yang sangat besar. Di antara pilihan lain yang potensial (steam, CO2, O2), oksigen merupakan pengoksidasi yang paling sesuai untuk pabrik BTL.

Gasifier untuk BTL

Gas (sebelah kiri) dan char (sebelah kanan) indirect gasifier

Fluidised bed gasifier umumnya tidak menjumpai pembatasan skala dan lebih fleksibel mengenai ukuran partikel umpan. Meskipun demikian, gasifier tersebut masih mempunyai batas spesifikasi umpan, karena resiko adanya slagging dan fouling, aglomerasi dan korosi. Temperature operasi fluidised bed gasifier dengan hembusan udara relative rendah (800-1000 C), yang mengakibatkan dekomposisi umpan kurang sempurna, meskipun waktu tinggalnya lama. Atmospheric atau pressurised circulating fluidised bed gasifier dengan hembusan oksigen dan gas atau char indirect gasifiers (gambar 3.3) dengan hembusan steam merupakan solusi yang lebih baik untuk produksi BTL. Kedua metode gasifikasi tersebut mereduksi jumlah nitrogen dalam gas produser secara signifikan. Pada metode pertama, hal tersebut terjadi karena penggantian udara dengan oksigen. Sedangkan pada metode kedua, nitrogen keluar pada gas cerobong (flue gas) bukan pada gas produsen, karena gasifikasi dan pembakaran dilakukan terpisah – energi untuk gasifikasi didapatkan dari pembakaran char dari gasifier pertama pada reaktor kedua.

Untuk mendapatkan ukuran partikel biomassa yang halus merupakan tantangan utama dari segi efisiensi energi dan biaya. Penggilingan kayu memerlukan lebih banyak energi dari pada penggilingan material lain, misalnya sekitar lima kali lebih besar dari pada penggilingan batu bara. Lebih susah lagi pencacahan biomassa rumput-rumputan menjadi partikel berukuran begitu kecil, meskipun masih mungkin dilakukan. Efisiensi energi gasifikasi lebih lanjut di reduksi dengan penghilangan gas inert (biasanya CO2) dalam jumlah besar dari gas produser. Jumlah gas inert dipengaruhi oleh densitas umpan – makin kecil densitas, makin banyak jumlah gas inert. Dengan begitu, alternative bentuk umpan biomassa (melalui pre-treatment) perlu dipikirkan untuk entrained flow gasifier. Pilihan pre-treatment biomassa yang mungkin adalah torrefaction, pyrolysis dan pra-gasifikasi.

Torrefaction merupakan perlakuan termal biomassa (terutama kayu) tanpa adanya oksigen selama 15-60 menit pada temperature 200-3000C dan tekanan atmosferik. Hasilnya, biomassa akan berubah menjadi produk yang mirip kokas. Tranformasi torrefaction adalah proses dengan efisiensi tinggi (konversi 85-95%). Energi yang dipakai pada torrefaction terbayar sepenuhnya dengan 8-10 kali lebih rendah konsumsi energi penggilingan kayu yang telah di torrefaction dibandingkan penggilingan kayu yang masih baru.

Pada pyrolysis, biomassa padat (terutama rumput-rumputan) diubah menjadi keadaan cairan material setengah jadi (pyrolysis slurry) yang kemudian diumpankan ke gasifier. Tidak seperti gasifikasi, pyrolysis merupakan degradasi termal tanpa adanya suplai pengoksidasi dari luar, Hasilnya, perolehan pyrolysis sebagian besar cairan (sampai 80% basis massa) dan beberapa tar dan char. Pyrolysis sangat cocok untuk biomassa rumput-rumputan karena pre-treatment alternatif (pencacahan) jauh lebih susah dan mahal dibandingkan kayu.

Gambar berikut adalah konfigurasi sistem secara menyeluruh untuk memproduksi syngas dari biomassa dengan persiapan pyrolysis untuk pemrosesan lebih lanjut menjadi bahan bakar BTL.

Gambar Carbo-V® Process of Choren Industries GmbH untuk memproduksi syngas dari biomassa

Setelah dipirolisis (pada low-temperature gasifier/NTV), gas pirolisis biomassa dan char (biocoke) diunpankan ke gasifier dan akan didapatkan gas bebas tar dengan kandungan CO dan H2 tinggi. Gas yang bersih didinginkan hingga 200 C dalam heat exchanger, dengan demikian meningkatkan efisiensi energi keseluruhan proses dengan memproduksi steam kualitas tinggi. Selanjutnya gas dibersihkan dari partikel debu (di deduster) dan dari komponen selain CO dan H2 (di washer). Pada akhirnya akan didapatkan syngas yang bersih, terdiri dari CO dan H2. Pembersihan gas secara cukup menunjukkan poin penting dalam produksi syngas dan BTL. Katalis dalam sintesis BTL dapat dengan mudah teracuni oleh logam alkali, halide, senyawa sulfur, CO2 dan sebagainya, meskipun dengan jumlah yang sangat kecil.

Offshore Wind Turbine Farm

Turbin angin lepas pantai tersebut dapat membangkitkan energi listrik yang cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik seluruh rumah di UK akhir dekade depan, sebagaimana diumumkan oleh pemerintah UK. DECC (Department of Energy and Climate Change) UK memutuskan untuk membangun 5000-7000 lagi turbin angin yang akan dibangun di lepas pantai hingga akhir tahun 2020. Kumpulan turbin angin tersebut dapat membangkitkan energi sebanyak 25GW (GigaWatt), setara dengan 25 pemangkit listrik skala besar berbahan bakar batu bara. Dan pada pengerjaan selanjutnya akan dibangun 8GW lagi hingga total kapasitas menjadi 33GW.

Hasil riset selama bertahun-tahun tesebut jauh diatas perkiraan Carbon Trust (perusahaan yang didirikan pemerintah UK untuk menangani bisnis pengurangan emisi karbon), yang tahun lalu mengungkapkan bahwa UK mampu membangun turbin angin lepas pantai dengan kapasitas total 29GW. Proyek lepas pantai terbesar itu kini ditangani oleh perusahaan multinasional E.ON.

Emily Highmore, pembicara perusahaan tersebut mengatakan bahwa perusahaannya sudah setuju mengenai proyek ini akan tetapi tidak dapat menjamin proyek ini akan berjalan dengan lancar. “Turbin lepas pantai selalu dan akan selalu sangat mahal,” beliau mengatakan. “Kami tidak dapat mengatakan ini akan berjalan dengan lancar, tapi kami percaya proyek ini luar biasa dan sangat penting untuk membantu pemerintah mencapai target energi terbarukannya.”

E.ON menginginkan pemerintah UK menggandakan dukungan finansialnya untuk turbin angin lepas pantai, tambah Highmore. “Kami pikir ini (target 33GW, red) adalah sangat ambisius dan ini yanga dapat terjadi apabila kami mendapat dukungan finansial, akses jaringan dan perencanaan,” beliau kembali menambahkan.

Carbon Trust juga mendorong pemerintah UK untuk memungkinkan lokasi situs lepas pantai tersedia bagi pengembang dengan harga yang rendah, membantu investasi riset dan pengembangan peningkatan efisiensinya.
Tom Jennings, Manager perencanaan Carbon Trust, telah menyampaikan banyak rekomendasi, akan tetapi keterangan detail masih dibutuhkan.

Bila proyek ini berjalan sesuai rencana, turbin angin lepas pantai dan didaratan akan dapat memotong emisi total kerbon dioksida UK mencapai 14 persen dan menciptakan lebih dari 70.000 lowongan kerja di UK, kebutuhan bahan mentah yang tinggi dan pasar internasional, dikatakan oleh pembicara Carbon Trust.

Sumber:
Ecowordly
Carbon Trust

Tempat sampah plastik daur ulang (recycle bin for plastic waste)

Potensi limbah plastik sebagai bahan komoditas mulai disadari para perlaku bisnis di Indonesia. Terbukti dengan munculnya industri-industri daur ulang plastik di Jakarta bahkan di Kalimantan. Tidak hanya membawa dampak positif bagi lingkungan, daur ulang plastik juga dapat membuka lapangan kerja baru, seperti tenaga sortir plastik, tenaga giling, tenaga pengepakan sampai staf administrasi dan keuangan.

Hanya saja industri ini sering terbentur kendala bahan baku akibat belum adanya kebijakan dari pemerintah untuk mengikut sertakan masyarakat sebagai konsumen untuk ikut berperan dalam daur ulang sampah. Pembuangan sampah yang tercampur seperti yang berlaku di Indonesia saat ini dapat merusak dan mengurangi nilai dari material yang mungkin masih bisa dimanfaatkan lagi. Bahan-bahan organik dapat mengkontaminasi bahan-bahan yang mungkin masih bisa didaur ulang.

Sudah saatnya kita mulai mengikuti jejak negara-negara maju dalam hal pengelolaan sampah. Sebut saja Jepang. Daur ulang di Jepang dilakukan secara besar-besaran, dengan melibatkan seluruh masyarakat, lengkap dengan undang-undang. Para konsumen bertanggung jawab untuk memilah-milah sampah masing-masing (sampah basah, sampah kering yang dipilah-pilah lagi menjadi botol gelas dan plastik, kaleng aluminium, dan kertas, sedangkan pemerintah daerah bertanggung jawab mengorganisir sampah-sampah itu untuk diserahkan ke pabrik pendaur ulang.

Perubahan itu memang perlu dan ada baiknya perubahan dimulai dari diri kita masing-masing karena pengelolaan sampah tidak lepas dari ‘pengelolaan’ gaya hidup masyarakat. Apalagi kita sebagai insan akademis sudah seharusnya peduli pada isu lingkungan yang satu ini. Tips-tips berikut ini dapat diterapkan untuk meningkatkan jumlah sampah plastik yang di daur ulang dan juga mengurangi jumlah sampah plastik perumahan.

1. Cari tahu jenis-jenis plastik yang dapat didaur ulang. Sebagian besar industri daur ulang plastik hanya menerima botol plastik yang terbuat dari PET (#1) dan HDPE (#2) dan memang sebagian besar kemasan plastik (terutama botol plastik) termasuk dalam golongan-golongan tersebut. Pengelompokan kemasan plastik berdasarkan komponen penyusunnya dapat dilihat disini.
2. Kosongkan dan bilas botol plastik. Lepas tutup dan label botol karena keduanya bersifat kontaminan. Remuk botol agar lebih menghemat tempat.
3. Gunakan tas plastik lebih dari sekali sebelum membuangnya. Masing-masing jenis tas plastik dapat digunakan kembali untuk hal yang berbeda-beda. Contohnya adalah sebagai pelapis tempat sampah yang sering dipraktekkan oleh ibu rumah tangga.
4. Pastikan tas plastik kosong dan bersih. Hal ini penting karena struk belanja dan bahan lain dapat mengkontaminasi plastik saat di daur ulang. Semua tas plastik bersih berlabel #2 (HDPE) atau #4 (LLDPE) dapat didaur ulang. Tas plastik yang terkena kontak langsung dengan makanan sebaiknya dipisahkan dari plastik yang akan di daur ulang.
5. Kembalikan kemasan plastik untuk di daur ulang. Beberapa toko dan retailer mengadakan program yang menyarankan customer-nya untuk mengembalikan kemasan plastiknya untuk didaur ulang dengan imbalan tertentu.
6. Biasakan hanya membeli hal-hal yang dibutuhkan dan pastikan kemasannya dapat didaur ulang. Apabila membeli keperluan sehari-hari dan rumah tangga, belilah dalam kemasan yang lebih besar untuk meminimalisir jumlah kemasan.
7. Bawalah tas belanja sendiri saat berbelanja ke supermarket. Gunakan saja tas-tas plastik yang didapat dari belanja sebelumnya.
8. Belilah produk-produk yang lebih tahan lama untuk mengurangi frekuensi membuang kemasan. Misalnya membeli shampo atau deterjen dengan konsentrasi yang lebih tinggi.

Memang hal-hal diatas tampak remeh dan merepotkan. Tetapi bayangkan jika kita semua melakukannya pasti akan menimbulkan dampak yang besar. Karena itu ajaklah kerabat dan teman-teman dekat Anda untuk ikut berperan aktif dalam melindungi lingkungan hidup kita.

Gambar: www.uppergwynedd.org/images/RecyclePlastic.jpg

Pada proses pembuatan semen secara tradisional, semen menghasilkan gas rumah kaca dari proses pemanasannya dan proses memasak bahan baku seperti limestone (batu kapur). Pembakaran dan kebutuhan energi tersebut menghasilkan CO2. Dan sampai sekarang, belum ada orang yang mampu merubah fundamental pembuatan semen tersebut, hingga Nikolaos Vlasopoulos mengungkapkan hasil penelitiannya.

“Formula baru yang ramah lingkungan ini dapat merubah industri semen menjadi penyerap karbon yang baik,” kata kepala peneliti Novacem yang berbasis di London. Penelitian yang mendapat dukungan dari para pecinta lingkungan ini, menggunakan material berbeda untuk bahan dasar pembuatan semen. Novacem yang didirikan oleh Vlasopoulos dan rekan-rekannya di Imperial College London telah menarik perhatian perusahaan konstruksi besar seperti Rio Tinto Minerals, WSP Group dan Laing O’Rourke, dan banyak investor termasuk Carbon Trust.

Semen Novacem tersebut berbasis magnesium silikat dan tidak membutuhkan energi yang besar pada pemanasannya. Semen tersebut juga akan menyerap CO2 pada saat ia mengeras. Perusahaan ini pemulai Pilot Plant senilai £1.5m didanai oleh Technology Strategy Board, sebuah badan milik pemerintah UK. Bila sema berjalan lancar, Vlasopoulos memperkirakan produk Novacem akan ada di pasaran dalam lima tahun lagi. “Di UK perubahan iklim ini memaksa kita untuk mengurangi emisi CO2 dan seluruh sektor harus berperan didalamnya. Industri konstruksi harus bertanggung jawat penuh atas pengaruh lingkungan yang disebabkan oleh industri itu sendiri.” dikatakan oleh Jonathan Essex, seorang civil engineer konsultan Bioregional yang juga duduk dalam panel kepedulian lingkungan untuk Institusi Civil Engineers. Bila Novacem dapat membuat semen mereka dengan harga yang kompetitif,m langkah selanjutnya adalah menggunakan energi terbarukan untuk tungku pemanas agar dapat mengurangi lagi emisi CO2-nya.

Menurut Novacem, peroduknya dapat menyerap sekitar 0,6 ton CO2 setiap ton semen. Dapat dibandingkan dengan emisi karbon 0,4 ton setiap pembuatan semen standar. Sebelumnya telah ada beberapa usaha untuk membuat semen yang lebih ramah lingkungan, ada yang menggunakan tambahan aggregate pada campuran konsentratnya sehingga menggunakan semen yang lebih sedikit, akan tetapi belum mampu mengatasi permasalahan utama emisi CO2 proses pembuatan semennya. Usaha lainnya adalah dengan membuat campuran polimer tapi tetap tidak berpengaruh besar pada pasar.

Pembicara dari Asosiasi Semen British mengungkapkan keraguannya pada berbagai penelitian laboratorium untuk semen-semen jenis baru dan permasalahannya. “Realitanya terdapat ketersedian geologis dan distribusi globan dari sumber daya alam yang sesuai, disandingkan dengan besarnya validasi yang dibutuhkan untuk memastikan kesesuaian tujuan, membuat semen-semen tersebut sangat tidak sesuai sebagai alternatif yang realistis bahan bangunan.”

Vlasopoulos merespon bahwa magnesium silikat banyak sekali terdapat di seluruh dunia, sekitar 10.000 milyar ton tersedia menurut beberapa perkiraan. “Sebagai tambahan, proses produksi semen ini adalah alamiah secara kimia, artinya semen ini dapat menggunakan berbagai produk samping industri yang terdapat magnesium didalamnya.” Ia percaya bahwa material ini cukup kuat untuk digunakan sebagai bahan bangunan, tetapi ia mengakui bahwa untuk mendapatkan lisensi kebenarah hal itu membutuhkan waktu beberapa tahun percobaan.

Perbandingan: Semen Ecofriendly dengan Tradisional

Semen standar, biasa diketahui dengan Portland cement, dibuat dengan cara memanaskan batu kapur (limestone) atau tanah liat (clay) pada temperatur sekitar 1.500 C. Dari proses ini, pembakaran bahan baku tersebut melepaskan 0,8 ton CO2 setiap ton semen yang diproduksi. Ketika dicampur dengan air untuk digunakan sebagai bahan bangunan, setiap ton semen dapat menyerap 0,4 ton CO2, tapi tetap saja keseluruhan proses menyisakan emisi karbon 0,4 ton setiap ton semen.

Semen Novacem, yang masih belum dipatenkan, menggunakan magnesium silikat sehingga tidak menghasilkan CO2 dari proses pembuatannya. Proses produksinya juga berjalan pada temperatur yang lebih rendah yakni 650 C. Hasil akhir menunjukkan bahwa semen Novacem menghasilkan emisi CO2 sebesar 0,5 ton setiap ton semen. Akan tetapi, dengan formula Novacem ini, semen mampu menyerap CO2 lebih banyak, sekitar 1,1 ton. Sehingga proses keseluruhannya adalah carbon negative, mampu menyerap 0,6 ton CO2 dari udara setiap ton semen yang digunakan.

Sumber:
Guardian Enviromental Network

Bahan yang Mengandung Lignoselulosa

Indonesia sebagai negara yang memiliki beragam kekayaan alam terbarukan sangat berpotensi menghasilkan bioenergi. Namun, dalam pengembangannya, bahan bakar hayati yang dihasilkan menggunakan banyak biomassa yang dapat digunakan sebagai bahan pangan. Bioetanol, misalnya, masih dibuat dari bahan berpati dan bergula yang merupakan bahan pangan. Hal ini akan berdampak buruk bagi penyediaan pangan. Jika BBN terus menerus dibuat dari bahan pangan, akan terjadi persaingan frontal antara penyediaan pangan dan energi.

Untuk menghindari persaingan tersebut, telah dikembangkan teknologi Bahan Bakar Nabati (BBN) generasi kedua. Teknologi BBN generasi kedua adalah teknologi yang mampu memproduksi BBN, seperti biodiesel atau bioetanol, dari bahan lignoselulosa. Jika kita membudidayakan tanaman apapun, termasuk tanaman pangan (untuk menghasilkan gula, pati, minyak-lemak, dan sebagainya), bahan yang diproduksi terbesar oleh tanaman adalah lignoselulosa. Jika hasil-hasil pertanian dan perkebunan dipanen, bahan lignoselulosa akan tertinggal sebagai limbah pertanian atau sisa penggunaan tanaman dan biasanya kurang termanfaatkan. Hal ini menyebabkan lignoselulosa berpotensi digunakan sebagai bahan mentah produksi BBN.

Lignoselulosa mengandung tiga komponen penyusun utama, yaitu selulosa (30-50%-berat), hemiselulosa (15-35%-berat), dan lignin (13-30%-berat). Salah satu BBN yang dapat dihasilkan dari lignoselulosa adalah bioetanol generasi kedua. Proses konversi lignoselulosa menjadi bioetanol terjadi melalui tiga tahap dasar, yaitu:
1. Pengolahan awal atau delignifikasi, agar selulosa dapat dicapai oleh enzim selulase dan air,
2. Hidrolisis dengan enzim khusus, dan
3. Fermentasi menjadi etanol.

Skema ideal pemanfaatan bahan lignoselulosa untuk memproduksi bioetanol

Selulosa dapat dihidrolisis menjadi glukosa dengan bantuan enzim selulase atau, tetapi umumnya tak dipilih, dengan bantuan asam. Hemiselulosa dapat dihidrolisis menjadi pentosa (terutama xilosa) dan heksosa (minor) dengan bantuan asam encer atau enzim hemiselulase.

Glukosa dan heksosa lain dapat difermentasi menjadi etanol oleh ragi Saccharomyces cerevisiae dengan reaksi :

C6H12O6 –>2 C2H5OH + 2 CO2

Xilosa dan pentosa lain dapat difermentasi menjadi etanol oleh ragi yang sesuai (seperti Pichia stipitis) dengan mekanisme reaksi :

3 C5H10O5 –> 5 C2H5OH + 5 CO2

atau dikonversi menjadi produk lain (xilitol, furfural, dan lain-lain).

Skema lain pemanfaatan bahan lignoselulosa untuk memproduksi bioetanol

Teknologi bioetanol generasi kedua sedang intensif dikembangkan, terutama oleh Amerika Serikat. Pabrik-pabrik demonstrasi juga sudah dan sedang didirikan di berbagai lokasi di Amerika Utara (antara lain oleh Celunol Corp dengan kapasitas 200 ribu m3/tahun di Louisiana).

Pabrik BBN (generasi kedua) ini tak mungkin berskala amat besar (seperti kilang minyak bumi) karena akan terkendala biaya pengumpulan bahan mentah. Namun, kombinasi kedahsyatan biodiversitas, ketersediaan lahan dan juga tenaga kerja membuat Indonesia berpotensi menjadi salah satu sentra produksi BBN dunia.

Referensi:
Slide Kuliah Teknologi Kemurgi oleh Dr. Tatang Hernas Soerawidjaja

PSER dibawah Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) ITS telah memetakan potensi-potensi yang ada di ITS khususnya dalam hal energi tebarukan. “Road map-nya telah ada, semua peneliti yang ada di ITS diundang dan berpartisipasi bersama dalam pengembangan energi terbarukan ini,” ungkap Prof.Dr.Ir. I Gede Wibawa, M.Eng, ketua Pusat Studi Energi dan Rekayasa LPPM-ITS.

Sesuai dengan visinya “Menjadi Pusat Ekselensi dan Konservasi Energi dan Pengembangan Energi Terbarukan”, PSER memfokuskan diri pada penelitian dan pengembangan energi . PSER juga sedang melakukan pengembangan konservasi energi untuk industri dan perusahaan yang meggunakan sumber energi fosil. Selain itu, juga melakukan studi berkaitan dengan energi yang mempunyai dampak positif pada masyarakat secara luas. “Itu semua merupakan misi dari PSER, namun fokus tetap pada energi yang terbarukan,” tambah dosen Teknik Kimia ITS dan guru besar bidang Termodinamika Kimia.Konservasi energi, menurut Gede, dimaksudkan sebagai upaya untuk mengoptimalkan pemenfaatan energi yang bersumber dari fosil.

Atasi Krisi Dengan Teknologi Tahap Hilir

Dalam upaya mengatasi krisis energi, ITS mengambil kebijakan yang lebih menyentuh pada permasalahan nyata dengan memberikan perhatian lebih besar kepada pengembangan teknologi tahap hilir. Tahap hilir tersebut dimaksudkan pada teknologi penggunaan energi yang langsung dirasakan oleh masyarakat. Sedangkan teknologi hulu untuk mengantisipasi permasalahan energi beberapa tahun ke depan difokuskan oleh ITS dikemudian hari.

Teknologi renewable energy yang saat ini menjadi fokus ITS diantaranya adalah Biomass Energy, Geothermal Energy, Wind Energy, Hydro Energy, Solar Energy, dan Ocean Energy. Dijelaskan bahwa terdapat tiga sektor yang menjadi sumber Biomass Energy, yaitu forestry, agriculture dan estates. Ketiganya diperhitungkan dapat menghasilkan energi sebesar 50.000 MW. Gerthermal Energy diperkirakan memiliki potensi sebesar 27.000 MW dari 40 persen sumber panas bumi dunia. Hydro Energy diperkirakan mencapai potensi sebesar 75.000 MW. Untuk Solar Energy, terdapat dua teknologi yang telah diaplikasikan, yaitu solar thermal energy dan photovoltaics.

Menurut Gede, ITS juga berencana mencanangkan semacam DME (Desa Mandiri Energi), “Jadi ketergantungan terhadap sumber energi yang biasanya dan yang semakin menipis (minyak dan gas, red) akan berkurang, selain itu juga untuk membuktikan bahwa kita bisa mandiri energi, ” tutur pria kelahiran Buleleng, 22 Januari 1963 ini. Dengan program-program penelitian tersebut, ITS berharap mampu membantu pemerintah dalam mencapai sasaran kebjakan energi pada tahun 2010.

Solusi Teknologi yang Telah Diimplementasikan ITS

• Energi Terbarukan dari Bahan Buangan Industri

  Program ini dilaksanakan oleh Prof.Nonot Soewarno dan Elly Agustiani, M.Eng. Dari program ini didapatkan hasil bawah kolom distilasi untuk duatu industri ethanol 100 kiloliter per hari, sehingga dapat menghemat energi sekitar Rp.125 juta per hari. Selain itu, juga sedang diadakan penelitian untuk pemanfaatan fly dan bottom ash batubara.

• Implementasi Biogas dari Sapi Perah dengan Pemberdayaan Masyarakat

  Penanggungjawab pelaksananya adalah Dr.Eddy Setyadi S. Telah dibangun biodigester dengan volume 60 meter kubik. Biogas tersebut berbahan baku setidaknya dari kotoran 20 ekor sapi. Biogas tersebut mampu menghidupi kompor gas rumah rumah yang terdapat disekitar biodigester.

• Pembuatan Bio-Diesel dan Pemanfaatan Produk Sampingnya

  Penanggungjawab pelaksananya adalah Dr.Bambang Sudarmanto, Prof.Djoko Sungkono dan Prof.Rachimoellah. Dalam hal ini, LPPM ITS bekerja sama dengan Pemkab Madiun dan telah membuat mini plant pabrik biodiesel berkapasitas 100 lt per batch. Hasil akhir mini plant tersebut berupa minyak jarak murni (biokerosin) atau dapat diolah lebih lanjut menjadi biodiesel. Spesifikasi biokerosin: FFA < 5 persen, kadar air < 2 persen, dan kadar fosfor < 40 ppm, sedangkan spesifikasi biodiesel telah sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI)

• Picohydro dan Microhydro Untuk Daerah Terpencil

  Pelaksana program ini adalah Dr.Prabowo. Program ini berupa pemasangan microhydro dengan kapasitas 10-50 kW.

• Pengembangan Sel Surya

  Pelaksana program ini adalah Prof.Eddy Yahya. Diperlukan setidaknya 5M untuk membuat pabrik sel surya, yakni Market, Material, Machinery Technology, Man, and Money. Untuk Machinery, Man, and Money telah tersedia di Indonesia. Dalam hal Material, Indonesia adalah negara kedua yang memiliki material terbanyak.

• Audit Energy Untuk Mencapai Konservasi Energi.

  Penanggung jawab pelaksananya adalah Ali Musyafa, M.Sc . Melalui sebuah audit energi, dapat dicapai penghematan konsumsi energi di berbagai gedung dan industri. Beberapa audit yang telah dilakukan di antaranya adalah di Graha Pangera, RS Mata dan berbagai jenis industri lainnya. Audit energi ini dapat menghemat konsumsi energi (dalam KWH/m2 per tahun) hingga 50% dari standar SNI yang diterapkan di industri atau lokasi tersebut.

(Inra/ITS Point)

Eco-Laptop

Isu global warming kian merebak beberapa tahun terakhir. Namun, isu itu tak melulu direspon negatif. Para penemu justru termotivasi untuk membuat berbagai penemuan baru yang ramah lingkungan ataupun dapat menghadapi efek global warming. Sebut saja beberapa teknologi ramah lingkungan terbaru seperti mobil bertenaga udara tanpa polusi, mesin pencuci pakaian yang menggunakan kurang dari 2 persen air dan energi (Xeros), serta eco-laptop, notebook dengan bambu sebagai cover-nya, plastik yang dapat didaur ulang sebagai elemennya, tanpa cat dan elektroplating.

Arsitek dari Belgia, Vincent Callebaut, juga tak mau ketinggalan. Ia mengajukan terobosan baru untuk menghadapi masalah kenaikan permukaan air laut. Kenaikan tersebut disebabkan oleh mencairnya sumber es raksasa di Benua Antartika dan Greenland serta kumpulan gletser yang ada di berbagai daerah. Menurut ramalan GIEC (Intergovernmental Group on the Evolution of the Climate), permukaan air laut sudah naik 20 – 90 cm pada abad 21 dengan nilai rata-rata 50 cm (pada abad 20, nilai rata-rata sebesar 10 cm). Para ilmuwan dunia memperkirakan bahwa kenaikan temperatur sebesar 1°C akan menyebabkan peningkatan ketinggian permukan air laut sebesar 1 meter. Peningkatan tersebut akan menenggelamkan daratan sekitar 0.05% di Uruguay, 1% di Mesir, 6% di Belanda, 17.5% di Bangladesh dan 80% di Kepulauan Marshall dan Kiribati hingga Kepulauan Maladewa. Hal ini akan mempengaruhi lebih dari 50 juta orang yang ada di negara berkembang. Daratan yang tidak tenggelam akan memiliki tingkat pencemaran keasinan air laut yang tinggi sehingga akan merusak ekosistem lokal. Akibatnya, kota-kota seperti New York, Bombay, Calcutta, Hô Chi Minh City, Shanghai, Miami, Lagos, Abidjan, Djakarta, dan Alexandria akan menghasilkan lebih dari 250 juta pengungsi.

Solusi yang ditawarkan oleh Vincent Callebaut adalah Lilypad, kota terapung yang merupakan prototipe kota amfibi dengan sebagian daerah akuatik dan sebagian lagi daerah daratan. Kota ini mampu mengakomodasi 50.000 penduduk dan dapat menghidupi dirinya sendiri. Lilypad dapat mengembangkan flora dan faunanya di sekitar danau yang dapat menampung dan menjernihkan air hujan. Kota ini didesain dengan 3 marina dan 3 gunung yang didedikasikan untuk perkantoran, pertokoan, dan tempat hiburan. Seluruh daerah ditutupi oleh perumahan dan taman serta jalan dan gang dengan outline organik. Dengan adanya kota ini, diharapkan dapat tercipta hubungan yang harmonis antara manusia dan alam serta dapat mendalami mode baru untuk tinggal di laut dengan bangunan yang yang dapat bergerak.

Lilypad

Struktur mengapung Lilypad diinspirasi oleh daun lili yang diperbesar 250 kali. Kulitnya yang tebal terbuat dari serat polyester yang dilapisi dengan titanium oksida seperti anatase sehingga dapat mengabsorbsi polusi atmosfer dengan efek fotokatalitik. Lilypad dapat mengatasi 4 masalah utama manusia menurut OECD pada Maret 2008, yaitu iklim, biodiversitas, air, dan kesehatan. Kota ini mencapai neraca energi yang positif tanpa emisi karbon dengan integrasi energi terbarukan (solar, energi panas dan fotovoltaik, energi angin, hidraulik, energi osmotic dan biomassa) sehingga menghasilkan energi lebih banyak dari yang terkonsumsi. Ecopolis terapung ini juga dapat menghasilkan dan melunakkan oksigen dan listrik sendiri dengan mendaur ulang karbon dioksida dan limbahnya, dan menjernihkan serta melunakkan air yang sudah terpakai.

Referensi:
http://vincent.callebaut.org

Komite investasi GEEREF telah memberikan tahap awal investasi pada dua badan investasi energi terbarukan. Investasi tersebut akn difokuskan pada proyek di gurun sahara wilayah Afrika utara dan di India untuk bagian Asia.

Kedua dana tersebut akan diinvestasikan sesuai dengan kebutuhannya dan akan dipergunakan untuk pembangunan berbagai proyek energi terbarukan seperti pembangkit listrik tenaga angin, mikro hydropower, reaktor methane dan biomass. “1,6 milyar penduduk bumi masih belum memiliki akses yang mencukupi pada pembangkit energi. Investasi GEEREF akan mempercepat penyampaian, pengembangan dan penyebaran teknologi ramah lingkugan sehingga dapat membantu memasok energi yang bersih dan aman pada negara-negara miskin di dunia.” kata Louis Michel, komisioner UniEropa untuk Pengembangan dan Kesejahteraan Manusia.

Pada tahun 2006, GEEREF telah melakukan hal yang sama untuk investasi dibidang energi terbarukan yang diikuti dengan pengembangan infrastruktur sesuai dengan kebutuhan regionalnya. Dengan kerjasama berbagai pihak, GEEREF juga melakukan investasi lain pada proyek-proyek spesifik. Fokusnya akan tetap pada investasi dengan dana dibawah €10m. Akan tetapi kebijakan yang dilakukan GEEREF ini banyak dihiraukan oleh investor-investor pribadi dan institusi keuangan internasional.

Setelah mempertimbangkan hal tersebut, GEEREF akhirnya menginvestasikan dananya pada badan-badan keuangan seperti African Caribbean and Pasific (ACP) dan negara-negara Afrika utara, negara bukan UniEropa di kawasan Eropa, Amerika latin dan Asia. Bersama dengan UniEropa, Jerman dan Norwegia telah menyediakan dana sebesar €110m untuk GEEREF hingga akhir periode tahun 2011. Dengan pertimbangan ini, diharapkan investor-investor pribadi maupun publik dapat berdatangan.