Selasa, 18 Desember 2007

TEKNOLOGI BIOGAS SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR

LATAR BELAKANG
Krisis moneter yang membawa bangsa Indonesia menuju pada keterpurukan hidup, baik yang terjadi dalam kehidupan keluarga, bermasyarakat, pemerintahan, pergaulan antar lembaga-lembaga sosial kemasyarakatan hingga pada tataran pergaulan Internasional.
Keadaan ini pulalah yang memaksa semua pihak dengan peran, tugas dan tanggungjawabnya masing-masing mengadakan terobosan-terobosan untuk mengatasinya. Dampak terbesar dalam permasalahan tersebut adalah inflasi yang sangat tinggi, berakibat pada rendahnya daya beli masyarakat, bahkan pada tingkat terburuknya adalah semakin memperbanyak daftar kemiskinan bahkan kelaparan di negeri ini.
Dalam tataran internasional, terjadi lonjakan harga perdagangan minyak mentah, mengakibatkan ketidakmampuan negara (pemerintah) menyediakan kebutuhan minyak dalam negeri yang memadai guna pemenuhan permintaan masyarakat. Padahal sebagaimana kita ketahui bersama bahwa baik industri berskala besar, home industri bahkan industri rumah tanggapun masih menggunakan minyak sebagai bahan bakar utama. Terkadangpun masyarakat dengan ekonomi menengah keataspun masih menggunakan minyak (tanah) sebagai bahan bakar, disamping menggunakan gas sebagai bahan bakar utama.
Guna memperkuat daya beli negara akan kebutuhan minyak mentah maka pemerintah mengambil langkah mengurangi hak masyarakat dengan memangkas subsidi minyak rakyat miskin. Lagi lagi masyarakat miskin yang lebih utama terkena dampak kebijakan tersebut. Bahkan kebijakan ekonomi pemerintah yang dikatakan terbaik, namun kurang populis dikalangan masyarakat miskin adalah adanya konversi bahan bakar minyak ke bahan bakar gas, yang diharapkan pada gilirannya mengurangi bahkan menghilangkan ketergantungan masyarakat akan kebutuhan bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut mungkin menguntungkan bagi sebagian masyarakat. Namun pada sisi lain, berdampak pada ketidakmampuan masyarakat dalam membeli gas.
Sebagai contoh : uang Rp. 20.000,- bagi masyarakat miskin dalam memenuhi kebutuhannya sehari bisa membeli beras, ikan dan seliter minyak tanah. Sekarang pada saat memasak jika tidak ada gas maka dengan uang Rp. 20.000,- dalam sehari tidak bisa membeli beras dll, hanya mampu membeli setabung gas kecil.
Mengatasi hal tersebut maka alternatif bahan bakar sangat dibutuhkan saat ini. Biogas adalah jawaban alternatif tersebut. Hasil penelitian membuktikan bahwa biogas dapat menjawab kebutuhan bahan bakar, khususnya dalam industri rumah tangga, sekaligus menjawab kebutuhan rakyat miskin yang tidak mampu membeli setabung gas. Disamping itu biogas dapat mengurangi pemanasan global.
URAIAN MATERI
2.1. SEJARAH PENGEMBANGAN
Pembuatan biogas bukanlah teknologi yang baru. Berbagai negara telah mengaplikasikan teknologi ini sejak puluhan tahun yang lalu seperti petani di Inggris, Rusia, dan Amerika Serikat. Sementara itu, di Benua Asia, India merupakan negara pelopor dan pengguna energi biogas sejak masih dijajah Inggris. India sudah membuat instalasi biogas sejak tahun 1900.Negara tersebut mempunyai lembaga khusus yang menelitin pemanfaatan limbah kotoran ternak yang disebut Agricultural Research Institute dan Gobar Gas Research Station. Data yang diperoleh menyebutkan bahwa pada tahun 1980 di seluruh india terdapat 36.000 instalasi gas bio yang menggunakan feses sapi sebagai bahan bakar.
Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta (1776), sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.
Indonesia mulai mengadopsi teknologi pembuatan biogas pada awal tahun 1970-an. Tujuannya untuk memanfaatkan buangan atau sisa limbah yang kurang bermanfaat agar mempunyai nilai guna yang lebih tinggi. Tujuan ini adalah mencari sumber energi lain selain minyak tanah dan kayu bakar.
Ketika seseorang berbicara mengenai biogas, biasanya yang dimaksud adalah gas yang dihasilkan oleh proses biologis yang anaerob (tanpa bersentuhan dengan oksigen bebas) yang terdiri dari kombinasi methane (CH4), karbondioksida (CO2), Air dalam bentuk uap (H20), dan beberapa gas lain seperti hidrogen sulfida (H2S), gas nitrogen (N2), gas hidrogen (H2) dan jenis gas lainnya dalam jumlah kecil. Biogas dapat diartikan sebagai gas yang diproduksi oleh mahkluk hidup.
2.2. PENGGUNAAN TEKNOLOGI BIOGAS
Biogas terbentuk dari Gas methan karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat, (Kompas, 17 Maret 2005). Gas methan sama dengan gas elpiji (liquidified petroleum gas/LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C, sedangkan gas elpiji lebih banyak atom C. Biogas sudah mulai dikenal di Indonesia sekitar tahun 1980-an, tetapi pemanfaatannya baru mulai digunakan di awal tahun 1990 dalam skala yang kecil untuk keperluan memasak. Padahal ada manfaat lain yang bisa di dapat seperti lampu penerangan, ataupun menyediakan energi untuk keperluan rumah tangga lainnya.
Pada akhir abad ke-19, ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan yang dilakukan di Jerman dan Perancis pada masa antara Perang Dunia (PD II) dan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian.
Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga Bahan Bakar Mentah (BBM) semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an, pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun di negara-negara berkembang, kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia sangat dibutuhkan.
Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. (FAO, The Development and Use of Biogas Technology in Rural Asia, 1981). Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas : pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku, pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang telah terbentuk.
Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya elpiji. Selain sumber bahan baku biogas yang murah, sederhana sehingga dapat dijangkau oleh masyarakat dengan tingkat perekonomian menengah ke bawah, khususnya di negara berkembang, biogas juga sebagai bahan bakar ramah lingkungan. Penggunaan biogas dapat membantu mengatasi pemanasan global.
2.3. TEKHNIK PEMBUATAN BIOGAS
Pada dasarnya kotoran ternak yang ditumpuk atau dikumpulkan begitu saja dalam beberapa waktu tertentu dengan sendirinya akan membentuk gas metan. Untuk menampung gas dibuat beberapa model konstruksi alat penghasil biogas. Ada dua jenis digester ( pengolah gas ) yaitu batch fedding dan continuous fedding.
Batch Fedding ( bak ) adalah jenis digester yang pengisian organic ( campuran kotoran ternak dan air ) dilakukan sekali sampai penuh, kemudian ditunggu sampai biogas dihasilkan.
Continuous Fedding ( mengalir )adalah jenis digester yang pengisian bahan organiknya dilakukan setiap hari dalam jumlah tertentu, setelah biogas mulai berproduksi. Pada pengisian awal digester diisi penuh, lalu ditunggu sampai biogas berproduksi. Setelah berproduksi, pengisian bahan organik dilakukan secara kontinu dan bahan organik yang baru akan selalu diikuti pengeluaran bahan sisa ( sludge ). Karena itu jenis digester ini akan didesain dengan membuat lubang pemasukan dan lubang pengeluaran. Sludge adalah cairan lumpur yang keluar dari digester yang telah mengalami fermentasi. Digester jenis continuous fedding mempunyai dua type model yaitu Type Terapung ( Floating Type ) dan Type Kubah Tetap ( Fixed Dome Type ).
Fixed dome mewakili konstruksi reaktor yang memiliki volume tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan tekanan di dalam reaktor. Sedangkan floating drum berarti ada bagian pada konstruksi reaktor yang bisa bergerak untuk menyesuaikan dengan kenaikan tekanan reaktor. Pergerakan bagian reaktor tersebut juga menjadi tanda telah dimulainya produksi gas di dalam reaktor biogas.
Pada tipe bak, bahan baku reaktor ditempatkan di dalam wadah (ruang tertentu) dari awal hingga selesainya proses pencernaan. Ini hanya umum digunakan pada tahap eksperimen untuk mengetahui potensi gas dari suatu jenis limbah organik. Sedangkan pada jenis mengalir, ada aliran bahan baku masuk dan residu keluar pada selang waktu tertentu. Lamanya ( waktu ) bahn baku berada di dalam reaktor biogas disebut sebagai waktu retensi hidrolik (HTR). HTR (Hydraulic Retention Time) dan kontak antara bahan baku dengan bakteri asam/methan, merupakan dua faktor penting yang berperan dalam reaktor biogas.
Skema reaktor biogas jenis fixed dome dan floating drum dapat dilihat pada gambar berikut ini:




Gambar 1. Skema reactor biogas untuk kotoran hewan jenis fixed dome ( kiri ) dan floating drum ( kanan )
Dari Gambar 1, dapat dilihat bahwa kedua jenis konstruksi reaktor biogas tersebut tidak jauh berbeda, keduanya memiliki komponen tangki utama, saluran slurry masuk dan residu keluar, separator (optional), dan saluran gas keluar. Perbedaan yang ada antara keduanya adalah pada bagian pengumpul gasnya (gas collector).
Pada konstruksi fixed dome, gas yang terbentuk akan langsung disalurkan ke pengumpul gas di luar reaktor berupa kantung yang berbentuk balon ( akan mengembang bila tekanannya naik ).
Pada reaktor biogas jenis fixed dome, perlu diberikan katup pengaman untuk membatasi tekanan maksimal reaktor sesuai dengan kekuatan konstruksi reaktor dan tekanan hidrostatik slurry di dalam reaktor. Katup pengaman yang sederhana dapat dibuat dengan mencelupkan bagian pipa terbuka ke dalam air pada ketinggian tertentu seperti dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 2. Katup Pengaman Tekanan Sederhana
Pada Gambar 2 ditunjukkan skema katup pengaman tekanan sederhana. Katup pengaman ini terutama penting untuk reaktor biogas jenis fixed dome. Prinsip kerja katup pengaman berikut konsekuensi yang perlu diperhatikan pada reaktor biogas akan dijelaskan pada bagian komponen reaktor. Sedangkan pada jenis floating drum, pengumpul gas berada dalam satu kesatuan dengan reaktor itu sendiri. Produksi gas akan ditandai dengan naiknya floating drum. Katup gas bisa dibuka untuk menyalurkan gas ke kompor bila floating drum sudah terangkat.Di dalam digester, bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain.
Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak. Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran.
Sisa dari limbah yang telah dicerna oleh bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman. Atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.
Untuk permulaan memang diperlukan biaya untuk membangun pembangkit (digester) biogas yang relatif besar bagi penduduk pedesaan. Namun sekali berdiri, alat tersebut dapat dipergunakan dan menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Untuk ukuran 8 meter kubik tipe kubah. Alat ini cocok bagi petani yang memiliki 3 ekor sapi atau 8 ekor kambing atau 100 ekor ayam di samping juga mempunyai sumber air yang cukup dan limbah tanaman sebagai pelengkap biomassa. Setiap unit yang diisi sebanyak 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas yang dapat dipergunakan untuk memasak dan penerangan. Biogas cocok dikembangkan di daerah-daerah yang memiliki biomassa berlimpah, terutama di sentra-sentra produksi padi dan ternak di Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Bali, dan lain-lain.
Pembangkit biogas juga cocok dibangun untuk peternakan sapi perah atau peternakan ayam dengan mendesain pengaliran tinja ternak ke dalam digester. Kompleks perumahan juga dapat dirancang untuk menyalurkan tinja ke tempat pengolahan biogas bersama. Selain itu, peternak dapat memasak dengan murah, bersih Negara-negara maju banyak yang menerapkan sistem ini sebagai bagian usaha untuk daur ulang dan mengurangi polusi dan biaya pengelolaan limbah.
2.4. NILAI EKONOMIS PENGGUNA BIOGAS
Investasi yang besar untuk pembangunan instalasi dengan umur pemakaian 30 – 40 tahun sebenarnya tidak mahal jika diuraikan menjadi biaya bahan bakar per hari.
Nilai manfaat dari kotoran ternak sebagi pupuk kandang tidak berkurang ( bahkan makin meningkat ) karena sisa buangan ( sludge ) dari digester masih bermanfaat sebagai pupuk organik.
Pembuatan biogas mengurangi pencemaran lingkungan akibat bau dari kotoran ternak yang ditumpuk. Dengan proses fermentasi digester, bau tak sedap dapat dihilangkan dan akan terbentuk gas metan yang bermanfaat.
Gas yang dihasilkan dapat mencukupi kebutuhan bahan bakar.
Meringankan beban belanja karena sudah tidak mengeluarkan biaya untuk membeli bahan bakar minyak ( gas ).
Pemanfaatan energi biogas yang terbaru akan mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi fosil.
III. KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa biogas mempunyai berbagai manfaat, yaitu menghasilkan gas, ikut menjaga kelestarian lingkungan, mengurangi polusi dan meningkatkan kebersihan dan kesehatan, serta penghasil pupuk organik yang bermutu. Melalui jalan ini, mungkin imbauan pemerintah mengajak masyarakat untuk bersama-sama memecahkan masalah energi sebagian dapat direalisasikan.
3.1. Saran
Trend kebijakan pemerintah untuk mengurangi ketergantungan masyarakat akan bahan bakar minyak tanah yakni dengan melakukan konversi minyak tanah ke gas elpiji menuai pro kontra dalam masyarakat. Kontra alasan utama adalah fobia tekhnologi, akan tetapi hal ini mungkin dapat diatasi dengan melakukan sosialisasi penggunaan kepada masyarakat sebagai suatu proses pengenalan teknologi dan proses pembelajaran. Permasalahan selanjutnya adalah masyarakat pedesaan dan masyarakat miskin kota dengan penghasilan tidak tetap. Bahkan masyarakat pedesaan yang hidup mengandalkan hasil panen. Pertanyaan adalah bagaimana memenuhi kebutuhan bahan bakar, dilain sisi kayu bakar juga sudah cukup sulit di dapat.
Kebijakan pemerintah tersebut di atas akan mengakibatkan melonjaknya kebutuhan dalam negeri akan bahan bakar gas. Dan tidak menutup kemungkinan, walaupun Indonesia sebagai negara pengekspor bahan bakar gas (terbesar Aceh dan Balikpapan-Kalimantan Timur), tetapi kita harus kembali mengimpor bahan bakar gas ke dalam negeri. Untuk menjawab kesemuanya, sudah saatnya pemerintah memikirkan riset dan tekhnologi biogas untuk membantu mengatasi permasalahan masyarakat, serta mengantisipasi melonjaknya kebutuhan bahan bakar gas yang mungkin suatu saat tidak bisa dipenuhi oleh pemerintah.
Untuk menuai hasil yang signifikan, diperlukan gerakan secara massal, terarah, dan terencana meliputi pengembangan teknologi, penyuluhan, dan pendampingan. Dalam jangka panjang, gerakan pengembangan biogas dapat membantu penghematan sumber daya minyak bumi dan sumber daya kehutanan
3.2. Rekomendasi
Percobaan penggunaan biogas yang telah dimulai di Indonesia (terutama adalah wilayah Jawa) khusunya untuk memasak, agar dapat ditindaklanjuti oleh pemerintah menjadi proyek percontohan dalam pengembangannya.
Mengenai pembiayaannya, secara bertahap dapat sebagian disubsidi, sebagai kompensasi pencabutan subsidi BBM guna dialihkan untuk riset serta pembangunan unit-unit pembangkit biogas. Dan dalam jangka panjangnya adalah dengan tersosialisasi dan merakyatnya penggunaan biogas maka subsidi tersebut dapat dicabut, sehingga mengurangi beban negara.
Agar pemerintahan ke depan, pemerintah mempunyai visi dan misi dalam pola pengembangan teknologi biogas.
Critical Review terhadap Penggunaan Teknologi Biogas:
Dengan adanya teknologi informasi tentang pembuatan biogas, maka masyarakat akan berusaha untuk mencoba
Dengan penerapan teknologi biogas maka akan memberikan dampak terhadap perkembangan peternakan di Indonesia, yaitu dapat meningkatkan jumlah peternak dan akan meningkatkan populasi ternak.
Teknologi biogas sangat ramah lingkungan dan dapat meningkatkan devisa negara dan mendukung perbaikan ekonomi rakyat.
Referensi:
Diambil dari berbagai sumber buku dan diambil dari web site.

Tidak ada komentar: