Mikroalga sebagai Penangkap Karbon Dioksida dari Pembangkit Listrik Berbahan Bakar Fosil

Algae as Carbon Capturer of Fossil based Power Plants

Pemanasan global sebagai akibat dari meningkatnya konsentrasi karbon dioksida di atmosfir semakin menjadi perhatian masyarakat dunia.  Penelitian membuktikan bahwa konsentrasi karbon di atmosfir  terutama ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil untuk menghasilkan energi termal.  Dalam upaya untuk menghambat kenaikan konsentrasinya, negara-negara industri telah mengambil inisiatif untuk mengendalikan emisi karbon yang ditimbulkan aktifitas industri mereka.

Meningkatnya kepedulian akan pengendalian polusi telah melahirkan konsep kredit karbon.  Konsep ini merupakan salah satu hasil dari Protokol Kyoto (PK), sebuah perjanjian internasional yang ditandatangani oleh 169 negara. PK secara hukum merangkumkan target-target emisi bagi negara-negara industri.  Untuk memenuhi target tersebut, bangsa-bangsa wajib membatasi emisi CO2.  Kesepakatan tersebut dilakukan sejak bulan Pebruari 2005, dengan menurunkan emisi karbon atau dengan menyerapnya melalui berbagai proses, antara lain melalui penanaman pohon dan menghutankan kembali hutan-hutang tropis yang gundul akibat bisnis perkayuan dan pembukaan perkebunan baru.

Kredit Karbon.

Kredit karbon adalah skema perijinan yang dapat diperdagangkan untuk mengatasi gas-gas rumah kaca yang menyebabkan perubahan iklim dan pemanasan global.  Kredit karbon menciptakan pasar untuk mereduksi emisi gas rumah kaca dengan memberikan nilai moneter terhadap biaya dari pencemaran udara.

Kredit karbon dapat dilakukan dalam banyak cara, tetapi ada dua cara yang berlaku secara meluas:

  • Mengasingkan atau sequestration (menangkap atau mempertahankan konsentrasi karbon dioksida di atmosfir) antara lain lewat kegiatan menghutankan kembali.
  • Projek-proyek rendah karbon, antara lain dengan memanfatkan sumber-sumber energi terbarukan.

Seperti telah kita ketahui, tumbuh-tumbuhan secara alami menangkap dan menggunakan karbon dioksida sebagai bagian dari proses fotosintesa, yaitu suatu proses pengasingan biologis yang merupakan teknologi yang sederhana dan mudah dalam mengasingkan karbon.

Alga sebagai Penangkap Karbon Dioksida.

Penangkap karbon berbasis alga (atau ganggang) adalah salah satu dari metode-metode terbaru dalam pengasingan secara biologis gas CO2 yang diemisikan oleh industri.  Alga,  sebagai bahan baku generasi ketiga dalam produksi energi nabati, adalah media kultur terbaik untuk menangkap karbon dioksida dari penyebab karbon berkapasitas besar, seperti pembangkit-pembangkit listrik dan industri.  Alga adalah juga pilihan yang pantas dalam kaitannya dengan  kecepatan penyebarluasan, toleran terhadap ketidakteraturan, lingkungan yang ekstrim, dan potensinya untuk berkembang biak secara luas.  Kelebihan-kelebihan ini menjanjikan daya guna yang tinggi di dalam menurunkan karbon dioksida.  Setelah panen, alga selanjutnya dapat diproses untuk diambil lemaknya (lipid) dan diolah menjadi bahan bakar nabati.  Hasil penjualannya dapat dipakai untuk menutup biaya yang telah dikeluarkan dalam fungsinya sebagai penangkap  karbon.

Karakteristik Penangkap CO2 berbasis Alga.

• Kemurnian gas CO2 tinggi tidak diperlukan untuk kultur alga. Ada kemungkinan bahwa gas    buang yang mengandung 2 —  5%  CO2  dapat diberikan langsung ke fotobioreaktor tersebut. Hal ini akan mempermudah pemisahan CO2 dari gas buang secara signifikan.

• Produk pembakaran, seperti NOx atau SOx, dapat secara efektif digunakan sebagai nutrisi untuk mikroalga. Hal ini bisa menyederhanakan scrubbing gas buang bagi sistem pembakaran.

• Kultur mikroalga menghasilkan produk bernilai komersial tinggi  yang bisa mengimbangi modal dan biaya operasi proses penyerapan karbon. Produk dari proses yang diusulkan adalah: (a) mineralisasi karbon untuk menstabilkan penyerapan, dan (b) senyawa bernilai komersial tinggi, yaitu dengan memilih spesies alga, baik hanya satu atau kombinasi dari dua kita dapat memproduksinya.

• Proses yang diusulkan adalah siklus terbarukan dengan dampak negatif yang minimal terhadap lingkungan.

(Sumber: NREL, lewat link: http://www.netl.doe.gov/publications/proceddings/01/_seq/5a3.pdf )

Komposisi Gas Buang dari PLTU Batubara.

Gas buang pembangkit listrik berbahan bakar batubara memiliki tingkat karbon dioksida berkisar antara 10% -15% (4% untuk yang berbahan bahan bakar gas alam). Persentase karbon dioksida di atmosfer adalah 0,036%.  Berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa mikroalga merespon lebih baik dengan semakin meningkatnya konsentrasi karbon dioksida.

Berikut ini adalah tipikal komposisi gas cerobong asap dari PLTU Batubara.

 Komponen    N   CO2     O2    SO2    NOx   Abu Jelaga
 Konsentrasi  82%  12%  5,5 %  400 ppm 120 ppm    50 mg/m3

Beberapa data relevan yang terkait dengan ganggang sebagai penangkap CO2 dapat dilihat dalam tabel di bawah ini:

Jumlah CO2 diperlukan budi daya 1 Ton dari alga (dalam Ton)      1,8
Jumlah CO2 yang dihasilkan oleh PLTU Batubara per MWh(dalam  Ton)      0,9
Hasil dari biomassa alga per hektar per hari (1)   (dalam Ton)    0,3 – 1

(1)     Hasil panen bervariasi sesuai dengan kondisi  yang berbeda, seperti di kolam terbuka, kolam tertutup, dan photobioreaktor. Perkiraan di atas adalah berupa harga pendekatan dan dapat bervariasi tergantung pada spesies alga yang digunakan.

Rekomendasi.

Biaya pemeliharaan kolam maupun bioreaktor alga lebih rendah dari pada sistem penangkap karbon berteknologi lanjut, karena proses penangkapan karbon dioksida merupakan sifat alaminya dalam proses fotosintesa.  Satu-satunya hal yang harus diperhatikan adalah bahwa temperatur gas yang lewat cerobong asap masih cukup tinggi, sehingga perlu diturunkan  sebelum dialirkan ke kolam-kolam alga. Jika proses penurunan temperatur gas emisi karbon dilakukan dengan teknologi yang hemat energi dan murah, maka sistem penangkap karbon dengan alga tidak akan tersaingi oleh teknologi lainnya.

Dalam aplikasi komersial, gas buang dari desulfurisasi scrubber akan dikirim ke kolam penyerapan CO2 sebagai makanan alga. Suhu saat keluar dari scrubber di pembangkit listrik batubara biasanya 140 ° F (60 ° C),  bahkan bisa mencapai setinggi 100 o C. Meskipun sebagian besar organisme tidak dapat bertahan hidup pada suhu yang lebih tinggi, beberapa alga spesies cyanophycean telah terbukti mampu tumbuh pada 176 ° F (80 ° C).

Teknologi penangkap karbon dengan menggunakan alga sangat cocok untuk pengembangan sistem pembangkitan listrik di Indonesia, karena di samping lebih murah, juga ramah lingkungan.  Prospek bisnis ini akan menarik bagi para pengusaha tambak dalam melakukan diversifikasi usaha, di samping kerja sama bisnis yang dilandasi  semangat “saling menguntungkan” antara pengusaha tambak dengan pengelola PLTU berbahan bakar fosil.

Idealnya, kolam-kolam alga terletak bersebelahan dengan PLTU.  Namun sekiranya tidak mungkin lagi dilakukan perluasan lahan, maka gas buang dapat disalurkan secara pipanisasi.  Kebanyakan PLTU di Indonesia terletak di tepi pantai. Lokasi ini sangat cocok bagi alga yang sangat bergantung pada sirkulasi air untuk pendistrubusian CO2 dan makanannya. Dan juga  alga dapat tumbuh di air dengan kadar garam yang tinggi.

Dalam aplikasi komersial, gas buang dari desulfurisasi scrubber akan dikirim ke kolam penyerapan CO2 sebagai makanan alga. Suhu saat keluar dari scrubber di pembangkit listrik batubara biasanya 140 ° F (60 ° C),  bahkan bisa mencapai setinggi 100 oC. Meskipun sebagian besar organisme tidak dapat bertahan hidup pada suhu yang lebih tinggi, beberapa alga dari spesies cyanophycean telah terbukti mampu tumbuh pada 176 ° F (80 ° C).

Di samping itu, kandungan lemak dalam alga cukup tinggi ( > 70% berat alga kering) dan dapat diolah menjadi bio-solar bagi mesin diesel, maupun sebagai produk makanan sehat dan kosmetika.

Tinggalkan komentar

Filed under Bio-fuels from Algae, Carbon Mitigation, CCS, Coal Fired Power Plants, Climate Change, Global Warming, Adaptations and Mitigations, Energy Savings, Sustainable Development

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s