Biochar dan Biographite untuk Dekarbonisasi di Industri Besi dan Baja

Trend dekarbonisasi terus berjalan pada semua sektor khususnya pada industri-industri strategis seperti industri energi, industri besi dan baja serta industri alat-alat transportasi. Kontribusi sejumlah industri tersebut dalam menghasilkan emisi CO2 yang menambah konsentrasi di atmosfer (carbon positive) sangat signifikan yakni industri energi khususnya pembangkit listrik menyumbang 27,45%, industri baja menyumbang 8%, dan dari industri sektor transportasi 24%.  Dengan estimasi total emisi CO2 dari bahan bakar fossil pada tahun 2024 sebesar 36,3 giga ton (36,3 milyar metrik ton), maka kontribusi industri besi dan baja sekitar 2,9 giga ton (2,9 milyar metrik ton). 

Pada industri baja kondisi carbon neutral production akan dicapai ketika produksi besi dan baja pada industri tersebut 100% menggunakan energi terbarukan. Penggunaan tungku listrik (EAF/Electric Arc Furnace) bisa dilakukan sepanjang listrik yang dihasilkan dari sumber energi terbarukan. Tetapi penggunaan EAF yang masih menggunakan listrik dari bahan bakar fosil bisa sebagai media transisi sebelum 100% carbon neutral production karena emisi CO2 yang lebih kecil dibanding blast furnace dari kokas yang berasal dari batubara. Emisi CO2 dari blast furnace tersebut sekitar 2,33 ton untuk setiap crude iron / pig iron sedangkan dengan EAF tersebut hanya sekitar 0,66 ton untuk setiap ton crude steel. Bahan baku yang diolah dengan EAF adalah steel scrap dan sekitar 80% steel scrap saat ini didaur ulang dengan EAF. Secara global produksi baja dengan EAF mencapai sekitar 22%. 

Dan faktanya memang saat ini untuk mencapai tujuan tersebut masih jauh karena pembangunan blast furnace – basic oxygen furnace (BF -BOF) masih banyak dilakukan, yang seharusnya adalah EAF (Electric Arc Furnace) atau saat ini hanya sekitar 30% secara global industri besi dan baja menggunakan EAF ini. Pembangunan blast furnace-blast furnace baru tersebut memang cenderung meningkat yang faktanya yakni pada pertengahan 2024 sekitar 207 juta ton per tahun produksi baru telah diumumkan dan sekitar 100 juta ton per tahun dalam tahap pembangunan.   

Hampir semua emisi CO2 pada sektor produksi baja berasal dari blast furnace (BF) untuk pemunrnian bijih besi (iron ore) menjadi crude iron atau pig iron. Tantangannya sangat besar yakni ada sekitar 1.850 pabrik baja di dunia dengan sekitar 1.000 pabrik tersebut menggunakan blast furnace, dengan produksi pig iron mencapai sekitar 1,5 milyar ton per tahun. Bahkan organisasi Asosiasi Energi Internasional (IEA / International Energy Association) menyoroti tentang masalah kritis ini untuk mencapai target Paris Agreement’s net-zero pada tahun 2050. Dengan rata-rata umur pakai blast furnace 20 tahun maka upaya industri besi dan baja untuk mencapai target harus dirumuskan dan diprogramkan dengan baik. Bahkan apabila upaya penggantian blast furnace tidak mengikuti target waktu tersebut maka akan menjadikan pencapaian net zero emission 2050 dalam bahaya.  

Hal ini sehingga penggunaan arang atau charcoal untuk menggantikan kokas dari batubara di blast furnace menjadi penting. Arang yang berasal dari biomasa adalah material terbarukan yang berkelanjutan sebagai reduktor atau bahan bakar di blast furnace sehingga dari reaksi kimia akan memisahkan atom oksigen dari atom besi dan ini akan mengemisikan CO2. Hal ini akan mengubah bijih besi (iron ore) (Fe2O3) menjadi crude (pig) iron. Tetapi bedanya karena sumber karbon sebagai reduktor atau bahan bakar blast furnace berasal dari sumber terbarukan dan berkelanjutan maka hal tersebut menjadi proses yang carbon neutral. Sedangkan apabila menggunakan kokas dari batubara karena berasal dari sumber fossil maka hal tersebut menjadi proses carbon positive. Demikian juga apabila menggunakan gas alam sebagai sumber karbon untuk reduktor atau bahan bakar di blast furnace tersebut, walaupun dikatakan less carbon intensity. 

Tetapi jika menggunakan hidrogen dari sumber energi terbarukan (green hydrogen) sebagai reductor di blast furnace maka tidak dihasilkan emisi karbon tetapi berupa uap air (H2O), sehingga juga merupakan proses carbon neutral, tetapi hal ini masih butuh lama, diprediksi hingga beberapa puluh tahun ke depan untuk implementasinya. Dan untuk menghasilkan proses yang carbon negative maka pabrik besi dan baja yang sudah beroperasi secara carbon neutral tersebut harus dipasang perangkan CCS (Carbon Capture and Storage), tentu akan menjadi tahap lanjutan selanjutnya. Selain itu penggunaan energi terbarukan sebagai sumber energi EAF juga menjadi semakin penting dan harus dipercepat, yang ini seharusnya juga sejalan dengan penggunaan bio-graphite pada EAF tersebut.  

Penggunaan EAF di pabrik besi dan baja diperkirakan mencapai 550 unit di seluruh dunia dengan produksi baja mencapai sekitar 548 juta ton atau sekitar 30% dari produksi baja dunia yang mencapai sekitar 1,8 milyar ton pada tahun 2024. Penggunaan EAF membutuhkan elektrode graphite dan setiap ton baja yang diproduksi membutuhkan rata-rata 3 kg graphite. Sumber graphite saat ini hampir semua berasal dari sumber fossil sehingga menjadi sumber emisi karbon (carbon positive) dan juga saat ini sekitar 80% suplai graphite dunia berasa dari China. Dengan produksi baja dari EAF sebesar 548 juta ton maka kebutuhan graphite per tahun mencapai lebih 1,6 juta ton. Setiap ton produksi graphite dari bahan fossil mengeluarkan emisi CO2 sebesar 17 – 40 ton.  

Hal ini sehingga penggunaan biographite menjadi penting karena emisi CO2 bersifat carbon neutral. Produksi biographite berasal dari biochar atau arang yang melalui proses pemurnian khusus , biochar atau arang tersebut diubah menjadi graphite dengan kemurnian tinggi yang cocok untuk elektroda EAF tersebut. Penggunaan biographite dilakukan karena selain faktor emisi CO2 di atas juga karena faktor teknis berupa kekuatan, kepadatan dan konduktivitas. Graphite yang ditambang secara alami tidak mampu mencapai spesifikasi teknis tersebut, sedangkan graphite sintetik dari bahan fossil tidak ramah lingkungan dan sangat tergantung dari import. Hal inilah daya dorong untuk produksi biographite tersebut.

Kebutuhan akan biochar atau arang untuk reduktor di BF akan sangat besar, sedangkan untuk biographite sebagai elektrode EAF tidak sebesar pada BF. Hal ini sehingga penting untuk mendapatkan sumber bahan baku biomasa sebagai sumber biochar atau arang tersebut dalam volume yang mencukupi, kualitas yang baik dan berkelanjutan. Hal yang sama juga dari sisi produksi biochar atau arang yang terutama menggunakan teknologi pirolisis / karbonisasi, juga harus mampu menghasilkan produk dengan kualitas dan kuantitas yang memadai, berkelanjutan dan proses produksi yang memiliki produktivitas tinggi, efisien dan ramah lingkungan. Biochar  atau arang dengan spesifikasi dengan minimal 85% fixed carbon  dan konversi minimal (gravimetric yield) 30% sebagai acuan untuk memilih teknologi pirolisis tersebut.  

Selain dari kelompok limbah biomasa seperti limbah kehutanan dan limbah perkebunan, kebun - kebun energi secara khusus juga bisa dibuat untuk maksud tersebut, lebih detail baca disini.  Kebun – kebun energi tersebut juga mesti dibuat sesuai peruntukkan lahan dan luasan kebun monokultur kebun energi yang sesuai dengan perencanaan dan prosedur yang benar, dan juga teknologi pirolisis /karbonisasi yang efisien, dan ramah lingkungan. Sumber biomasa sebagai bahan baku arang / biochar juga bisa dikatakan berkelanjutan jika produk yang dipanen lebih sedikit atau sama dengan pertumbuhan kayu kebun tersebut.Hal ini supaya tidak terjadi seperti di Brazil yakni di negara bagian Minas Gerais. Akibat luasnya kebun monokultur eucalyptus yang produk kayunya sebagian besar untuk produksi arang untuk pabrik besi dan baja telah menimbulkan berbagai dampak buruk bagi lingkungan.Brasil adalah produsen arang terbesar di dunia dan menghasilkan 5,2 juta ton pada tahun 2017, 90% di antaranya digunakan oleh industri besi dan baja, dengan 80% arang diproduksi dari kayu perkebunan eucalyptus. 

Sekitar 70% produksi besi dan baja Brasil terjadi di negara bagian Minas Gerais, dan sektor ini unik karena 34% produksi besi menggunakan arang, bukan kokas mineral/batu bara, dan arang juga banyak digunakan dalam produksi baja. Secara historis, hal ini terjadi karena kurangnya kokas mineral di Brasil, tetapi hutan yang melimpah untuk menghasilkan arang. Di Minas Gerais saat ini terdapat sembilan pabrik baja dan 41 pabrik besi yang menghasilkan 3,1 juta ton crude iron pada tahun 2018, yang sekitar 50% di antaranya diekspor. Pada tahun 2018, Brasil memiliki 5,7 juta hektar kebun eucalyptus, dan Minas Gerais terus memiliki area perkebunan terbesar di negara tersebut, mencakup 24% (1,4 juta hektar) dari eucaliptus Brasil. Bahkan perusahaan-perusahaan besi dan baja tersebut juga memiliki perkebunan eucalyptus sebagai upaya untuk mengamankan pasokan arang untuk pabrik besi dan bajanya. Sedangkan di Indonesia juga ada potensi lahan sangat luas bahkan hingga ratusan juta hektar untuk kebun energi tersebut.   

Dekarbonisasi Pada industri Baja

Produksi baja dunia mencapai 1,9 miliar ton pada tahun 2020, dengan komposisi China sekitar setengahnya dan diikuti negara-negara Uni-Eropa. Jerman dengan produksi tahunan dikisaran 42 juta ton adalah sebagai produsen baja terbesar di Eropa atau sekitar seperempat produksi baja Eropa, sedangakn seperempat lainnya adalah Italia dan Perancis, kemudian diikuti Belgia, Polandia, Spanyol. Industri baja ini berkontribusi menyumbang CO2 sebanyak 8% secara global, setiap ton produksi baja menghasilkan emisi CO2 rata-rata sebanyak 1,85 ton dan dibanding pertambangan bijih besinya, produksi besi dan baja berkontribusi jauh lebih besar pada emisi CO2. Upaya dekarbonisasi industri baja dimulai dengan pengunaan energi terbarukan untuk peleburan / smelter-nya. Bahan bakar berbasis biomasa berupa arang yang memiliki nilai karbon tinggi bisa menggantikan penggunaan kokas yang berasal dari batubara. Dan penggunaan hidrogen dari sumber energi terbarukan menjadi target puncak dekarbonisasi pada industri baja tersebut. 

Saat ini industri baja sebagian besar menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya dengan menggunakan blast furnace. Untuk mengurangi intensitas karbon maka digunakan bahan bakar gas atau gas alam sebagai bahan bakarnya. Penggunaan bahan bakar gas (BBG) berupa gas alam tersebut juga sebagai media transisi dan pada dasarnya karena berasal dari bahan bakar fossil maka juga merupakan bahan bakar karbon positif. Selain itu penggunaan BBG berupa gas alam juga sebagai bahan bakar transisi sebelum ke hidrogen dari energi terbarukan. Penggunaan bahan bakar karbon berbasis biomasa berupa arang memiliki efek lebih baik bagi iklim karena merupakan bahan bakar karbon netral. Selain itu secara teknis karena merupakan bahan bakar padat sama seperti batubara maka praktis tidak banyak bahkan tidak perlu perubahan atau modifikasi pada tungku peleburannya. Faktor ketersediaan arang berkualitas tinggi, volume besar dan suplai yang kontinyu masih menjadi kendala utamanya.

Penggunaan arang untuk metalurgi atau pembuatan baja sebenarnya sudah pernah menjadi hal biasa pada beberapa waktu lalu. Pada era awal tahun 1900an produksi arang dunia mengalami masa kejayaannya dengan produksi lebih dari 500 ribu ton. Pada tahun 1940an produksi arang mengalami penurunan menjadi hampir ½ dari era awal 1900an yang diakibatkan material karbon lainnya yakni batubara yang menggantikan arang pada pembuatan logam-logam.  

Dengan kondisi saat ini berupa penggunaan batubara sebagai bahan bakar utama pada tungku peleburan atau di blast furnace, maka akan dihasilkan slag. Slag atau GGBFS (Grounded Granulated Blast Furnace Slag) dari pabrik baja tersebut digunakan untuk pabrik semen sebagai bahan aditif semen atau  SCM (supplementary cementious material) sehingga mengurangi porsi clinker pada produks semen. Pada pabrik semen sendiri semakin banyak penggunaan slag atau SCM maka semakin mengurangi penggunaan clinker sehingga juga mengurangi emisi CO2. Pada produksi semen bagian produksi clinker-nya berkontribusi paling besar pada emisi CO2 yang dihasilkan sehingga penggunaan slag atau SCM tersebut merupakan bagian dekarbonisasi pada pabrik semen. Diperkirakan sekitar 70% produksi baja dunia menggunakan blast furnace atau proses BF-BOF yang menghasilkan jumlah GGBFS cukup banyak, bahkan di China lebih dari 90% produksi baja menggunakan proses BF-BOF tersebut. Perlu dicatat bahwa dekarbonisasi sektor baja mengakibatkan peralihan dari blast furnace, yang akan berdampak pada ketersediaan GGBFS di seluruh dunia pada dekade mendatang. Namun, perubahan ini akan terjadi secara perlahan dan bertahap dan, sementara itu, terdapat sejumlah GGBFS yang akan tersedia untuk digunakan sebagai SCM guna mengurangi jejak karbon pada semen dan beton.

Untuk bisa produksi arang dalam jumlah besar tentu juga dibutuhkan bahan baku dalam jumlah besar. Bahan baku berupa biomasa khususnya kayu bisa diproduksi dari kebun energi. Kebun energi dari tanaman rotasi cepat trubusan akan cocok untuk memenuhi kebutuhan bahan baku tersebut karena selain masa panennya cepat juga memiliki produktivitas yang tinggi. Selain itu juga tidak perlu menanam ulang atau replanting untuk setiap kali panen dan mudah tumbuh serta mudah dalam pemeliharaannya. Untuk produksi baja per ton dibutuhkan energi rata-rata 6.000 MJ (setara 50 kg hidrogen) atau setara 200 kg arang dan memerlukan bahan baku biomasa kayu sekitar 600-800 kg. Selain bahan baku dari kayu kebun energi, bahan baku dari limbah-limbah pertanian maupun perkebunan juga bisa digunakan. 

Industri sawit masa depan bisa saja sebagai penghasil hidrogen dari biogasnya. Setiap ton baja akan membutuhkan 50 kg hidrogen, sedangkan setiap pabrik sawit dengan kapasitas 30 tbs/jam bisa menghasilkan listrik 1 MWh, sedangkan untuk produksi 1 kg hidrogen dibutuhkan 50 KWh, sehingga dengan kapasitas pabrik sawit tersebut bisa menghasilkan 20 kg hidrogen. Daerah dengan konsentrasi pabrik sawit yang tinggi seperti provinsi Riau bisa saja membuat jaringan pipa hidrogen tersebut untuk pabrik baja yang ramah lingkungan. 

Dengan harga lebih mahal untuk baja yang dihasilkan dengan energi terbarukan (green steel), membuat pangsa pasar juga terbatas. Saat ini hanya penggunaan tertentu seperti otomotif yang membeli baja premium atau green steel tersebut. Upaya dekarbonisasi pada pabrik baja juga bisa dilakukan bertahap, seiring perkembangan energi terbarukan. Dengan semakin banyaknya suplai energi terbarukan maka harganya akan semakin turun sehingga baja ramah lingkungan (green steel) juga semakin kompetitif harganya. Pabrik-pabrik baja baru bisa mendekati sumber-sumber energi terbarukan yang murah tersebut sehingga bisa produksi green steel menjadi kompetitif.

Pabrik Sawit Masa Depan : Produsen CPO, Biochar dan Hidrogen Sekaligus

Faktor efisiensi, mengoptimalkan potensi dan perbaikan iklim seharusnya bisa dilakukan sekaligus pada industri kelapa sawit. Hal tersebut bisa dilakukan yakni dengan mengganti tungku pembakaran pada boilernya dengan pirolisis sehingga bahan bakar boiler terutama berupa biooil produk samping pirolisis, dengan produk utama biochar dan membangun unit biogas untuk produksi hidrogen sebagai produk akhir. Biochar akan digunakan sebagai pembenah tanah (soil amendment) bersama dengan pupuk sehingga menjadi pupuk lepas lambat (slow release fertilizer), sehingga efisiensi penggunaan pupuk (NUE : nutrient use efficiency) meningkat. Penggunaan biochar sebagai carbon sequestration yakni dengan penggunaan bersama pupuk tersebut juga akan memberi penghasilan tambahan dari carbon credit. Tanah-tanah masam ataupun tanah-tanah kering akan lebih baik kesuburannya dengan aplikasi biochar tersebut.

Selanjutnya limbah cair atau POME (palm oil mill effluent) digunakan untuk bahan baku biogas. Dengan komponen utama biogas berupa metana (CH4) maka dengan steam reforming metana tersebut akan bereaksi dengan kukus / steam pada suhu 700-1100 C dengan adanya katalis nikel menjadi hidrogen / H2 dan dan karbonmonoksida / CO. Untuk memaksimalkan produksi hidrogen H2 selanjutnya karbonmonoksida / CO yang dihasilkan dikenai shift reaction, maka akan terjadi produk hidrogen / H2 dan karbondioksida / CO2. Reaksi tersebut berjalan pada suhu 400-500 C ataupun pada suhu lebih rendah yakni 200-400 C. Pada suhu lebih tinggi shift reaction biasa menggunakan katalis besi oksida atau kromium, sedangkan pada suhu lebih rendah katalis yang biasa digunakan adalah tembaga, zinc oxide dan alumina, yang membantu mengurangi konsentrasi CO hingga dibawah 1%.

Bioenergi Sumber Energi Terbaik

Sumber energi terbaik adalah sumber energi yang ramah lingkungan, berkelanjutan, tidak intermittent, tersedia di hampir semua lokasi di bumi, mudah penggunaannya, dapat memenuhi kebutuhan energi baik kapasitas kecil hingga besar dan mendukung kebutuhan-kebutuhan esensial kehidupan lainnya. Hal ini hanya bisa dipenuhi oleh bioenergi atau sumber energi yang berasal dari makhluk hidup khususnya tumbuh-tumbuhan. Sebagian besar daratan di bumi yang dihuni manusia ditumbuhi tumbuh-tumbuhan seperti pepohonan sebagai sumber bioenergi tersebut. Hal ini tentu bukan berarti bahwa sumber energi harus berasal dari bioenergi karena jika hanya menggunakan bioenergi besar kemungkinan akan terjadi kekurangan energi, sehingga harus saling melengkapi dengan sumber energi lainnya. Bioenergi sendiri hanya menjadi bahan bakar karbon netral jika dikelola dengan benar yakni jumlah yang digunakan untuk sumber energi minimal sama dengan pertumbuhan tanaman bioenergi tersebut. Dalam rangka menurunkan konsentrasi CO2 atau gas rumah kaca atau dekarbonisasi penggunaan bioenergi khususnya bahan bakar padat seperti wood pellet, wood chip dan PKS sangat penting. 

White pellets or Pellets 1.0

Sejumlah negara telah secara bertahap dan sistematis mengurangi penggunaan batubara sampai tidak sama sekali untuk pembangkit listrik. Negara-negara yang masih memprioritaskan batubara akan terisolir dari percaturan dunia dan bisa menghadapi lebih banyak tekanan untuk menghentikan kegiatan tersebut. Negara-negara yang telah memiliki program pengurangan hingga menggantikan batubara untuk pembangkit listriknya yakni Jerman mengumumkan untuk tidak menggunakan batubara pada 2038, UK bahkan mentargetkan tidak lagi mengunakan batubara untuk produksi listriknya mulai Oktober tahun 2024. Eropa dengan Renewable Energy Directive II (RED II) energi terbarukan ditargetkan mencapai 32% pada tahun 2030, bahan bakar biomasa diprediksikan mencapai sekitar 75% dari porsi energi terbarukan tersebut dan targetnya batubara total tidak digunakan pada 2050. Amerika Utara yakni Amerika Serikat dan Kanada sebagai anggota G7 (Kanada, Prancis, Jerman, Italia, Jepang, Inggris, dan Amerika Serikat)  juga berkomitmen mengurangi konsumsi batubara, bahkan Kanada pada 2018 mengumumkan peraturan untuk tidak lagi menggunakan batubara untuk pembangkit listrik pada 2030. 

Palm Kernel Shell

Karakteristik setiap sumber energi memang berbeda satu dengan lainnya. Ditinjau lebih spesifik yakni sumber energi terbarukan untuk mengurangi konsentrasi CO2 di atmosfer atau program dekarbonisasi dan posisi bioenergi bisa dijelaskan sebagai berikut. Paradigma yang digunakan untuk menganalisis terutama pada dekarbonisasi atau pengurangan emisi CO2 di atmosfer dan produksi listrik sebagai pendukungnya atau prioritas keduanya. Ketika paradigma atau mindset ini yang digunakan maka pada suatu pembangkit listrik hal yang dianalisis adalah pengurangan CO2 yang terjadi dan selanjutnya karakteristik sumber energi tersebut. Untuk melengkapi atau memenuhi sejumlah sumber energi lain seperti angin, matahari, air dan nuklir digunakan. Diantara sumber energi tersebut, nuklir memang bukan energi terbarukan tetapi penggunaanya tidak menghasilkan emisi CO2 atau karbon netral.

Black Pellets or Pellets 2.0

Pembangkit listrik tenaga angin dan matahari bersifat intermittent (kadang angin tidak berhembus ataupun terjadi mendung) sehingga sulit diandalkan untuk suplai listrik yang stabil. Kondisi Indonesia yang berada di daerah tropis membuat matahari bersinar sepanjang tahun, tetapi juga sebagai negara kepulauan membuat banyak terjadi mendung dan curah hujan tinggi sehingga pembangkit listrik tenaga matahari terkendala, untuk lebih detail baca disini. Sedangkan pembangkit listrik tenaga air yang menggunakan bendungan atau aliran sungai juga kondisi debit air tidak stabil, pada musim kemarau akan menurun. Selain itu faktor kerusakan lingkungan seperti penggundulan hutan dan sebagainya akan berpengaruh pada debit air tersebut. Hutan bisa menjadi sumber bioenergi sehingga selain hutan sebagai konservasi juga sebagai hutan produksi yang pengelolaannya seharusnya memperbaiki kondisi lingkungan termasuk resapan airnya. 

Nuklir adalah salah satu sumber energi yang efisien yang dahsyat tetapi memiliki faktor resiko yang tinggi. Emisi CO2 tidak dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir ini karena energi yang dihasilkan berasal dari reaksi fisi dan fusi dalam reaktornya. Indonesia sampai saat ini belum memiliki pembangkit listrik tenaga nuklir walaupun kajian sudah lama dilakukan. Ide tentang pembangkit listrik tenaga nuklir sebenarnya sudah sejak 1956 dalam bentuk pernyataan dalam seminar-seminar yang diselenggarakan di beberapa di Bandung dan Yogyakarta. Penentuan lokasi berikut studi kelayakan dan sejumlah studi pendukung telah dilakukan hingga akhir 1990an  tetapi toh belum terlaksana. Sedangkan di Jepang setelah kecelakaan reaktor Fukushima tahun 2011 membuat pembangkit listrik tenaga nuklir dibatasi. Pembangkit tenaga listrik tenaga nuklir di Jepang saat ini selain kapasitasnya lebih kecil juga kapasitas pembangkit yang dibuat kecil dengan lokasi saling berjauhan untuk mengurangi atau menghidari resiko tersebut. Selain itu konstruksi membuat sebuah pembangkit tenaga nuklir juga membutuhkan waktu lama, yakni sekitar 10 tahun. Dalam aplikasinya nuklir sebagai pembangkit difungsikan untuk menopang beban dasar (baseload), yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan dan tidak bisa untuk beban puncak (peakload). 

Listrik dari panas bumi (geothermal) adalah sumber energi bebas karbon (carbon neutral) seperti halnya pembangkit listrik tenaga angin, nuklir, matahari dan air. Pengembangan listrik dari panas bumi sangat potensial untuk program dekarbonisasi saat ini. Indonesia khususnya bisa sebagai pengguna listrik panas bumi karena memiliki potensi besar bahkan terbesar di dunia. Indonesia memiliki rangkaian gunung api sepanjang 6.000 km yang menjadi sumber energi panas bumi. Data yang dimiliki oleh Badan Geologi, KESDM, potensi sumber daya panas bumi di Indonesia mencapai 28,5 Giga Watt (GW) yang tersebar di 265 lapangan panas bumi dan merupakan yang terbesar di dunia, sedangkan yang sudah dimanfaatkan diperkirakan masih sekitar 5% saja. Tidak seperti pembangkit listrik tenaga air yang terpengaruh iklim tahunan seperti penurunan debit air karena kekeringan, listrik dari geothermal tidak mengalaminya. Tetapi pada lapangan sumur geothermal juga dibutuhkan area resapan air di sekitarnya seperti hutan yang dikelola dengan baik untuk menjaga stabilitas produksi listriknya. Produksi listrik dari geothermal bersifat base-load (beban dasar) yakni menghasilkan pasokan konstan seperti pada nuklir. Saat ini kendala utama pengembangan listrik geothermal di Indonesia adalah kebutuhan investasi yang besar dengan resiko finansial yang tinggi, khususnya di sisi eksplorasi dan pengembangan lapangan panas bumi. Selain harga jual listrik ke PLN (sebagai pembeli tunggal) yang harus kompetitif, carbon credit dari carbon offset dari produksi listrik geothermal seharusnya juga  bisa menjadi daya tarik tersendiri dari pengembangan listrik geothermal ini.

Gas alam (natural gas) walaupun merupakan energi fossil sehingga merupakan karbon positif tetapi sering digunakan karena faktor emisi yang lebih bersih dan emisi CO2 yang lebih rendah daripada batubara.  Secara umum memang pembakaran bahan bakar gas akan jauh lebih efisien dibandingkan bahan bakar padat. Emisi gas alam sekitar 50% emisi batubara. Konstruksi untuk pembangkit listrik berbahan bakar gas alam relatif cepat dan lebih murah dari pembangkit listrik batubara. Pembangkit listrik dengan gas alam ini sering diposisikan sebagai kompromi antara batubara dan energi terbarukan tetapi gas alam tetap saja adalah bahan bakar fossil yakni sebagai bahan bakar karbon positif yang meningkatkan  CO2 di atmosfer sehingga meningkatkan suhu bumi, maka semestinya gas alam tidak digunakan sebagai bahan bakar atau sumber energi sebagai solusi masalah iklim ini. 

Untuk mengatasi intermittent pada pembangkit listrik tenaga angin, dan matahari, maka perlu back up sumber energi yang stabil yang bisa dilakukan oleh bioenergi khususnya dengan bahan bakar padat (wood chip,wood pellet dan cangkang sawit). Masalah lain seperti untuk buffer terhadap ketidakstabilan (variability) serta beban puncak (peakload) adalah hal lain yang mesti diatasi. Selain itu kendala baterai juga menjadi masalah besar bagi pembangkit listrik angin dan matahari, dan untuk menghasilkan daya sebesar pembangkit listrik konversional atau pembangkit listrik batubara maka dibutuhkan baterai raksasa. Kebutuhan baterai raksasa tersebut masih sangat mahal, dan diperkirakan dibutuhkan riset hingga puluhan tahun untuk realisasinya. Selain hutan produksi yang bisa menghasilkan sumber bioenergi dengan memanfaatkan limbah-limbah kayunya, kebun energi secara spesifik akan memproduksi kayu yang tujuan utamanya sebagai sumber bioenergi tersebut. Tanaman untuk kebun energi tersebut adalah tanaman rotasi cepat dan trubusan dari kelompok legum seperti gliricidia dan kaliandra. Selain kayunya untuk produksi bioenergi seperti wood chip dan wood pellet, daun dari pohon tersebut juga sangat bagus untuk pakan ternak, khususnya ruminansia, untuk lebih detail baca disini. Akar yang kuat dan dalam juga membuat resapan air semakin baik dan mencegah erosi. Selain itu bintil akar pada legum karena bersimbiosis dengan azetobacter juga menyuburkan tanah. Jadi selain bidang energi dan bidang pangan juga masalah lingkungan berupa konservasi air dan pencegahan erosi juga bisa dilakukan bersamaan. Dalam Al Qur'an bioenergi disebutkan dalam surat Yaasiin (36) : 80 dan surat Waqi'ah (56) : 71-72 bahwa energi berasal dari pohon hijau. Dari sini memberi arah tentang pengembangan energi tersebut termasuk prioritas yang akan diambil. 

40-megawatt (MW) gas turbine Mitsubishi berbahan bakar 100% ammonia (NH₃)

Sebagai upaya untuk terus mengeliminasi CO2 (dekarbonisasi) dari atmosfer hingga konsentrasinya 350 ppm (saat ini (7/8/2021) 415 ppm atau naik sekitar 2 ppm dari tahun lalu) maka sumber energi yang ramah lingkungan seperti hidrogen (H2) dan ammonia (NH3) (blue atau green ammonia) terus dikembangkan. Kedua sumber energi tersebut selanjutnya bisa ditransport jarak jauh seperti komoditas energi pada umumnya. Tetapi yang tidak kalah pentingnya adalah produksi sumber energi juga harus meminimalkan bahkan mengelimasi (zero carbon) bahan bakar fossil. Produksi hidrogen melalui elektrolisis air, hidrogen yang dihasilkan bisa langsung disimpan ataupun direaksikan dengan nitrogen sehingga menjadi ammonia (NH3) menggunakan katalis logam dibawah temperatur dan tekanan tinggi (proses Haber-Bosch). Proses produksi dengan temperatur dan tekanan tinggi tentu bukan hal mudah dan sederhana, belum lagi menyediakan sumber energi untuk proses produksi tersebut. Bioenergi adalah sumber energi terbaik.