EFB Pellets dengan Potassium (K) dan Chlorine (Cl) Rendah Untuk Pembangkit Listrik

Pabrik-pabrik sawit yang memiliki excess energy khususnya energi listrik akan lebih leluasa untuk mengembangkan bisnisnya. Kelebihan energi listrik tersebut bisa saja berasal dari produksi listrik yang berasal dari pemanfaatan biogas. Limbah cair (pome) dari pabrik sait adalah bahan baku untuk produksi biogas tersebut. Pabrik sawit dengan kapasitas produksi 30 ton TBS/jam akan mampu menghasilkan listrik 1 MW dan demikian seterusnya. Salah satu produk yang bisa diolah dari pemanfaatan limbah padat sawit sekaligus juga pengembangan usaha tersebut dengan memanfaatkan excess energy tersebut adalah pellet tankos atau EFB Pellet. Dengan tinggi harga cangkang sawit atau PKS dan wood pellet, maka daya dorong atau kebutuhan EFB pellet semakin meningkat. Kesadaran global terkait dekarbonisasi atau CO2 removal (CDR) atau CO2 reduction adalah daya dorong utamanya.

Selain itu produksi EFB pellet juga bisa dilakukan oleh perusahaan tersendiri dengan membeli bahan baku tankos atau EFB dari pabrik-pabrik sawit. Dengan kondisi di Indonesia dimana masih sangat sedikit pabrik-pabrik sawit yang memiliki unit biogas sehingga ada suplai listrik dan bisa mengolah EFB menjadi EFB pellet, maka EFB masih banyak yang belum dimanfaatkan dan menjadi limbah yang mencemari lingkungan. Hal ini membuat perusahaan produsen EFB pellet tidak perlu kuatir terhadap pasokan bahan baku EFB atau tankos tersebut. Bahkan karena jumlah atau volume EFB atau tankos sangat banyak, pabrik EFB pellet akan kewalahan terhadap melimpahnya bahan baku tersebut.  

Tetapi karena kandungan EFB atau tankos (ash chemistry) yang tinggi akan potassium dan chlorine maka penggunaan EFB pellet menjadi terbatas atau hanya bisa digunakan pada tipe pembangkit listrik tertentu khususnya stoker dan fluidized bed. Padahal sebagian besar pembangkit listrik saat ini menggunakan teknologi pulverized combustion. Hal tersebut sehingga kandungan kimia abu pada tankos atau EFB harus dibuat seramah mungkin dengan boiler khususnya yang berteknologi pulverized combustion tersebut. Hal tersebut bisa dilakukan sehingga kandungan kimia abu berupa potassium  (K) dan chlorine (Cl) hanya skurang dari 2000 ppm. Potasium atau kalium (K) dengan titik leleh rendah menyebabkan terjadinya deposit atau kerak pada pipa penukar panas (Heat Exchanger) di boiler sehingga efisiensi pertukaran panas menurun sedangkan chlorine (Cl) bersifat korosif sehingga memperpendek umur pakai peralatan. Treatment yang dilakukan bahkan sukses mengurangi K dan Cl hingga 80% sehingga masalah pengotoran (fouling thickness) dan korosivitas juga berkurang 80%.  Dengan jumlah pabrik sawit di Indonesia yang mencapai sekitar 1000 unit tentu jumlah tankos atau EFB yang bisa diolah menjadi EFB pellet juga sangat besar.  

Kalium dan Klorin, 2 Unsur Perlu Perhatian Lebih Pada Wood Pellet

Sebagian besar pembangkit listrik saat ini menggunakan teknologi pulverized combustion yang beroperasi pada temperatur lebih dari 1400 C. Tingginya suhu operasi tersebut membuat persyaratan untuk bahan bakar yang digunakan cukup ketat, artinya tidak semua bahan bakar langsung bisa diterima. Bahan bakar pembangkit listrik tersebut standarnya dirancang dengan menggunakan batubara, sehingga apabila menggunakan bahan bakar biomasa bisa jadi akan membutuhkan modifikasi. Pada rasio cofiring kecil misalnya 5% pembangkit listrik tersebut besar kemungkinan bisa beroperasi secara standard tanpa modifikasi. Pertanyaan besarnya : mengapa pembangkit listrik teknologi pulverized combustion yang kapasitasnya bisa ratusan bahkan ribuan MW tersebut tidak langsung bisa menggunakan biomasa hingga 100% tanpa kendala? Hal itulah yang akan coba kita ulas pada tulisan dibawah ini. 

Perbedaan utama bahan bakar biomasa dengan batubara ditinjau dari pembangkit listrik tersebut adalah kimia abunya. Kimia abu batubara tersusun bahan anorganik yang memiliki titik leleh sangat tinggi dan cenderung tidak korosif terhadap logam-logam pada suhu tinggi. Hal ini membuat secara teknis bahan bakar batubara lebih friendly terhadap pembangkit listrik berteknologi pulverized combustion. Walaupun ditinjau secara lingkungan bahan bakar batubara kurang bersahabat karena fly ash banyak, limbah abunya tergolong B3 dan emisi SOx menyebabkan terjadinya hujan asam. Sedangkan tinjauan dari perubahan iklim dan pemanasan global, jelas batubara merupakan bahan bakar fossil dan merupakan carbon positive sehingga meningkatkan konsentrasi CO2 yang merupakan gas rumah kaca di atmosfer. Banyak negara saat ini yang dalam kebijakannya mengurangi bahkan menghilangkan penggunaan batubara.

Sedangkan bahan bakar biomasa memiliki kandungan kimia abu yang terdiri bahan anorganik yang memiliki titik leleh rendah dan cenderung korosif sehingga menjadi hambatan bagi teknologi pulverized combustion tersebut. Kalium adalah salah satu unsur kimia abu dalam biomasa yang menjadi sorotan utama, hal ini karena kalium memiliki titik leleh rendah dan dalam sejumlah biomasa jumlahnya cukup banyak. Abu kalium yang meleleh tersebut akan menutupi dan terdeposit pada pipa-pipa penukar panas pada boiler pembangkit tersebut. Deposit tersebut membuat efisiensi transfer panas menurun sehingga konsumsi bahan bakar akan meningkat. Hal tersebut diindikasikan dari temperatur cerobong meningkat yang berarti terjadi kehilangan panas yang besar. 

Mekanisme reaksi kimia korosi klorin

Unsur lain yang menjadi sorotan utama selain kalium yakni klorin. Klorin ini korosif dan ibarat hantu bagi pembangkit listrik pulverized combustion tersebut. Sifat korosif tersebut akan memperpendek umur pakai atau umur operasi pembangkit listrik tersebut, misalnya dengan kandungan klorin tinggi pada bahan bakarnya maka membuat umur operasi pembangkit listrik menjadi setengah atau seperempat dari yang seharusnya. Tentu saja hal tersebut sangat merugikan, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Di samping kedua hal diatas yang dianggap tidak menguntungkan dari penggunaan bahan bakar biomasa, tetapi seiring masalah kerusakan lingkungan berupa perubahan iklim dan pemanasan global, maka bahan bakar biomasa menjadi solusi masalah tersebut. Hal tersebut karena bahan bakar biomasa merupakan energi terbarukan , berkesinambungan (sustainable), carbon neutral dan berbagai manfaat lingkungan lainnya.

Bahan bakar biomasa yang sangat populer hari ini adalah wood pellet. Ketika ternyata wood pellet yang merupakan bahan bakar biomasa mengandung kalium (potassium) dan klorin tinggi maka menjadi kurang diminati bahkan ditolak oleh pembangkit listrik pulverized combustion tersebut. Para produsen wood pellet harus memperhatikan masalah ini jika segmen pasarnya pembangkit listrik. Memastikan produk wood pellet dengan kandungan klorin dan potassium sesuai persyaratan teknisnya menjadi keharusan para produsen tersebut. Ketika wood pellet terlanjur telah diproduksi tetapi spesifikasinya tidak bisa memenuhi persyaratan, maka perlu mengubah pasarnya atau memperbaiki kualitas wood pelletnya.

Pada dasarnya untuk mengatasi kandungan klorin dan potassium (kalium) tersebut bisa dengan dua cara yakni dari sisi produksi wood pelletnya maupun dari sisi penggunanya. Produsen wood pellet bisa memilih bahan baku yang bisa memenuhi spesifikasi yang diminta atau bahkan melakukan sejumlah treatment sehingga spesifikasinya bisa tercapai. Sedangkan dari sisi penggunanya yakni dengan menggunakan teknologi pembangkit listrik dengan suhu operasi lebih rendah sehingga masalah kalium dan klorin bisa direduksi bahkan dieliminasi. Teknologi pembangkit listrik dengan fluidized bed dan gasifikasi bisa sebagai solusi hal tersebut.