Mengapa Produksi Listrik Dari Biogas Menggunakan Gas Engine Generator? Bukan Dengan Gas Turbine Generator Ataupun Steam Turbine Generator

 

Kebutuhan akan jenis pembangkit listrik selalu terkait kapasitas, sejumlah faktor teknis dan biaya investasi yang dibutuhkan. Turbine dengan generator adalah jenis pembangkit yang biasa digunakan di industri khususnya jenis steam turbine dan gas turbine. Pengelompokan jenis turbine di atas berdasarkan pada prinsip operasi dan fluida yang menggerakannya. Pada pabrik kelapa sawit hampir semua listrik dihasilkan dari steam turbine generator. Selain untuk produksi listrik, steam yang dihasilkan dari boiler tersebut juga untuk mengolah tandan buah segar (TBS) untuk menghasilkan minyak sawit atau CPO.

Pengolahan limbah cair pabrik sawit atau pome menjadi biogas dan selanjutnya sebagian besar juga digunakan untuk pembangkit listrik. Listrik dari biogas tersebut hampir semua digunakan memenuhi kebutuhan diluar pabrik sawit dan masyarakat sekitar. Dengan potensi pabrik sawit yang diperkirakan lebih dari 1000 unit dengan didukung 15 juta hektar kebun sawitnya maka potensi listrik yang dihasilkan akan lebih dari 1,5 GW. Sekitar 0,7 m3 limbah cair dihasilkan oleh pabrik sawit dari setiap ton TBS yang diolah. Biogas biasanya terdiri dari 50-75% metana (CH4), 25-45% karbon dioksida (CO2), dan sejumlah gas-gas lainnya. Jika pengelolaan limbah cair tidak terkendali, metana dalam biogas terlepas langsung ke atmosfer. Sebagai gas rumah kaca (GRK) metana mempunyai efek 21 kali lebih besar bahayanya dibandingkan dengan CO2. Produksi listrik dari biogas limbah cair pabrik sawit (pome)  tersebut adalah upaya juga untuk mengurangi bahanya lingkungan tersebut. Produksi listrik dari biogas tersebut semua menggunakan gas engine generator dan tidak satupun menggunakan steam engine generator. Hal tersebut karena produksi listrik dengan steam turbine selain lebih kompleks juga kurang efisien. Gas engine generator adalah pembangkit listrik yangpaling sesuai untuk konversi biogas ke listrik. Gas engine yang mesinnya mirip mesin bensin, dengan hanya perubahan bahan bakarnya menjadi gas (biogas) atau mirip mesin kendaraan seperti bus umum yang berbahan bakar gas (BBG) juga lebih familiar bagi sebagian besar orang. 

Gas turbine generator pada umumnya digunakan untuk pembangkit listrik kapasitas besar. Pembangkit-pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) di Indonesia umumnya menggunakan gas turbine generator. Gas turbine adalah peralatan yang menggunakan gas-gas pembakaran bertekanan tinggi untuk memutar turbine yang bisa dihubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik. Selain pembangkit listrik gas turbine juga digunakan pada kapal, mobil balap dan pesawat jet. Bagian utama dari gas turbine meliputi : kompresor, ruang bakar,  gas turbines dan beban kerja. Setiap bagian atau segmen tersebut memiliki sejumlah komponen kritis yang terhubung dalam dalam satu poros. Selama operasional gas turbine tersebut, sebagian daya yang dihasilkan oleh turbine digunakan untuk menggerakkan kompresor. Kapasitas yang besar dan faktor teknis gas turbine generator membuat unit tersebut mahal dan tidak digunakan pada produksi listrik dari biogas. Kapasitas listrik dari biogas dari pengolahan limbah cair tidak terlalu besar, yakni untuk pabrik sawit dengan kapasitas 30 ton/jam TBS akan menghasilkan sekitar 1 MW listrik dan kelipatannya. Hal tersebut menjadi alasan mengapa gas engine generator digunakan pada pembangkit listrik biogas khususnya pada pada industri sawit.

POME Sludge Pellet, Biomass Pellet Berkalori Tinggi

Pengolahan limbah cair pabrik sawit atau POME (Palm Oil Mill Effluent) adalah salah satu persyaratan wajib bagi pabrik sawit. Persyaratan tersebut menjadi kriteria apakah pabrik sawit yang bersangkutan mempunyai kepedulian lingkungan yang baik khususnya sektor pengolahan limbahnya. Limbah cair pabrik sawit adalah salah satu limbah pabrik sawit yang jumlahnya cukup besar. Hampir semua pabrik sawit selalu memiliki kolam-kolam pengolahan limbah cair. Setiap ton TBS menghasilkan limbah sangat cair sebanyak 700 liter (0.7 m3) sehingga bila pabrik berkapasitas 60 ton/jam TBS dan beroperasi 20 jam setiap harinya, maka volume limbah cair yang dihasilkan mencapai 42.000 liter/jam  (42 m3/jam) atau 800.000 liter/hari (800 m3/hari).  Metode pengolahan limbah cair tersebut bisa seperti diagram dibawah ini.

Biosolid yang berupa akumulasi sludge tersebut selain bisa diolah lanjut untuk produksi biogas, dengan produk samping berupa residu padat (treated sludge) yang biasanya sebagai pupuk organik, juga bisa langsung digunakan sebagai bahan bakar. Daripada hanya dibuang saja, biosolid tersebut bisa diolah lanjut dengan dipadatkan (biomass densification) menjadi pellet. Dengan menjadi pellet selain memudahkan handling, penyimpanan, transportasi juga pemanfaatannya. Proses produksi pellet dari POME sludge, juga hampir sama dengan produksi wood pellet. Produksi POME sludge pellet juga sebagai solusi mengatasi limbah organik secara efektif dan lebih murah daripada diolah lanjut menjadi biogas. Produksi biogas dari POME baik dengan covered lagoon maupun CSTR (reaktor kontinyu tangki berpengaduk) masih membutuhkan investasi yang mahal, sehingga masih sangat sedikit pabrik sawit di Indonesia yang melakukannya. Dan apabila POME sludge tersebut dibiarkan saja dalam kolam limbah sehingga terjadi fermentasi aerob maka akan dihasilkan gas metana yang merusak lapisan ozone di atmosfer.

Apabila setiap bulan dari pabrik sawit dihasilkan 2.000 ton POME sludge dan daerah seperti Riau yang memiliki sekitar 300 pabrik kelapa sawit, maka potensi POME sludge mencapai 600.000 ton dan ini ekuivalen dengan 300.000 ton POME sludge pellet. Sedangkan bila dihitung secara nasional dengan jumlah pabrik sawit mencapai 1.000 unit maka potensi POME sludge mencapai 2.000.000 ton atau ekuivalen dengan 1.000.000 ton POME sludge pellet. Menariknya lagi POME sludge pellet juga memiliki nilai kalori cukup tinggi, yakni lebih dari 7000 kcal/kg. Hal ini bisa terjadi karena POME sludge masih mengandung minyak sawit. Dengan kandungan kalori yang cukup tinggi tersebut maka POME sludge pellet menjadi menarik. Selain bisa digunakan oleh berbagai industri sebagai bahan bakar, harga jual POME sludge juga seharusnya cukup menarik karena kandungan energinya yang tinggi. Harapannya POME sludge pellet akan menjadi baru dan terbarukan yang jumlahnya sangat melimpah di Indonesia. Dan apabila digunakan sebagai bahan bakar Industri yang berarti mensubtitusi bahan bakar fossil, maka itu berarti juga mengurangi penggunaan bahan bakar fossil, ramah lingkungan dan carbon neutral.