Carbon Positive, Carbon Neutral ataukah Carbon Negative?

Gas rumah kaca akibat pembakaran bahan bakar fossil telah menyebabkan suhu bumi meningkat. Peningkatan suhu bumi atau global warming tersebut menyebabkan sejumlah bencana akibat perubahan iklim di sejumlah tempat di bumi. Ketika gas rumah kaca tidak dikendalikan maka akibat kerusakan lingkungan di bumi akan semakin parah. Oleh karena berbagai upaya dilakukan untuk mengurangi gas rumah kaca sebagai penyebab masalah lingkungan tersebut.

Secara umum ada empat skenario yang biasa dilakukan untuk mencegah pemanasan global akibat gas CO2 di atmosfer secara bertahap, yakni : meningkatkan efisiensi sehingga konsumsi bahan bakar fossil menurun, mencampur bahan bakar terbarukan dengan bahan bakar fossil sehingga konsumsi bahan bakar fossil juga menurun, subtitusi bahan bakar fossil dengan bahan bakar terbarukan dan penyerapan gas CO2 yang ada di atmosfer sehingga konsentrasi gas rumah kaca bisa dikurangi.

Berikut beberapa istilah mendasar terkait masalah diatas. Berdasarkan asal dan pengaruh yang ditimbulkan gas CO2 di atmosfer maka ditinjau sebagai berikut:

A.      Carbon Positive.

Bahan bakar fossil atau bahan bakar tambang ini dikelompokkan ke dalam bahan bakar Carbon Positive. Hal ini karena pembakaran bahan bakar ini akan membuat kandungan gas terutama CO2 di atmosfer akan meningkat. Peningkatan gas CO2 di atmosfer inilah biang keladi masalah pemanasan global diatas.

Carbon Neutral cycle with biomass thermal route

Carbon Neutral Cycle with biomass densificaion (wood pellet) route

B.      Carbon Neutral.

Ketika gas CO2 di atmosfer tidak bertambah akibat pembangkitan energy dari suatu sumber energi maka dikatakan sumber energi tersebut Carbon Neutral. Karena secara neraca tidak menambah ataupun mengurangi gas CO2 diatmosfer maka energi ini dikatakan ramah lingkungan. Sumber energi terbarukan seperti biomasa, angin, air dan matahari adalah Carbon Neutral.  Subtitusi bahan bahan bakar fossil dengan bahan bakar terbarukan masuk dalam skenario Carbon Neutral.

C.      Carbon Negative.

Saat ini kandungan CO2 di atmosfer telah melebihi ambang batasnya. Laporan terbaru menyebutkan telah mencapai 390 ppm, tentu ini perlu dikurangi konsentrasinya. Berbagai teknologi dikembangkan dalam rangka menyerap gas CO2 dari atmosfer tersebut. Secara alami pohon mampu menyerap gas CO2 dari atmosfer, artinya semakin banyak kita menanam pohon maka akan semakin banyak gas CO2 diatmosfer tereduksi. Biochar atau arang pertanian, yakni arang yang digunakan untuk menyuburkan tanah dengan memasukkanya di tanah adalah material yang mampu menyerap gas CO2 dari atmosfer selain juga akan menyuburkan tanah, karena kandungan nutrisi dan media perkembangbiakkan mikroba tanah. Teknologi dalam kelompok Carbon Capture and Storage (CSS) adalah teknologi Carbon Negative, walaupun saat ini investasinya masih sangat mahal.

Marilah menjadi bagian dari solusi untuk melakukan aktivitas Carbon Neutral dan Carbon Negative, dan meminimalisir menjadi bagian dari masalah dengan melakukan aktivitas Carbon Positive.

Bahan Bakar Cair dari Biomasa Limbah

Biomasa adalah satu-satunya energi terbarukan berbasis karbon, yang bisa digunakan sebagai sumber bahan bakar dan bahan-bahan kimia.Bahan bakar cair adalah jenis bahan bakar yang paling banyak digunakan saat ini yang umumnya berasal dari bahan fossil. Bahan bakar cair dari limbah biomasa adalah solusi jitu terhadap krisis energi saat ini.

Indonesia sangat kaya akan sumber bahan baku berupa limbah biomasa tersebut, baik dari sektor pertanian, perkebunan dan kehutanan.  Saat ini limbah-limbah tersebut sebagian besar belum dimanfaatkan sehingga pemanfaatan di sektor energi adalah pilihan terbaik untuk kondisi saat ini.

Energi berupa listrik dan panas adalah yang paling umum dimanfaatkan bagi manusia. Konversi energi dari limbah biomasa ke kedua macam energi itulah yang saat ini marak diupayakan, karena pertimbangan ketersediaan energi fossil dan faktor perubahan iklim serta lingkungan. Rute terpendek, manfaat besar, investasi terjangkau, keberlanjutan dan menguntungkan adalah dasar pertimbangan pilihan teknologi pengolahan limbah biomasa tersebut.
   
Bahan bakar cair yang bisa dihasilkan dari limbah biomasa antara lain biooil, bioetanol dan biometanol. Saatnya kita mengalihkan perhatian ke energi terbarukan, karena energi terbarukan bukan hanya pilihan terbaik tetapi memang hanya satu-satunya pilihan.

Konsep Kebun Energi Untuk Pengembangan Industri Wood Pellet

Ketersediaan bahan baku kayu energi yang berkualitas dan berkesinambungan adalah kunci sukses untuk industri  wood pellet yang berkesinambungan. Upaya penyediaan bahan baku tersebut dilakukan dengan pembuatan kebun energi dengan melibatkan masyarakat. Aspek peningkatan sosial ekonomi  akan simultan dengan upaya mitigasi bencana akibat perubahan iklim. 

Kaliandra adalah tanaman kayu energi yang dipilih sebagai bahan baku wood pellet karena memiliki nilai kalor yang tinggi. Pertimbangan lainnya adalah tanaman ini termasuk kategori tanaman perintis / pioneer sehingga bisa menghijaukan lahan marjinal atau lahan kritis sebelum bisa ditanami tanaman jenis lain.  Jutaan hektar lahan marjinal dan kritis di Indonesia bisa dihijaukan dengan tanaman kaliandra tersebut, sehingga pengembangan industri wood pellet sangat terbuka lebar. Model tanaman trubusan seperti kaliandra adalah pilihan bijak untuk tanaman kebun energi.  Kajian silvikultur hutan kayu energi (kalori tinggi, cepat tumbuh dan trubusan) penting untuk menentukan jenis tanaman terbaik sebagai penghasil energi. Model SRC atau Short Rotation Coppices dengan rotasi berkisar 1-2 tahun selama 20-25 tahun menjadi pilihan terbaik untuk tanaman kebun energi.  Beberapa jenis tanaman trubusan lain yang bisa dikembangkan seperti pada table dibawah ini :

Puluhan bahkan ratusan “green powerplant” dibangun saat ini dengan mengganti bahan bakarnya dengan biomasa, sebagai contoh Amerika Serikat telah menutup lebih dari 9.000 MW PLTU batubara pada tahun 2012. Biomasa atau kayu hanya bisa dikatakan sebagai bahan bakar terbarukan apabila diproduksi secara berkesinambungan (sustainable), salah satunya dengan konsep kebun energi tersebut. Standar kualitas wood pellet seperti nilai kalor, kadar air, kadar abu, kimia abu dan ukuran wood pellet itu sendiri adalah parameternya dengan mengacu pada sejumlah standar internasional seperti CEN (Eropa), DIN (Jerman), PFI (Pellet Fuel Institute) dan sebagainya.

Saat ini adalah era-nya bertanam dan memanen kebun energi. Mari kita buat sebanyak-banyaknya kebun energi untuk mendukung kedaulatan energi.

Produksi Bahan-Bahan Kimia Dari Gasifikasi Biomasa

Aplikasi gasifikasi biomasa pada umumnya untuk panas (heat gasifier) dan listrik (power gasifier), tetapi gasifier tersebut juga bisa digunakan untuk memproduksi berbagai bahan kimia. Gas CO (karbon monoksida) dan H2 adalah gas-gas utama yang dihasilkan oleh alat gasifikasi biomasa tersebut untuk bahan baku pembuatan bahan-bahan kimia selanjutnya.

Turunan bahan-bahan kimia yang dihasilkan bisa sangat banyak dan beragam tergantung keinginan kita untuk memproduksinya. Green Chemical adalah bahan-bahan kimia yang dihasilkan dari bahan baku terbarukan seperti biomasa. Biomasa adalah satu-satunya bahan terbarukan sebagai sumber karbon yang potensial untuk menghasilkan berbagai bahan kimia.

Seiring menipisnya cadangan minyak bumi dan upaya pencegahan emisi gas-gas rumah kaca yang menyebabkan perubahan iklim dan pemanasan global, green chemical adalah solusi terbaik.

Biomass Steam Gasification : Teknologi Advance Gasifikasi Biomasa Untuk Mereduksi Emisi Nitrogen Oksida

Photo diambil dari sini

Perhatian dunia terhadap issue lingkungan semakin besar disamping kebutuhan energi juga semakin meningkat seiring pertambahan jumlah penduduk dunia. Proses gasifikasi biomasa konvensional dengan memasukkan udara (air blown) ke dalam reaktor gasifikasi ternyata menghasilkan emisi berupa nitrogen oksida atau senyawa NOx. Senyawa tersebut terbentuk karena udara yang dimasukkan ke dalam reaktor gasifikasi tersebut mengandung sebagian besar nitrogen (78%) yang kemudian bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa NOx tersebut. Gas NOx tersebut membahayakan kesehatan dan lingkungan sehingga sebisa mungkin harus dihindari.

Photo diambil dari sini

Salah satu teknik untuk menghindari terbentuknya senyawa NOx tersebut adalah tidak menggunakan udara sebagai media oksidasi pada proses gasifikasi biomasa tetapi digantikan dengan kukus (steam). Proses ini akan menghilangkan terbentuknya gas NOx dan menjadikan komposisi gas yang dihasilkan dari gasifikasi biomasa juga berbeda dengan media oksidasi berupa udara. Proses biomass steam gasification akan menghasilkan komposisi gas hidrogen sekitar 50%. Seperti pada umumnya aplikasi gasifikasi biomasa adalah untuk pembangkit panas dan listrik, maka biomass steam gasification juga sama, hanya akan terjadi sedikit penurunan efisiensi karena konsekuensi proses tersebut. Hidrogen yang dihasilkan bila dimurnikan hingga kadar 100% maka akan bisa digunakan untuk pembangkit listrik dengan teknologi fuel cell. Dengan fuel cell akan dihasilkan emisi yang sangat ramah lingkungan yakni uap air (H2O).

Kompor Ramah Lingkungan Yang Menghasilkan Panas dan Listrik

Hampir 3 milyar manusia di negara-negara berkembang seperti India dan Sub Sahara Afrika menggunakan kayu sebagai bahan bakarnya. Selain tidak efisien , kompor kayu itu umumnya mengeluarkan asap yang banyak sehingga mengganggu pernafasan dan pedih di mata. Sebuah perusahaan di Amerika, Biolitestove,  telah menciptakan kompor yang ramah lingkungan yang efisien yang mengklaim hanya membtuhkan 50% kayu lebih sedikit dari kompor sejenis dan polusi dari emisi asapnya yang rendah. Kompor itu ditujukan terutama untuk negara-negara berkembang tersebut. Yang menarik selain menghasilkan panas seperti kompor pada umumnya, kompor ini juga menghasilkan listrik. Penelitian pembuatan kompor ini telah menghabiskan 1.8 US$ (sekitar 1,8 milyar rupiah) yang didanai oleh para investor. Ada 2 model kompor yang dibuat oleh perusahaan tersebut yakni Home Stove untuk pemakaian rumah tangga dan Camp Stove untuk kegiatan berkemah dan aktivitas outdorr lainnya.Perbandingan kinerja kompor tersebut dibandingkan kompor biomasa lain seperti pada grafik dibawah ini :

Kompor tersebut dirancang untuk mampu beroperasi dengan berbagai biomasa antara lain ranting-ranting kayu, sekam padi, wood pellet bahkan kotoran ternak. Panas dari kompor tersebut selain digunakan untuk memasak atau mendidihkan air, juga akan dikonversi menjadi listrik dengan suatu thermo-electric generator. Listrik yang dihasilkan akan digunakan untuk menggerakkan kipas untuk suplai udara dalam kompor dan untuk charge berbagai perangkat elektronik (gadget) yang bisa discharge melalui USB outlet seperti smartphone, GPS atau lampu LED.

Kompor ini bekerja dengan secara gasifikasi sebagai sebuah teknologi yang telah teruji dan puluhan tahun telah digunakan diberbagai proses thermal. Air to fuel ratio telah diatur oleh kipas tersebut untuk kondisi operasi tersebut. Sehingga kompor ini juga akan menghasilkan produk samping atau residue berupa biochar seperti halnya kompor biochar apabila pengontrolan gasifikasi tersebut bisa dilakukan dengan baik.   

Gedung Pencakar Langit Dari Kayu Lebih Ramah Lingkungan Daripada Beton Dan Baja

Photo diambil dari sini

Ada perubahan konsep secara menyeluruh pada konstruksi gedung pencakar langit "green city" saat ini dan setiap orang membicarakan pergantian beton dengan gedung pencakar langit kayu.


Kesan pertama ketika membaca topik ini, seseorang mungkin membicarakan tentang suatu tujuan untuk mempertimbangkan kayu daripada beton. Bagaimanapun, jika Anda berpikir tentang konsumsi energi yang dibutuhkan membuat beton yang tidak ramah lingkungan, Anda mungkin setuju bahwa bahan baku untuk gedung alternative dibutuhkan. 

Pergantian ke kayu juga kelihatannya juga bukan pilihan terbaik jika Anda melihat sebagai upaya penebangan hutan dunia, bagaimanapun saat ini arsitek dan investor seluruh dunia membicarakan tentang hutan yang berkelanjutan dan terkelola untuk maksud ini. Kayu akan mengunci CO2 untuk struktur life cycle-nya, sementara menurut International Energy agency (IEA) beton aktualnya menghasilkan 6-9 kilo karbon dioksida untuk setiap 10 kilogram pembuatannya. Bangunan pencakar langit kayu ini juga lebih murah dibandingkan material lainnya.