19.42
Unknown
Anda tentu tahu sumber daya batubara merupakan salah satu sumber
potensial penghasil energi bagi berbagai kebutuhan di dunia ini. Lalu
proses pengolahan batubarapun sangat beragam, mulai dari liquefaksi,
gasifikasi, karbonisasi, dan lainnya. Anda tentu pernah mendengar
istilah gasifikasi batubara yang menghasilkan gas producer kan?
Gasifikasi merupakan salah satu bentuk pemanfaatan batubara agar
menghasilkan energi bagi kebutuhan industri kimia. Lalu apakah Anda
pernah tahu istilah UCG/ Underground Coal Gasification? Apa teknologi
ini sebenarnya dan bagaimana latar belakang teknologi ini berkembang di
berbagai belahan bumi? Berikut beberapa paparan latar belakang
berkembangnya teknologi UCG, penjelasan proses secara general mengenai
UCG, dan keunggulan, serta kelemahan teknologi ini berdasarkan beberapa
studi UCG.
I. Latar Belakang Teknologi UCG
Cadangan batubara di dunia sangatlah banyak, yaitu melebihi 10 triliun ton batubara (Sinha, 2007). Sedangkan cadangan batubara Indonesia mencapai 12 miliar ton (Yusgiantoro, 2011). Batubara merupakan salah satu sumber daya potensial yang dapat menggantikan minyak bumi dan gas alam di masa depan. Proses penambangan batubara merupakan pekerjaan yang berbahaya dan tidak selalu ekonomis. Apabila batubara memiliki letak yang terlalu dalam atau terlalu rendah kualitasnya, maka batubara tersebut tidak akan dapat ditambang secara ekonomis (Sinha, 2007). Upaya untuk mengolah batubara yang terletak pada tingkat kedalaman yang tinggi dan mengolah batubara kualitas rendah dengan ekonomis perlu dikembangkan dengan metode baru.
Sekarang, kurang dari satu per enam dari batubara dunia dapat diperoleh secara ekonomis. Walaupun begitu, terdapat peluang yang dapat menawarkan peningkatan penggunaan cadangan batubara yang penting dan membuat pemanfaatan batubara menjadi semakin bersih dan lebih ekonomis. Teknologi baru, yang dikenal dengan teknologi Underground Coal Gasification (UCG), mengkonversikan batubara menjadi gas bakar pada ruang bawah tanah, tidak pada gasifier atau reaktor pada permukaan tanah. Pada tahun-tahun awal, UCG dikenal dengan reputasi “ugly duckling” di USA karena menghasilkan gas yang kualitas nilai kalornya rendah dengan gas hidrogen yang terlalu banyak. Namun, sekarang bahan bakar hidrogen telah menjadi salah satu energi alternatif, dan orang telah menemukan kembali potensi dari teknologi UCG (Sinha, 2007).
Teknologi UCG bukan merupakan teknologi yang baru lagi. UCG telah diuji dan diinvestigasi di berbagai negara, seperti China, Eropa, Australia, New Zealand, Rusia, dan USA. Negara China, Rusia, Australia, dan New Zealand telah memanfaatkan teknologi UCG dalam skala komersial. Di negara Rusia telah ditemukan proses skala komersial semenjak tahun 1945. Sekarang, Rusia telah menjalankan proses komersial UCG pada 12 lokasi berbeda dengan kedalaman kurang dari 200 meter dan mayoritas digunakan untuk pembangkit listrik dan kegunaan industri. Di Eropa, UCG digunakan di bawah Lautan Utara (North Sea) dan telah dijalankan skala pilotnya di 15 lokasi yang berbeda. Amerika telah menjalankan hingga 50 projek UCG skala pilot. Australia telah menjalankan skala komersialnya dan sudah dapat memproduksi 5 barrel/day (Hattingh, 2008). Pemaparan ini menggambarkan seberapa besar teknologi UCG sedang dikembangkan oleh berbagai negara di belahan dunia.
II. Penjelasan Umum Proses UCG
Batubara dapat digasifikasi dengan berbagai cara atau metode. Metode tersederhana dan pertama yang digunakan untuk menggasifikasi batubara adalah dengan memanaskan batubara dengan ketidakhadiran udara/oksigen (pirolisis). Proses ini akan mengkonversikan batubara menjadi gas dengan residu berupa coke / arang (Sinha, 2007).
Konversi dari batubara menjadi bahan bakar gas yang paling sempurna diperoleh dengan mereaksikan batubara dengan steam dan udara. Gas yang diperoleh dari hasil proses ini dinamakan producer gas dan mempunyai nilai kalor per unit volume gas yang relatif rendah, yaitu 100-150 Btu/ft3. Perkembangan dari proses pemanfaatan batubara dengan steam dan udara dapat memproduksi gas yang memiliki nilai kalor yang tinggi, yaitu pada rentang 300-350 Btu/ft3 (Sinha, 2007).
Underground Gasification Process (UCG) didefinisikan sebagai proses mengkonversikan batubara yang berada di bawah tanah (tidak ditambang) menjadi gas bakar dengan memproses batubara secara in-situ. Batubara yang berada di bawah tanah dan tidak ditambang ini bereaksi dengan udara / oksigen dan steam yang diinjeksikan untuk membentuk gas, cairan, dan abu sebagai residunya (Sinha, 2007). Komponen yang diinjeksikan akan bereaksi dengan batubara untuk membentuk gas bakar yang dibawa menuju ke permukaan melalui sumur produksi gas. Kemudian gas tersebut dibersihkan dan digunakan sebagai bahan bakar atau bahan baku kimia (Creedy, 2001). Producer gas merupakan campuran dari gas bakar (karbon monoksida, hidrogen, dan metana) dan gas yang tak terbakar (karbondioksida, nitrogen, dan uap air yang tak bereaksi) (Sinha, 2007).
Proses UCG hampir serupa dengan proses gasifikasi pada reaktor di permukaan, kecuali reaktor gasifikasinya berada di bawah tanah. Sekarang, UCG dimanfaatkan bagi sumber daya batubara yang tidak layak secara ekonomi untuk ditambang (Hattingh, 2008) atau tidak dapat ditambang dengan metode yang ramah lingkungan (Sinha, 2007). Secara prinsip dasarnya, metode ini akan mengurangi resiko dari penambangan dan meminimalkan aktivitas perusakan lingkungan (Schrider & Whieldon, 1977).
Gambar 1 memaparkan tahapan cara kerja UCG. Coal seam berada di bawah
lapisan ground level, water table, dan overburden. Proses awal
melibatkan pengeboran pada dua atau lebih boreholes hingga mencapai
lapisan coal seam. Selanjutnya, batubara dalam tanah dinyalakan dan
dibakar dengan injeksi udara / oksigen murni dan atau dengan steam
melalui satu borehole. Gas bertekanan hasil proses UCG terkandung dalam
coal seam dengan menempati cekungan batuan-batuan yang kedap air dan air
bertekanan di sekitar batubara dan lapisan overburden. (Hattingh,
2008). Kemudian gas bertekanan akan mengalir keluar melalui borehole
menuju ke permukaan.
Teknologi diimplementasikan dengan mengikuti tahapan sebagai berikut (Hattingh, 2008):
1. Mencari potensi batubara yang akan diolah dengan teknologi UCG
2. Pengeboran ke dalam tanah
3. Membuat jalur / jaringan UCG di bawah tanah
4. Pembakaran batubara
5. Injeksi oksigen/udara dan steam
6. Ekstrak gas sintesis
III. Keunggulan dan Kelemahan UCG
Teknologi UCG tentunya akan dibandingkan dengan metode gasifikasi pada umumnya, yaitu dengan gasifier pada permukaan. Jika dibandingkan dengan metode gasifikasi pada umumnya, teknologi UCG tidak memberikan dampak pada lingkungan seburuk metode umumnya. Selain itu UCG tidak meninggalkan tanah yang terpolusi, yang tentunya akan membutuhkan harga yang mahal untuk membersihkannya. Creedy (2001) dan Hattingh (2008) memaparkan beberapa keunggulan UCG:
1. Potensial bagi teknologi gasifikasi yang lebih bersih
2. Mengurangi dampak debu, polusi suara, dan dampak visual pada permukaan tanah
3. Konsumsi air yang lebih sedikit
4. Resiko dari polusi air permukaan lebih kecil
5. Mengurangi emisi metana
6. Tidak ada penanganan yang kotor dan tidak ada pembuangan pada daerah tambang.
7. Tidak ada pencucian batubara
8. Tidak ada penanganan abu (ash)
9. Tidak perlu terdapat stok batubara dan transportasi batubara
10. Daerah pekerjaan yang lebih kecil pada stasiun pembangkit listrik
11. Faktor kesehatan dan keselamatan lebih baik
12. Berpotensi mengurangi biaya kapital dan biaya operasi secara keseluruhan (lebih ekonomis khususnya untuk skala yang lebih kecil)
13. Tingkat fleksibilitas untuk mengakses mineral tinggi
14. Sumber daya batubara yang dapat dimanfaatkan lebih besar
Namun Hattingh (2008) juga memaparkan beberapa kelemahan teknologi UCG, yaitu:
1. Berpotensi untuk terjadinya kontaminasi
2. Memiliki banyak variasi tekanan operasi dalam rongga reaktor bawah tanah
Beberapa aspek yang berhubungan dengan penentuan tingkat komersial dari pengembangan teknologi UCG adalah (Creedy, 2001):
1. Variabel faktor geologi dan hubungan dengan kesulitan proses pengeboran dan biaya
2. Daya keluaran dan waktu hidup reaktor gasifier
3. Operasi produksi yang aman
4. Perspektif komersialisasi dari industri
5. Nilai strategik UCG
6. Sensitivitas lingkungan
7. Peluang pasar yang potensial, untuk industri chemical dan pembangkit energi.
Referensi
I. Latar Belakang Teknologi UCG
Cadangan batubara di dunia sangatlah banyak, yaitu melebihi 10 triliun ton batubara (Sinha, 2007). Sedangkan cadangan batubara Indonesia mencapai 12 miliar ton (Yusgiantoro, 2011). Batubara merupakan salah satu sumber daya potensial yang dapat menggantikan minyak bumi dan gas alam di masa depan. Proses penambangan batubara merupakan pekerjaan yang berbahaya dan tidak selalu ekonomis. Apabila batubara memiliki letak yang terlalu dalam atau terlalu rendah kualitasnya, maka batubara tersebut tidak akan dapat ditambang secara ekonomis (Sinha, 2007). Upaya untuk mengolah batubara yang terletak pada tingkat kedalaman yang tinggi dan mengolah batubara kualitas rendah dengan ekonomis perlu dikembangkan dengan metode baru.
Sekarang, kurang dari satu per enam dari batubara dunia dapat diperoleh secara ekonomis. Walaupun begitu, terdapat peluang yang dapat menawarkan peningkatan penggunaan cadangan batubara yang penting dan membuat pemanfaatan batubara menjadi semakin bersih dan lebih ekonomis. Teknologi baru, yang dikenal dengan teknologi Underground Coal Gasification (UCG), mengkonversikan batubara menjadi gas bakar pada ruang bawah tanah, tidak pada gasifier atau reaktor pada permukaan tanah. Pada tahun-tahun awal, UCG dikenal dengan reputasi “ugly duckling” di USA karena menghasilkan gas yang kualitas nilai kalornya rendah dengan gas hidrogen yang terlalu banyak. Namun, sekarang bahan bakar hidrogen telah menjadi salah satu energi alternatif, dan orang telah menemukan kembali potensi dari teknologi UCG (Sinha, 2007).
Teknologi UCG bukan merupakan teknologi yang baru lagi. UCG telah diuji dan diinvestigasi di berbagai negara, seperti China, Eropa, Australia, New Zealand, Rusia, dan USA. Negara China, Rusia, Australia, dan New Zealand telah memanfaatkan teknologi UCG dalam skala komersial. Di negara Rusia telah ditemukan proses skala komersial semenjak tahun 1945. Sekarang, Rusia telah menjalankan proses komersial UCG pada 12 lokasi berbeda dengan kedalaman kurang dari 200 meter dan mayoritas digunakan untuk pembangkit listrik dan kegunaan industri. Di Eropa, UCG digunakan di bawah Lautan Utara (North Sea) dan telah dijalankan skala pilotnya di 15 lokasi yang berbeda. Amerika telah menjalankan hingga 50 projek UCG skala pilot. Australia telah menjalankan skala komersialnya dan sudah dapat memproduksi 5 barrel/day (Hattingh, 2008). Pemaparan ini menggambarkan seberapa besar teknologi UCG sedang dikembangkan oleh berbagai negara di belahan dunia.
II. Penjelasan Umum Proses UCG
Batubara dapat digasifikasi dengan berbagai cara atau metode. Metode tersederhana dan pertama yang digunakan untuk menggasifikasi batubara adalah dengan memanaskan batubara dengan ketidakhadiran udara/oksigen (pirolisis). Proses ini akan mengkonversikan batubara menjadi gas dengan residu berupa coke / arang (Sinha, 2007).
Konversi dari batubara menjadi bahan bakar gas yang paling sempurna diperoleh dengan mereaksikan batubara dengan steam dan udara. Gas yang diperoleh dari hasil proses ini dinamakan producer gas dan mempunyai nilai kalor per unit volume gas yang relatif rendah, yaitu 100-150 Btu/ft3. Perkembangan dari proses pemanfaatan batubara dengan steam dan udara dapat memproduksi gas yang memiliki nilai kalor yang tinggi, yaitu pada rentang 300-350 Btu/ft3 (Sinha, 2007).
Underground Gasification Process (UCG) didefinisikan sebagai proses mengkonversikan batubara yang berada di bawah tanah (tidak ditambang) menjadi gas bakar dengan memproses batubara secara in-situ. Batubara yang berada di bawah tanah dan tidak ditambang ini bereaksi dengan udara / oksigen dan steam yang diinjeksikan untuk membentuk gas, cairan, dan abu sebagai residunya (Sinha, 2007). Komponen yang diinjeksikan akan bereaksi dengan batubara untuk membentuk gas bakar yang dibawa menuju ke permukaan melalui sumur produksi gas. Kemudian gas tersebut dibersihkan dan digunakan sebagai bahan bakar atau bahan baku kimia (Creedy, 2001). Producer gas merupakan campuran dari gas bakar (karbon monoksida, hidrogen, dan metana) dan gas yang tak terbakar (karbondioksida, nitrogen, dan uap air yang tak bereaksi) (Sinha, 2007).
Proses UCG hampir serupa dengan proses gasifikasi pada reaktor di permukaan, kecuali reaktor gasifikasinya berada di bawah tanah. Sekarang, UCG dimanfaatkan bagi sumber daya batubara yang tidak layak secara ekonomi untuk ditambang (Hattingh, 2008) atau tidak dapat ditambang dengan metode yang ramah lingkungan (Sinha, 2007). Secara prinsip dasarnya, metode ini akan mengurangi resiko dari penambangan dan meminimalkan aktivitas perusakan lingkungan (Schrider & Whieldon, 1977).
Teknologi diimplementasikan dengan mengikuti tahapan sebagai berikut (Hattingh, 2008):
1. Mencari potensi batubara yang akan diolah dengan teknologi UCG
2. Pengeboran ke dalam tanah
3. Membuat jalur / jaringan UCG di bawah tanah
4. Pembakaran batubara
5. Injeksi oksigen/udara dan steam
6. Ekstrak gas sintesis
III. Keunggulan dan Kelemahan UCG
Teknologi UCG tentunya akan dibandingkan dengan metode gasifikasi pada umumnya, yaitu dengan gasifier pada permukaan. Jika dibandingkan dengan metode gasifikasi pada umumnya, teknologi UCG tidak memberikan dampak pada lingkungan seburuk metode umumnya. Selain itu UCG tidak meninggalkan tanah yang terpolusi, yang tentunya akan membutuhkan harga yang mahal untuk membersihkannya. Creedy (2001) dan Hattingh (2008) memaparkan beberapa keunggulan UCG:
1. Potensial bagi teknologi gasifikasi yang lebih bersih
2. Mengurangi dampak debu, polusi suara, dan dampak visual pada permukaan tanah
3. Konsumsi air yang lebih sedikit
4. Resiko dari polusi air permukaan lebih kecil
5. Mengurangi emisi metana
6. Tidak ada penanganan yang kotor dan tidak ada pembuangan pada daerah tambang.
7. Tidak ada pencucian batubara
8. Tidak ada penanganan abu (ash)
9. Tidak perlu terdapat stok batubara dan transportasi batubara
10. Daerah pekerjaan yang lebih kecil pada stasiun pembangkit listrik
11. Faktor kesehatan dan keselamatan lebih baik
12. Berpotensi mengurangi biaya kapital dan biaya operasi secara keseluruhan (lebih ekonomis khususnya untuk skala yang lebih kecil)
13. Tingkat fleksibilitas untuk mengakses mineral tinggi
14. Sumber daya batubara yang dapat dimanfaatkan lebih besar
Namun Hattingh (2008) juga memaparkan beberapa kelemahan teknologi UCG, yaitu:
1. Berpotensi untuk terjadinya kontaminasi
2. Memiliki banyak variasi tekanan operasi dalam rongga reaktor bawah tanah
Beberapa aspek yang berhubungan dengan penentuan tingkat komersial dari pengembangan teknologi UCG adalah (Creedy, 2001):
1. Variabel faktor geologi dan hubungan dengan kesulitan proses pengeboran dan biaya
2. Daya keluaran dan waktu hidup reaktor gasifier
3. Operasi produksi yang aman
4. Perspektif komersialisasi dari industri
5. Nilai strategik UCG
6. Sensitivitas lingkungan
7. Peluang pasar yang potensial, untuk industri chemical dan pembangkit energi.
Referensi
- Anonim, 2008. Industry Review and an Assessment of The Potential of UCG and UCG Value Added Products. Linc Energy Limited.
- Bowen, B. H. 2008. Underground Coal Gasification (UCG). Presentation to Heritage Research Laboratory Indianapolis, Energy Center.
- Creedy, D.P., dkk. 2001. Review of Underground Coal Gasification Technological Advancements. Report No. COAL R211 DTI/Pub URN 01/1041.
- Hattingh, L. 2008. Underground Coal Gasification. SASOL Mining (Pty) Ltd.
- Schrider, L.A., Whieldon, C.E., 1977, Underground Coal Gasification, A Status Report, Journal Of Petroleum Technology, vo1.,29, Sept. 1977, p. 1179-1 185.
- Sinha, N. 2007. Status Report on Underground Coal Gasification. Office of The Principal Scientific Adviser, Government of India.
- Soetjijo, H. 2008. Benefit of Channel Availability in An Underground Coal Gasification Laboratory Scale. Jurnal Riset Geologi dan Pertambangan Jilid 18 No. 1 13-22
- Yusgiantoro, P. 2011. Cadangan Batubara Indonesia Sebesar 12 Miliar Ton (http://www.esdm.go.id/berita/batubara/44-batubara/805-cadangan-batubara-indonesia-sebesar-12-miliar-ton.html).
- http://majarimagazine.com/2011/06/underground-coal-gasification-ucg-teknologi-alternatif-pengolahan-batubara/
Posted in: 
0 comments:
Posting Komentar