Pengenalan Biogas dan Biometana – Biogas adalah campuran metana, CO2 dan sejumlah kecil gas lain yang dihasilkan oleh fermentasi anaerobik bahan organik dalam lingkungan bebas oksigen.
Pengenalan Biogas dan Biometana
energiasolaraldia – Komposisi pasti biogas bergantung pada jenis bahan baku dan metode produksi; hal ini mencakup teknologi utama berikut:
Biodigester: Ini adalah sistem tertutup (seperti tangki atau tangki) tempat mikroorganisme alami memecah bahan organik yang diencerkan dalam air. Kotoran dan kelembapan biasanya dihilangkan sebelum biogas digunakan.
Sistem pemulihan TPA: Penguraian sampah kota (MSW) di TPA dalam kondisi anaerobik menghasilkan biogas. Hal ini dapat dipulihkan dengan menggunakan pipa, lubang, dan kompresor untuk mengalirkan aliran ke titik pengumpulan pusat.
Pabrik pengolahan limbah: Unit ini dapat dilengkapi untuk menghilangkan bahan organik, padatan, dan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor dari lumpur limbah. Setelah diolah lebih lanjut, lumpur limbah dapat digunakan sebagai bahan baku produksi biogas dalam reaktor anaerobik.
Baca juga : Jadilah Bagian Dari Energi Biomassa Generasi Berikutnya
Biogas adalah campuran metana, CO2 dan sejumlah kecil gas lainnya, yang dihasilkan oleh fermentasi anaerobik bahan organik di lingkungan bebas oksigen. Komposisi pasti biogas bergantung pada jenis bahan baku dan metode produksi; hal ini mencakup teknologi utama berikut:
Biodigester: Ini adalah sistem tertutup (seperti tangki atau tangki) tempat mikroorganisme alami memecah bahan organik yang diencerkan dalam air. Kotoran dan kelembapan biasanya dihilangkan sebelum biogas digunakan.
Sistem pemulihan gas TPA: Penguraian sampah kota (MSW) di TPA dalam kondisi anaerobik menghasilkan biogas. Hal ini dapat dipulihkan dengan menggunakan pipa, lubang, dan kompresor untuk membawa aliran ke titik pengumpulan pusat.
Instalasi pengolahan limbah: Unit ini dapat dilengkapi untuk menghilangkan bahan organik, padatan, dan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor dari lumpur limbah. Setelah diolah lebih lanjut, lumpur limbah dapat digunakan sebagai bahan baku produksi biogas dalam reaktor anaerobik.
Kandungan metana dalam biogas biasanya antara 45 dan 75% volume, dan sebagian besar sisanya berupa karbon dioksida. Variabilitas ini berarti bahwa kandungan energi biogas dapat bervariasi; nilai kalor bawah (LHV) adalah 16 megajoule per meter kubik (MJ/m3) dan 28 MJ/m3. Biogas dapat dimanfaatkan secara langsung untuk menghasilkan listrik dan panas atau sebagai sumber energi untuk memasak.
Biometana (juga dikenal sebagai “gas alam terbarukan”) adalah sumber metana yang hampir murni yang diperoleh dengan “memurnikan” biogas (sebuah proses yang menghilangkan semua CO2 dan kotoran lain dari biogas) atau dengan membuat biomassa padat menjadi gasifikasi. diikuti oleh metanaasi:
Pengolahan biogas: Ini menyumbang sekitar 90% dari biometana yang diproduksi di dunia saat ini. Teknologi inovatif menggunakan sifat berbeda dari berbagai gas yang terkandung dalam biogas untuk memisahkannya, dan pencucian air serta pemisahan membran menyumbang hampir 60% produksi biometana di seluruh dunia (Cedigaz, 2019).
Gasifikasi termal biomassa padat diikuti dengan metanaasi: biomassa kayu pertama kali terurai pada suhu tinggi (700-800 °C) dan tekanan tinggi dalam lingkungan oksigen rendah. Dalam kondisi ini, biomassa diubah menjadi campuran gas, terutama karbon monoksida, hidrogen, dan metana (kadang-kadang disebut syngas). Syngas dimurnikan untuk menghilangkan komponen asam dan korosif untuk mendapatkan aliran biometana yang bersih. Proses metanaasi kemudian menggunakan katalis untuk mendorong reaksi antara hidrogen dan karbon monoksida atau CO2 untuk menghasilkan metana. CO2 atau air yang tersisa dihilangkan pada akhir proses ini.
LHV biometana sekitar 36 MJ/m3. Ini tidak dapat dibedakan dengan gas alam, sehingga dapat digunakan tanpa mengubah infrastruktur transmisi dan distribusi atau peralatan pengguna akhir, dan sepenuhnya cocok untuk digunakan pada kendaraan berbahan bakar gas.
Baca juga : Rekomendasi Mainan Kereta Api Terbaik
Bahan mentah yang berbeda dapat digunakan untuk memproduksi biogas dan biometana
Bahan mentah yang berbeda dapat digunakan untuk memproduksi biogas. Untuk keperluan laporan ini, berbagai residu atau jenis limbah telah dikelompokkan ke dalam empat kategori bahan mentah: sisa tanaman; kotoran hewan; fraksi organik sampah rumah tangga, termasuk limbah industri; dan lumpur limbah.
Residu tanaman: sisa tanaman gandum, jagung, beras, biji-bijian kasar lainnya, bit gula, tebu, kedelai dan tanaman penghasil minyak lainnya. Laporan ini mencakup tanaman yang ditanam berturut-turut di antara dua tanaman yang dipanen untuk membantu menjaga kesuburan tanah, melestarikan karbon tanah, dan mencegah erosi. mereka tidak bersaing dengan tanaman yang ditanam untuk mendapatkan makanan atau pakan di lahan pertanian.
Kotoran hewan: dari hewan ternak, termasuk sapi, babi, unggas, dan domba.
Fraksi organik MSW: makanan dan sampah hijau (misalnya dedaunan dan rumput), kertas dan karton, serta kayu yang tidak digunakan (misalnya untuk pembuatan kompos atau daur ulang). MSW1 juga mencakup limbah dari industri makanan.
Lumpur limbah: Bahan organik semi padat yang dihasilkan sebagai gas limbah dari instalasi pengolahan limbah kota.
Beberapa tanaman energi, mis. Tanaman yang murah dan mudah perawatannya ditanam hanya untuk produksi energi dan bukan untuk pangan, telah memainkan peran penting dalam pertumbuhan produksi biogas di beberapa belahan dunia, khususnya di Jerman. Namun, hal ini juga menimbulkan perdebatan sengit mengenai potensi dampak penggunaan lahan, sehingga hal ini tidak dipertimbangkan dalam penilaian potensi pasokan berkelanjutan dalam laporan ini.
Menggunakan limbah dan residu sebagai bahan mentah menghindari masalah penggunaan lahan yang terkait dengan tanaman energi. Tanaman energi juga memerlukan pupuk (kebanyakan terbuat dari bahan bakar fosil), yang harus diperhitungkan ketika mengevaluasi emisi siklus hidup berbagai jalur produksi biogas. Penggunaan limbah dan residu sebagai bahan mentah dapat menyerap metana yang mungkin akan lepas ke atmosfer selama proses dekomposisi.
Mayoritas produksi biometana berasal dari pengolahan biogas, sehingga bahan bakunya sama seperti yang dijelaskan di atas. Namun melalui gasifikasi, biomassa kayu (kecuali limbah rumah tangga dan limbah pertanian), yang terdiri dari sisa-sisa kehutanan dan pengolahan kayu, dapat digunakan sebagai bahan baku biometana.
Pertumbuhan biogas dipengaruhi oleh dua faktor utama: dukungan politik dan ketersediaan bahan baku. Perkembangan biogas belum merata di berbagai belahan dunia, karena tidak hanya bergantung pada ketersediaan bahan baku, tetapi juga pada kebijakan untuk mempromosikan produksi dan penggunaannya. . Eropa, Republik Rakyat Tiongkok (selanjutnya disebut “Tiongkok”) dan Amerika Serikat menyumbang 90 persen produksi dunia.
Eropa adalah produsen biogas terbesar saat ini. Jerman sejauh ini merupakan wilayah pasar terbesar dan memiliki dua pertiga kapasitas pabrik biogas di Eropa. Tanaman energi telah menjadi bahan baku utama yang mendukung pertumbuhan industri biogas di Jerman, namun kebijakan baru-baru ini lebih beralih ke residu tanaman, tanaman suksesi, limbah ternak, dan perolehan metana dari tempat pembuangan sampah. Negara-negara lain seperti Denmark, Perancis, Italia dan Belanda telah secara aktif mempromosikan produksi biogas.
Di Tiongkok, kebijakan telah mendukung pemasangan kompor rumah tangga di daerah pedesaan untuk meningkatkan akses terhadap energi modern dan bahan bakar memasak yang ramah lingkungan. reaktor ini menyumbang sekitar 70% dari kapasitas biogas terpasang saat ini. Berbagai program telah diumumkan untuk mendukung pemasangan pembangkit kogenerasi yang lebih besar (yaitu pembangkit yang menghasilkan panas dan listrik). Selain itu, pada akhir tahun 2019, Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional Tiongkok menerbitkan dokumen panduan khusus mengenai industrialisasi biogas dan transisi ke biometana, yang juga mendukung penggunaan biometana di sektor transportasi.
Di Amerika Serikat, produksi utama biogas adalah pengumpulan gas limbah, yang menyumbang hampir 90 persen produksi biogas saat ini. Minat terhadap produksi biogas dari limbah pertanian juga meningkat, karena pasar peternakan domestik menyumbang hampir sepertiga emisi metana di AS (USDA, 2016). Amerika Serikat juga merupakan pionir global dalam penggunaan biometana di sektor transportasi, berkat dukungan negara bagian dan federal.
Sekitar separuh sisa produksi berasal dari negara-negara berkembang di Asia, khususnya Thailand dan India. Kompensasi melalui Mekanisme Pembangunan Bersih (CDM) merupakan pendorong utama pertumbuhan, terutama antara tahun 2007 dan 2011. Pengembangan proyek biogas baru menurun tajam setelah tahun 2011, ketika nilai kredit pengurangan emisi dari Mekanisme Pembangunan Bersih menurun. Thailand memproduksi biogas dari aliran limbah dari sektor tepung singkong, industri biofuel, dan peternakan babi. India berencana untuk mengembangkan sekitar 5.000 pembangkit listrik tenaga biogas bertekanan baru selama lima tahun ke depan (GMI, 2019). Argentina dan Brazil juga mendukung biogas melalui lelang; Sebagian besar produksi Brasil berasal dari tempat pembuangan sampah, namun terdapat juga potensi vinasse, produk sampingan dari industri etanol.
Mendapatkan gambaran yang jelas mengenai konsumsi biogas saat ini di Afrika sulit dilakukan karena kurangnya data, namun penggunaannya terkonsentrasi di negara-negara dengan program dukungan khusus. Beberapa negara, seperti Benin, Burkina Faso dan Ethiopia, menawarkan subsidi yang mampu menutupi separuh investasi, sementara banyak proyek yang dipromosikan oleh LSM memberikan pengetahuan praktis dan subsidi untuk mengurangi biaya investasi. Selain subsidi ini, jalur kredit telah mengalami kemajuan di sejumlah negara, terutama sewa baru-baru ini di Kenya yang membiayai hampir separuh instalasi boiler pada tahun 2018.
