Teknik Gasifikasi Mengubah Sampah Jadi Energi

Ranting atau sisa daun yang berguguran mungkin terlihat tidak berguna. Namun, dengan teknik gasifikasi, benda benda itu bisa diubah menjadi energi terbarukan yang ramah lingkungan. Inilah yang dilakukan para peneliti dari Institut Teknologi Bandung (ITB) yang merupakan bagian dari program Pengabdian kepada Masyarakat LPPM ITB 2020 (PMK2020) yang difokuskan pada unit produksi pelet di UPS Merdeka, Depok. Tim dari Program Studi Teknik Kimia FTI-ITB ini terdiri atas Prof Herri Susanto, IPM, Ir Indra Purwadi, IPM, Fadil Abdul Rahman, MT, dan Gendewa Utomo, MT.

Seperti diketahui, sampah merupakan salah satu permasalahan di kota besar. Selama ini, sistem penanganan yang banyak dikembangkan ialah pengolahan sampah komunal setingkat RW atau sampai dengan kecamatan dengan menerapkan 3R (reduce, reuse, dan recycle). Dengan pengolahan sampah komunal ini, jumlah sampah yang dikirim ke tempat pembuangan akhir dapat dikurangi. Dengan demikian, masa pakai TPA (tempat pembuangan akhir) dapat diperpanjang dan lalu lalang truk angkutan sampah ke TPA pun berkurang.

Selain penerapan 3R, sampah juga bisa diolah menjadi energi. Seperti yang dilakukan di Unit Pengolahan Sampah (UPS) Merdeka 3 di Jalan Merdeka, Depok, Jawa Barat. Di UPS ini, sampah dipilah untuk dijadikan bagian daur ulang atau kompos. Dari bahan organik sisa dari pengomposan atau yang telah diketahui tidak akan terkomposkan dengan baik, kemudian diolah menjadi pelet sebagai bahan bakar padat dengan kualitas yang sesuai penggunaannya.

Pelet memiliki banyak sekali manfaat, antara lain memenuhi berbagai macam kebutuhan, baik kebutuhan rumah tangga maupun kebutuhan industri dan perusahaan. Sebagai komoditas, diharapkan dapat memenuhi kebutuhan bahan bakar bagi UMKM setempat atau bahkan dapat mendukung program co-firing di PLTU berbasis batu bara atau co-processing di pabrik semen.

Bahan baku pelet ialah daun dan ranting dari jalanan di sekitar UPS dan juga daun mahoni guguran dari kampus ITB-Jatinangor. Permasalahan yang dikaji tim dari ITB ini ialah penggunaan unit gasifikasi dan diesel genset sebagai pemasok listrik pada unit produksi pelet. Ruang lingkup program PMK2020 terutama ialah penyempurnaan unit gasifikasi, pemanfaatan pelet sebagai bahan baku produksi listrik lewat proses gasifikasi dan motor diesel generator listrik, serta pelatihan kepada operator setempat.

Sistem produksi pelet telah tersedia dari Kementerian PU-Pera pada 2018. Penempatan unit tersebut berada di UPS milik Dinas Lingkungan Hidup dan Kebersihan Kota Depok. UPS ini memiliki kapasitas-desain produksi pelet 120 kg/jam. Semua mesin dalam rangkaian unit prosuksi pelet digerakkan dengan listrik (lihat grafik).

Sejak 2019, unit produksi pelet ini dilengkapi dengan unit gasifikasi dan diesel-genset (motor diesel dan generator listrik). Unit gasifikasi dirancang untuk memproduksi gas bahan bakar pelet 30 kg/jam. Diesel-genset memiliki kapasitas produksi listrik 48 kW. Kajian terhadap kemungkinan penggunaan unit gasifikasi dan diesel-genset telah dilakukan dengan dana PKM2020 LPPM ITB. Kajian dilengkapi dengan eksperimen untuk mendapatkan data aktual dan sekaligus untuk melatih operator dalam pengoperasian unit ini.

Pelet ini dibuat tanpa binder, tetapi dengan cara penekanan yang cukup tinggi. Kadar air dalam pelet yang telah diangin-angin (air dried) sekitar 12% dan konstan selama penyimpanan beberapa minggu. Karena pembuatan dilakukan dengan metode pengepresan pada tekanan tinggi, pelet menjadi kuat alias tidak pecah kalau dibanting. Bahkan arang sisa gasifikasi pelet juga masih berbentuk pelet yang kuat, tapi sedikit berongga.

Hemat dan bersih

Tidak dapat dimungkiri bahwa implementasi unit gasifikasi dan motor genset memerlukan investasi yang cukup tinggi. Karena itu, penyebar luasannya perlu diiringi berbagai kebijakan pemerintah terkait dengan peningkatan kontribusi EBT (energi baru-terbarukan) dalam bauran energi nasional. Jika investasi unit gasifikasi tidak dimasukkan ke biaya produksi, pemanfaatan gas hasil gasifikasi pelet kayu sebagai bahan bakar motor diesel dual fuel dapat menghemat biaya produksi pelet.

Sebagai contoh, produksi pelet dengan daya listrik dari PLN (yang dibangkitkan di PLTU-batu bara) diperkirakan menghasilkan emisi CO2 sebesar 81,8 kgCO2/ton bahan baku. Penggunaan listrik yang berasal dari motor genset berbahan solar menghasilkan emisi CO2 sebesar 45,6 kgCO2/ton. Sebaliknya, jika listrik untuk produksi pelet diperoleh dari unit gasifikasi dan motor genset dual fuel, emisi CO2 kira-kira sebesar 16,3 kgCO2/ton bahan baku sebagai dampak penggunaan sumber energi EBT, artinya relatif lebih bersih.

Melatih operator

Selain meningkatkan kemampuan SDM operator dan supervisor, kegiatan PKM2020 mencakup pula penyempurnaan rangkaian peralatan unit gasifikasi, di antaranya sistem air pendingin gas dan berbagai pengukuran yang diperlukan untuk memantau proses gasifikasi. Operator dan super visor juga mendapat pengetahuan tentang diesel-genset secara umum serta pengoperasian diesel-genset dual fuel. Pentingnya perawatan dan pembersihan unit gasifikasi juga disampaikan kepada operator dan supervisor. Seusai program PKM2020 ini, para operator menjadi percaya diri untuk mengoperasikan sendiri unit gasifikasi motor genset tersebut.

Selain Tim Program Studi Teknik Kimia FTI-ITB, UPS Merdeka, Depok juga menjadi tempat studi beberapa mahasiswa magister ITB, mahasiswa dan dosen UI, mahasiswa Universitas Pertamina, dan mahasiswa lainnya. Dengan demikian, teknologi gasifikasi untuk produksi pelet mandiri energi dan sistem pengolahan sampah secara komunal dapat disosialisaikan lebih luas. Khusus dari ITB, dua orang mahasiswa Program Magister Teknik Kimia telah berhasil menyelesaikan tesisnya dari kegiatan PKM2020 LPPM ITB ini. (M-4)