Energi alternatif biogas dan penerapannya

Energi yang paling banyak digunakan untuk aktifitas manusia adalah energi minyak bumi dan energi listrik. Energi minyak bumi yang banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah minyak tanah, bensin dan solar. Energi diperlukan untuk pertumbuhan kegiatan industri, jasa, perhubungan dan rumah tangga (Widodo et al, 2005) Limbah kotoran ternak adalah salah satu jenis limbah yang dihasilkan dari kegiatan peternakan, limbah ini mempunyai andil dalam pencemaran lingkungan karena limbah kotoran ternak sering menimbulkan masalah lingkungan yang mengganggu kenyamanan hidup masyarakat disekitar peternakan, gangguan itu berupa bau yang tidak sedap yang ditimbulkan oleh gas yang berasal dari kotoran ternak, terutama gas amoniak (NH3) dan gas Hidrogen (H2S).

Energi Alternatif Biogas

Biogas merupakan salah satu dari banyak macam sumber energi terbarukan, karena energi biogas dapat diperoleh dari air buangan rumah tangga, kotoran cair dari peternakan ayam, sapi, babi, sampah organik dari pasar, industri makanan dan limbah buangan lainnya. Produksi biogas memungkinkan pertanian berkelanjutan dengan sistem proses terbarukan dan ramah lingkungan. Pada umumnya, biogas terdiri atas gas metana (CH₄) sekitar 55-80%, dimana gas metana diproduksi dari kotoran hewan yang mengandung energi 4.800-6.700 Kcal/m3, sedangkan gas metana murni mengandung energi 8.900 Kcal/m³. Sistem produksi biogas mempunyai beberapa keuntungan seperti: (a) mengurangi pengaruh gas rumah kaca, (b) mengurangi polusi bau yang tidak sedap, (c) sebagai pupuk, dan (d) produksi daya dan panas (Sri Wahyuni, 2009).

Biogas adalah gas yang dapat dibakar atau sumber energi yang merupakan campuran berbagai gas, dengan gas methana dan gas karbon dioksida merupakan campuran yang dominan (Simamora dkk, 2006).

Biogas merupakan campuran gas yang dihasilkan oleh bakteri metanogenik yang terjadi pada material-material yang dapat terurai secara alami dalam kondisi anaerobik, pada umumnya biogas terdiri atas gas metana (CH₄) 50 samapi 70 %, gas karbon dioksida (CO₂) 30 sampai 40%, hidrogen (H₂) 5 sampai 10%, dan gas-gas lainnya dalam jumlah yang sedikit (Sri Wahyuni, 2009). 

Harahap dkk, (1978) menyatakan bahwa gasbio, merupakan bahan bakar berguna yang dapat diperoleh dengan memproses limbah di dalam alat yang dinamakan penghasil gasbio Dinyatakan pula bahwa gasbio memiliki nilakalorinya cukup tinggi, yaitu dalam kisaran 4.800-6.700 Kcal/m³, dimana gas methana murni (100%) mempunyai nilai kalori 8.900 Kcal/m³.

Kotoran ternak merupakan hasil sampingan dari kegiatan memelihara ternak , selain hasil utamanya berupa daging, telur dan susu, kotoran dari ternak pun bisa di manfaatkan menjadi energi alternatif (biogas) yang ramah lingkungan.

Biogas mempunyai keunggulan dibandingkan dengan Bahan Bakar Minyak (BBM) yang berasal dari fosil. Sifatnya yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan keunggulan dari biogas, Bahan bakar fosil selama ini diisukan menjadi penyebab dari pemanasan global. Bahan bakar fosil yang pembakarannya tidak sempurna dapat menyebabkan gas CO₂ naik kepermukaan bumi. Hal tersebut menyebabkan tingginya suhu di atas permukaan bumi seperti yang terjadi pada saat ini. Biogas sebagai salah satu energi alternatif skala rumah tangga yang ramah lingkungan dipastikan dapat menggantikan bahan bakar fosil yang keberadaannya semakin hari semakin terbatas.

Penerapan biogas

Teknologi pengolahan biogas dengan digester yang terbuat dari bahan fiberglass cocok diterapkan untuk masyarakat kecil mengingat murahnya biaya instalasi serta kemudahan dalam pengoperasian serta perawatannya. (Tim Distanak Kota Bengkulu, 2012). Biogas merupakan campuran gas yang dihasilkan oleh bakteri metanogenik yang terjadi pada material-material yang dapat terurai secara alami dalam kondisi anaerobik, pada umumnya biogas terdiri atas gas metana (CH₄) 50 samapi 70 %, gas karbon dioksida (CO₂) 30 sampai 40%, hidrogen (H₂) 5 sampai 10%, dan gas-gas lainnya dalam jumlah yang sedikit. Biogas mempunyai keunggulan dibandingkan dengan Bahan Bakar Minyak (BBM) yang berasal dari fosil. Sifatnya yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan keunggulan dari biogas, Bahan bakar fosil selama ini diisukan menjadi penyebab dari pemanasan global.

Manfaat Biogas

Manfaat energi biogas adalah menghasilkan gas metan sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dapat dipergunakan untuk memasak. Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik.     Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman/budidaya pertanian. Manfaat energi biogas yang lebih penting lagiadalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yangtidak bisa diperbaharui. Menurut (Sri Wahyuni, 2008) limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman, nilai kalori dari satu meter kubik biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel oleh karena itu, biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, Liquefied Petroleum Gas (LPG), butana, batubara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil. Kesetaraan biogas dapat dilihat dari Tabel 5 berikut ini.

Jenis-Jenis Reaktor Biogas

Sri wahyuni (2009). Digester biogas di Indonesia sudah dikembangkan diberbagai daerah. Secara garis besar ada empat macam digester biogas yang biasa digunakan :

1.      Reaktor Kubah Tetap (Fixed-Dome), Reaktor ini disebut juga reaktor China. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di China sekitar tahun 1930, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri, baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentuk gas metana. Bagian pertama dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karena menahan gas agar tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentuknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Bentuk reaktor kubah tetap terbuat dari semen Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah. Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunakan reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya. 

      

     2.   Reaktor Floating Drum, Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di India pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik-turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan. Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. Faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap. 

     3.   Reaktor Balon, Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakanpada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masingmasing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas.

    4.  Reaktor Fiberglass, Reaktor bahan fiberglass merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan fiberglass sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. Reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpanan gas masing-masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Reaktor dari bahan fiberglass ini sangat efisien karena sangat kedap, ringan dan kuat. Jika terjadi kebocoran mudah diperbaiki atau dibentuk kembali seperti semula, dan yang lebih efisiennya adalah reaktor dapat dipindahkan sewaktu-waktu jika peternak sudah tidak menggunakannya lagi

Daftar Pustaka

Dinas Pertanian dan Peternakan Kota Bengkulu. 2012. Laporan Akhir Kegiatan Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian TA. 2012. Kota Bengkulu

Wahyuni, Sri. 2009 Biogas. Bogor

Widodo, T.W., A. Asari, A. Nurhasanah and E. Rahmarestia. 2005. Biogas Technology Development for Small Scale Cattle Farm Level in Indonesia. International Seminar on Development in Biofuel Production and Biomass Technology. Jakarta.