Potensi dan Peranan Sumber Energi Batubara dalam Sektor Industri

Latar Belakang

Dalam beberapa tahun terakhir, batubara telah memainkan peran yang cukup penting

bagi perekonomian Indonesia dan semakin banyak dipakai dalam industri berskala besar[1-2]

.

Batubara merupakan sumber energi masa depan, dimana batubara merupakan bahan bakar

fosil yang berasal dari tumbuhan, yang sejak pengendapannya terkena proses fisika dan kimia

yang mengakibatkan pengkayaan kandungan karbonnya[3-5]

. Stok batubara di Indonesia

diperkirakan cukup melimpah dan mencapai 38,9 ton[3]

. Pada masa mendatang, produksi

batubara Indonesia diperkirakan akan terus meningkat; tidak hanya untuk memenuhi

kebutuhan dalam negeri (domestik), tetapi juga untuk memenuhi permintaan luar negeri

(ekspor)[6]

.

Gambar 1. Proyeksi Produksi, Penjualan dalam Negeri dan Luar Negeri Batubara Indonesia[6]

.

Proses pengolahan dan pemanfaatan batubara sebagai sumber energi lebih mudah

dibandingkan minyak bumi dan gas bumi, teknologinya juga lebih mudah daripada energi

terbarukan seperti gelombang laut, panas bumi dsb. Sebagai pengganti minyak bumi dan gas

bumi untuk bahan baku di sektor industri, secara garis besar batubara dapat diubah menjadi

gas, minyak ringan, tar, dan kokas. Batubara adalah yang paling berguna jika melihat pada

persentase kandungan karbonnya[7]

. Tabel 1 dibawah ini menunjukkan kandungan karbon

pada batubara dengan nilai kalorinya.

Tabel 1. Peringkat Batubara[7]

.

Name Carbon (%) Hydrogen (%) Calorific Value (MJ/Kg)

Anthracite 95-98 2.9-3.8 >32.5

Bituminous 82.5-92 4.2-5.6 26.7- >3.25

Sub-bituminous 78-82.5 5.2-5.6 19.3-26.7

Lignites 73-78 5.2-5.6 <19.3

Batubara akan digunakan untuk menghasilkan energi, diantaranya adalah energi listrik

dan energi campur. Tabel 2 dibawah ini menunjukkan perkiraan kontribusi batubara dalam

energi pembangkit listrik dan energi campur sampai dengan tahun 2020. Kemampuan

konversi dan pemanfaatan secara industrial menjadi kata kunci kedepannya.

Tabel 2. Perkiraan kontribusi batubara dalam energi pembangkit listrik dan energi campur[3,8]

.

Tahun Batubara untuk Listrik Batubara untuk Energi Campur

% Keseluruhan Jumlah (ton) % Keseluruhan Jumlah (ton)

2002 (R) 34,8 19,9 14,3 25,6

2005 40 28,1 16,2 36,8

2010 50 47,7 18,4 58,5

2015 55 57,0 17,1 70,0

2020 60 72,0 19,2 96,0

Proses Konversi Batubara

Batubara dapat digunakan sebagai bahan baku pada sektor industri maupun sebagai

bahan bakar melalui proses konversi antara lain[1]

:

1. Gasifikasi (Gasification).

2. Pirolisa (Pyrolisis/Carbonation).

3. Sintesis.

4. Hidorgenasi langsung (Direct Liquefaction).

5. Ekstraksi (Solvent Extraction).

Gasifikasi

Gasifikasi adalah proses pembakaran batubara atau bahan padat lainnya yang tidak

sempurna[9]

. Tujuan utama dalam proses gasifikasi diantaranya:

1. Mengkonversi keseluruhan umpan fraksi non-ash ke gas.

2. Memproduksi gas yang menjaga, semaksimal mungkin, nilai panas pembakaran

bahan baku.

Pembakaran mengkonversi umpan ke gas, tetapi gas tidak dapat dibakar lebih lanjut

untuk menghasilkan energi. Gas dari gasifier dapat dibakar untuk memproduksi energi, atau

secara kimiawi dikonversi menghasilkan produk lain. Produk-produk yang dihasilkan dari

proses gasifikasi dapat berupa SNG, gas sintesa, gas pereduksi dan gas berkalori rendah[1]

.

Gambar 2. Proses Gasifikasi[10]

.

Pirolisa

Pirolisis batubara dipahami sebagai sebuah proses dekomposisi termal pada

temperatur dalam range 773oK, dimana gas, tar, dan batu bara diproduksi

[11-12]. Dan untuk

melihat dekomposisi secara keseluruhan, terdiri atas 3 proses berurutan diantaranya[12]

:

1. Keterbatasan perubahan termal struktur molekul asli dibawah Td.

2. Dekomposisi aktif pada temperatur diantara Td dan 820K.

3. Degasifikasi kedua, dilihat dari evolusi variasi gas hidrokarbon, diatas 820K.

Sintesis

Sintesis gas, sebuah proses mixing terutama yaitu membuat CO, H2, dan CO2,

merupakan pilar utama dalam produksi bahan bakar dan kimia. Gas berasal dari bahan alam

seperti batubara, shade oil, tar sands, heavy residue dan biomass. Komposisi gas yang

dibentuk dipengaruhi oleh proses yang salah satunya yaitu gasifikasi[13]

.

Hidrogenasi Langsung

Proses pencairan batubara melalui hidrogenasi langsung yaitu mereaksikan batubara

dengan hidrogen pada tekanan dan temperatur tinggi dengan bantuan katalisator, sehingga

diperoleh produk cair seperti heavy fuel oil (waktu reaksi singkat) dan fraksi ringan (pada

tekanan lebih tinggi dan waktu lebih lama)[1,7,14]

. Teknologi Direct Coal Liquefaction (DCL)

melibatkan proses membuat sebagian minyak mentah muni sintesis dari batubara, yang

kemudian lebih diproses menjadi bensin sintesis dan diesel, lalu LPG[15]

.

Gambar 3. Skema DCL[16]

.

Ekstraksi

Proses ekstraksi solvent batubara bukan merupakan sebuah proses baru dan telah

berhasil dijalankan oleh sejumlah peneliti[17]

. Batubara sebagian larut dalam sejumlah

solvent. Sejumlah pelarut organik dapat digunakan, namun dissolution tidak akan pernah

sempurna dan biasanya membutuhkan proses heating sampai suhu yang cukup untuk terjadi

beberapa proses degradasi termal atau reaksi pelarut berlangsung. Dissolution dapat

mencapai 40% dapat dicapai di temperatur kamar dan mencapai 90% pada suhu sekitar

400oC

[18], dan peningkatan temperatur serta ukuran partikel batu bara yang kecil dapat

meningkatkan level proses ekstraksinya[19]

.

Potensi Batubara di Industri

Konsumsi batubara dalam beberapa tahun terakhir mengalami peningkatan yang

sangat pesat[20]

. Batubara digunakan berbagai industri untuk berbagai hal, dan salah satunya

digunakan dalam industri metalurgi. Sebagai contoh batubara digunakan dalam industri

pembuatan besi baja, namun penggunaannya mengalami fluktuasi. Tahun 1998 tercatat

144.907 ribu ton, meningkat hingga mencapai 236.802 ribu ton pada tahun 2002, namun

kemudian menurun hingga 112.827 ribu ton pada 2005. Dan jumlah batubara yang digunakan

untuk berbagai industri lainnya ditunjukkan oleh tabel dibawah ini.

Tabel 3. Konsumsi Batubara menurut Jenis Industri di Indonesia tahun 1998-2005[6]

.

Referensi

1. I. Pujotomo. (2011). Potensi dan Peranan Sumber Energi Batubara dalam Sektor

Industri. Proceeding SNEEMO 2011. A-6.

2. Nukman. (2008). Dekomposisi Volatile Matter dari Batubara Tanjung Enim dengan

menggunakan alat Thermogravimetry Analyzer (TGA). Jurnal Makara, Seri

Teknologi. Vol. 12, no. 2, pp. 65-69.

3. S. P. R. Wardani. (2008). Pemanfaatan Limbah Batubara (Fly Ash) untuk Stabilitas

Tanah maupun keperluan Teknik Sipil lainnya dalam Mengurangi Pencemaran

Lingkungan. Pidato Pengukuhan. Semarang: Universitas Diponegoro.

4. Azhar, G. Handayani. (2004). Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi

Schlumberger untuk Penentuan Tahanan Jenis Batubara. Jurnal Natur Indonesia. Vol.

6, no. 2, pp. 122-126.

5. Anggayana, K. (1999). Genesa Batubara. Bandung: Jurusan Teknik Pertambangan

Fakultas Teknologi Mineral ITB.

6. Tim Kajian Batubara Nasional. (2006). Batubara Indonesia. Pusat Litbang Teknologi

Mineral dan Batubara.

7. D. Coley. (2008). Energy and climate change: creating a sustainable future. USA:

John Wiley & Sons, Ltd.

8. Suryatono. (2004). Hidup dengan Batubara (dari Kebijakan hingga Pemanfaatan).

No: 001/IX/2001, ISBN: 979-96649-0-X.

9. D. A. Bell, B. F. Towler, & M. Fan. (2011). Coal Gasification and Its Application.

Oxford: Elsevier.

10. Sankar B. (2007). Coal Gasification. Presented at International Seminar Brazillian

Coal Association – ABCM and International Energy Agency.

11. K. H. van Heek, & H. Juncten. Recent Results on The Kinetics of Coal Pyrolisis and

Hydropryolisis and Their Relationship to Coal Structure. West Germany: Bergbau-

Forschung.

12. Dexiang Zhang. Thermal Decomposition of Coal. Vol. I – Coal, Oil Shale, Natural

Bitumen, Heavy Oil and Peat.

13. G. R. McCullough, S. C. Roberts, & M. J. Van Der Burgt. (1982). Shell Coal

Gasification Process. Journal of Progress in Energy and Combustion Science. Vol.

69, no. 2.

14. M. Kusumopradono. (1994). Potensi Batubara, Penggunaan Briket Batubara di

Rumah Tangga sebagai Subsitusi Bahan Bakar Alternatif, Kelebihan dan

Tantangannya. Pidato Pengukuhan Guru Besar. Semarang: Universitas Diponegoro.

15. R. H. Williams, & E. D. Larson. (2003). A Comparasion of direct and indirect

liquefaction technologies for making fluid fuels from coal. Journal of Energy for

Sustainable Development. Vol. 7, no. 4, pp. 103-129.

16. West Virginia, Carbon Sequestration. (http://www.wvcarb.org/tech-background.php,

dilihat 3 Oktober 2011).

17. P. Haupt. (2006). Effective Solvent Extraction of Coal and Subsequent Separation

Process. Dissertation. South Africa: University of Pretoria.

18. K. S. Vorres. (1993). “Coal” in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,

4th ed, vol. 6. USA: John Wiley & Sons.

19. B. Bland, et. al. (2002). Design, construction, and evaluation of coal extraction pilot

plant to manufacture coal-based carbon pitch. USA: West Virginia University.

20. E. Miranti. (2008). Prospek Industri Batubara di Indonesia. Journal of Economic

Review. No. 214.