Biogas Sebagai Sumber Energi Baru Terbarukan

Biogas sebagai hasil dari suatu proses fermentasi aneka material organik ( semua bahan berasal dari makhluk hidup) adalah sumber energi baru terbarukan (renuwable energy) yang dapat diperoleh dengan biaya murah, dari bahan yang selama ini dikatagorikan sebagai sampah.
Gas yang terbentuk dalam tabung kedap (tanpa oksigen) Digester Biogas BD 5000L, dibuat dari fiber glass berbahan resin eternal 2504, jenis mat Wr 200 ( mat anyam) dan mat 300 ( acak), ketebalan 3 - 5 mm, mampu memfermentasi 5 m3 kemudian ditambahkan ke melalui pengumpan sejumlah 0,5 m3 per hari. Sampah dan berbagai bahan organik dapat terus menerus setiap hari ditambahkan ke lobang pemasukan (intake chamber) dan akan diurai oleh bakteri anaerobic Green Phoskko (GP-7), untuk pertama kalinya hanya 5 sampai 7 hari telah mulai mengeluarkan gas methana (CH4) dan tersimpan di bagian atas tabung ( gas holder). Selanjutnya, biomassa (biomass) organik dapat terus menerus ditambahkan setiap hari, sepanjang tekanan dalam gas holder berkurang karena penggunaan bagi bahan bakar panas ( kompor, tungku) maupun bahan bakar gas oleh genset modifikasi Bio elektrik.

Menurut Dewi Arianti di International Journal of Renewable Energy Development (IJRED) 

The production of biogas from livestock waste manure in particular is one of the alternative utilization of organic wastes that can be implemented in Indonesia since there is a huge potential of bio-energy in Indonesia. This study utilizes cow manure as the raw material for making biogas and it is coupled with a cow rumen fluid and water. The objective of this study is to determine the effect of manure, rumen, and water composition in biogas production. The research was conducted in anaerobic for 60 days. The composition of manure, water, and the rumen were vary following the variable and ratio; variable A (manure and water); variable B (manure and rumen). The results indicate that the variable A (manure and water) with a 1:3 ratio, and the variable B (manure and rumen) with a 1:2 ratio produced the highest volume of biogas compared to other ratios. The highest biogas production occurred on average at day 23.

Gas metana (CH4) terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri pembangkit metana (methan) atau disebut juga bakteri anaerobik dan atau bakteri biogas. Hasil fermentasi oleh bakteri ini mampu mengurangi sampah, yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4), yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Gas metana sama dengan gas elpiji ( liquidified petroleum gas/LPG). Perbedaannya adalah gas metan mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak.

Pembangkitan gas methan dari bahan organik akan sangat mendukung upaya mendapatkan sumber energi alternatif. Diketahui, tren kenaikan angka konsumsi akan bahan bakar konvensional (premium, solar) terus menaik sejalan dengan bertambahnya populasi penduduk dunia. Bahan bakar (BBM) yang berasal dari minyak bumi tersebut adalah sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), sedangkan permintaannya naik terus. Demikian pula harganya, cenderung meningkat karena tidak ada keseimbangan permintaan ( demand) dan, di sisi lain, penawaran (supply).  Demikian juga dengan masih rendahnya rasio elektrifikasi di berbagai bagian wilayah Indonesia ( Kalimantan, Nusa Tenggara, Sulawesi, Maluku dan Papua), pengolahan biomassa menjadi gas akan sangat membantu upaya pengembangan wilayah mandiri energi di Indonesia.  Dan, bahkan, dengan hasil sampingan berupa lumpur ( slurry) berupa pupuk organik, pengembangan Bio Elektrik juga akan sekaligus memperbaiki lapisan atas tanah di areal-areal penambangan.

Sebagaimana diketahui, kini umumnya penambangan (mining) tanpa menyimpan lapisan humus (top soil). Keadaan ini, bagi kepentingan reklamasi di kemudian hari, akan memerlukan puluhan tahun bagi kembalinya vegetasi. Luasnya areal penambangan, yang dikhawatirkan membawa problem lingkungan di masa kini dan masa depan ini, perlu diupayakan masyarakat dengan mengusahakan pupuk organik, biogas dan pembangkitan listrik melalui teknologi Bio Elektrik. Pemanfaatan sampah dan limbah organik yang bersumber dari usaha rakyat ( ternak, pertanian dan perkebunan) maupun limbah domestik (rumah tangga, pasar, hotel, restoran) menjadi biogas, daya listrik dan sekaligus menghasilkan pupuk organik diharapkan memberi solusi atas kebutuhan energi dan perbaikan vegetasi areal penambangan tersebut.

Proses fermentasi untuk pembentukan gas bio sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan baik biotis maupun abiotis, selain itu perlu adanya keseimbangan antara tahap non methanogenik dan tahap methanogenik. Faktor-faktor lingkungan yang penting dalam proses yang berlangsung di dalam digester adalah temperatur, konsentrasi padatan, konsentrasi asam-asam volatil, pembentukan scum, konsentrasi scum, konsentrasi nutrien esensial, substansi toksik dan pH (Taiganides, 1980).

Faktor lingkungan biotis meliputi bentuk dan sifat jasad yang aktif dalam proses serta sifat kehidupan antara jasad. Mikroorganisme yang berperan di dalam proses degradasi bahan organik secara anaerob dibagi menjadi tiga kelompok, ketiga kelompok bakteri ini dalam proses pembentukan metana berlaku secara simbiosis, yaitu: 1) kelompok bakteri fermentatif seperti Streptococci, Bacteriodes dan Enterobacteriaceae; 2) kelompok bakteri asetogenik seperti Methanobacillus, Desulfoxibrio; 3) kelompok bakteri methanogenik seperti Methanobacterium, Methanobacillus, Methanosarcina dan Methanococcus. Faktor lingkungan abiotis (non biologis) menyangkut faktor luar yang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan, serta secara langsung berpengaruh terhadap kehidupan dan aktivitas jasad, juga terhadap proses-proses yang terjadi kemudian (Suriawiria dan Sastramihardja, 1980).

Temperatur yang baik untuk perkembangan bakteri dalam proses fermentasi adalah 35 °C (Harahap et al., 1978). Produksi biogas yang tinggi adalah dari bahan-bahan atau kotoran yang mengandung C dan N dengan perbandingan 30 (C/N = 30) (Sihombing, 1980). Derajat keasaman (pH) optimal untuk proses fermentasi berkisar antar 7 sampai 8. Proses tersebut akan terhambat apabila pH berada pada 6,5 dan berhenti sama sekali pada pH 5,5 (Taiganides, 1980).

Proses fermentasi anaerobik untuk menghasilkan biogas menurut Apandi (1979) merupakan proses tiga tahap. Segolongan mikroorganisme yang fakultatif anaerob bekerja pada bahan organik yang polimerik secara hidrolisa enzimatis dirombak menjadi monomer-monomer yang larut pada tahap pertama. Monomer-monomer yang larut ini pada tahap kedua diubah menjadi asam organik, terutama asam asetat disamping propionat dan laktat. Asam organik ini merupakan substrat bagi tahap ketiga dari dekomposisi yang dilakukan oleh bakteri methanogenik. Gas methan yang berasal dari asam asetat sekitar 70 %.

Salah satu jalan untuk menghemat bahan bakar minyak (BBM) adalah mencari sumber energi yang dapat diperbarui (renewable), antara lain biogas.   Produksi pupuk organik, biogas dan bio elektrik berbahan sampah organik ini dapat dilakukan oleh perusahaan atau komunitas penimbul sampah organik  antara lain hotel, restoran, pasar induk sayuran, developer perumahan dalam pengelolaan tinja (septik tank), pengelola Tempat pembuangan sampah (TPA).  Pendek kata, pengelolaan sampah organik menjadi material baru berupa gas dan pupuk organik akanbermanfaat bagi manusia dan alam. Biogas, bio metan dan bio elektrik hasil teknologi proses fermentasi biomassa ( sampah dan limbah organik) adalah sumber energi baru terbarukan ( renuwable energy) bagi masa depan masyarakat hijau (green society).

Daftar Pustaka

Simamora, S. et al. 2006. Membuat Biogas Pengganti Bahan Bakar Minyak . Jakarta: AgroMedia Pustaka.

Anonimus. 1986. Biogas, Cara Meningkatkan Produksi Gas. Penerbit Bhratara. Jakarta

Surawiria, U. dan Sastramihardja, I. 1980. Faktor Lingkungan Biotis dan Abiotis di dalam Proses Pembentukan Gas Bio serta Kemungkinan Penggunaan Starter Efektif di dalamnya. Kertas Kerja Lokakarya Pengembangan Energi Non Konvesional. Direktorat Jendral Ketenagaan, Departemen Pertambangan dan Energi,

Maramba, F. D. 1978. Biogas and Waste Recycling. Maya Farm. Manila, Philippines

Sumber referensi

http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ijred/article/view/3805

https://id-id.facebook.com/notes/biogas-bio-elektrik-dan-pupuk/biogas-bio-metan-dan-bio-elektrik-sebagai-sumber-energi-baru-terbarukan/107227539368626