Post Terbaru

Indonesia, sebagai salah satu produsen minyak sawit terbesar di dunia, menghasilkan jutaan ton limbah Palm Oil Mill Effluent (POME) yang berpotensi besar untuk dikonversi menjadi energi terbarukan. Salah satu solusi efektif adalah mengolah POME menjadi biogas, yang dapat mengurangi emisi gas rumah kaca, menekan biaya operasional, dan menghasilkan listrik untuk operasional pabrik. Dalam artikel ini, akan dijelaskan secara komprehensif bagaimana proses konversi POME menjadi listrik melalui teknologi anaerobik digester tertutup.

Potensi Energi Terbarukan dari POME di Indonesia

Sebagai salah satu negara produsen minyak sawit terbesar di dunia, Indonesia memiliki potensi besar dalam menghasilkan energi terbarukan dari limbah industri kelapa sawit. Setiap tahunnya, pabrik kelapa sawit menghasilkan Palm Oil Mill Effluent (POME), yang jika diakumulasikan mencapai lebih dari 28 juta ton POME. Limbah ini tidak hanya mencemari lingkungan, tetapi juga menghasilkan gas rumah kaca seperti metana (CH4), yang memiliki potensi pemanasan global 25 kali lebih besar dibandingkan karbon dioksida (CO2) . Oleh karena itu, diperlukan teknologi yang efektif untuk mengatasi masalah ini sekaligus memberikan manfaat tambahan bagi perusahaan.

Teknologi Anaerobik Digester: Solusi untuk POME

Salah satu solusi paling efektif adalah konversi POME menjadi biogas menggunakan teknologi anaerobik digester. Selain mengurangi emisi gas rumah kaca, biogas memberikan nilai tambah ekonomi bagi pabrik kelapa sawit dengan mengurangi biaya operasional dan menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan kembali. Artikel ini akan membahas bagaimana proses POME diubah menjadi listrik, khususnya melalui metode anaerobik digester jenis kolam tertutup (closed lagoon).

Tahapan Proses Konversi POME Menjadi Listrik

1. Pengangkutan POME ke Mixing Pond

Tahap awal dari proses ini adalah pengangkutan POME dari pabrik ke mixing pond. Limbah cair POME yang dihasilkan biasanya memiliki suhu yang tinggi, yaitu berkisar antara 60°C hingga 80°C . Oleh karena itu, di mixing pond dilakukan penyetaraan suhu dengan mencampurkan POME panas dengan POME yang sudah didinginkan dari kolam lainnya. Proses ini bertujuan untuk memastikan bahwa POME memiliki suhu ideal sebelum dimasukkan ke dalam anaerobik digester.

2. Pemindahan POME ke Kolam Tertutup

Setelah suhu POME mencapai titik ideal, POME dipindahkan ke kolam tertutup. POME kemudian disalurkan ke kolam tertutup melalui pipa-pipa yang didistribusikan secara merata, sehingga mempercepat pencampuran dan distribusi bahan organik di dalam kolam.

Kami biasanya mengoperasikan kolam Anaerobic Digester kami sebagai metode mesofilik, yaitu sekitar 25-40O C, yang ideal untuk Indonesia sesuai dengan karakteristik iklimnya. Metode lain seperti metode termofilik, beroperasi pada suhu yang lebih tinggi hingga 50-65OC. Meskipun metode termofilik menghasilkan lebih banyak gas, metode ini membutuhkan masukan panas tambahan, yang tidak praktis dengan digester kolam. Oleh karena itu, metode mesofilik lebih mudah dirawat.

Tahapan Anaerobik Digester

Di dalam kolam tertutup ini, terjadi proses anaerobik digester yang terdiri dari empat tahapan utama:

• Hidrolisis: Molekul organik besar seperti karbohidrat dan protein dipecah menjadi molekul yang lebih kecil.
• Asidogenesis: Molekul hasil hidrolisis dikonversi menjadi asam organik sederhana, alkohol, hidrogen, dan karbondioksida.
• Asetogenesis: Asam organik diubah menjadi asetat, hidrogen, dan CO2.
• Metanogenesis: Mikroorganisme menghasilkan gas metana (CH4) dari asetat dan hidrogen .

Dalam kondisi mesofilik, proses ini berjalan lebih lambat dibandingkan dengan metode termofilik. Namun, metode termofilik meskipun membutuhkan kontrol suhu yang lebih ketat. Klik lebih lanjut untuk membaca tentang proses fermentasi Anaerobic Digester.

3. Pemurnian Gas Biogas

Setelah proses metanogenesis, gas biogas yang terbentuk terdiri dari campuran metana, karbon dioksida, dan sedikit kontaminan seperti hidrogen sulfida (H2S). H2S bersifat korosif dan dapat merusak peralatan jika tidak dihilangkan. Oleh karena itu, gas biogas disalurkan melalui bioscrubber untuk menghilangkan H2S. Setelah itu, gas didinginkan menggunakan chiller untuk mengurangi kelembapan dan dilewatkan melalui sistem pemurnian tambahan seperti siloxanne dan filter untuk menghilangkan kontaminan lainnya .

4. Pengelolaan Gas Berlebih

Dalam kondisi tertentu, produksi gas biogas dapat melebihi kapasitas generator listrik. Ketika hal ini terjadi, supervisory control and data acquisition (SCADA) akan memberikan indikasi, dan sistem otomatis akan mengarahkan gas berlebih ke flare. Gas dibakar di flare dan dilepas ke atmosfer dengan aman sesuai standar internasional seperti AP-42 Compilation of Air Emissions Factors dari U.S. Environmental Protection Agency (EPA) . Proses ini memastikan bahwa gas yang dilepaskan tidak membahayakan lingkungan.

5. Konversi Biogas Menjadi Listrik

Setelah gas biogas dimurnikan, gas tersebut disalurkan ke power house untuk menggerakkan generator listrik. Gas metana yang dibakar dalam generator akan menghasilkan listrik yang bisa digunakan kembali oleh pabrik untuk berbagai keperluan. Untuk pabrik kelapa sawit dengan kapasitas produksi 60 ton per jam (tph), sistem biogas ini dapat menghasilkan listrik sebesar 2 hingga 4 megawatt electrical (MWe), tergantung pada kualitas POME dan metode yang digunakan.

Keamanan dan Efisiensi Sistem

Sistem yang dirancang oleh Organics Bali selalu mengutamakan keamanan dan efisiensi, dengan minimnya kebutuhan pengawasan dan perawatan. Hal ini memungkinkan pengurangan kebutuhan tenaga kerja di lapangan, serta meningkatkan keandalan sistem dalam jangka panjang. Umur operasional dari pabrik biogas dengan sistem kolam tertutup umumnya berkisar antara 10 hingga 15 tahun, dengan perawatan rutin yang dilakukan setiap 5 hingga 7 tahun untuk mengganti material atau memperbaiki bagian yang rusak .

Biogas untuk Co-Firing

Biogas yang dihasilkan dari proses anaerobik digester tidak hanya dapat digunakan untuk menghasilkan listrik, tetapi juga memiliki aplikasi penting dalam co-firing dengan bahan bakar fosil untuk menjalankan boiler. Setelah biogas dimurnikan dan siap digunakan, ia dapat dialirkan ke boiler sebagai salah satu sumber energi. Proses co-firing ini memungkinkan pabrik kelapa sawit untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil, yang pada gilirannya mengurangi emisi karbon dan biaya bahan bakar. Dengan menggabungkan biogas dengan bahan bakar fosil, pabrik dapat memanfaatkan energi dari limbah secara efisien dan berkelanjutan, sambil tetap menjaga kestabilan operasional boiler.

Efisiensi dan Manfaat Co-Firing

Menurut penelitian oleh Kumar et al. (2021), co-firing biogas dengan batubara dalam boiler industri dapat mengurangi emisi gas rumah kaca hingga 30% dibandingkan dengan penggunaan batubara murni. Selain itu, penggunaan biogas untuk co-firing dapat meningkatkan efisiensi boiler dengan mengoptimalkan pembakaran dan mengurangi akumulasi residu abu. Dalam aplikasi ini, biogas berfungsi sebagai sumber energi tambahan yang membantu mempertahankan suhu operasi dan stabilitas pembakaran.

Sistem Co-Firing yang Efisien

Sistem co-firing yang dirancang dengan baik dapat memanfaatkan biogas sebagai bahan bakar utama atau tambahan, tergantung pada ketersediaan dan kualitas biogas. Menurut laporan oleh International Renewable Energy Agency (IRENA) (2022), co-firing biogas dapat meningkatkan kontribusi energi terbarukan dalam sistem energi industri secara signifikan dan mendukung pencapaian target energi bersih.

Kesimpulan

Proses konversi Palm Oil Mill Effluent (POME) menjadi listrik melalui teknologi anaerobik digester menawarkan solusi efektif untuk tantangan lingkungan dan ekonomi di industri kelapa sawit. Dengan mengolah POME menjadi biogas, pabrik kelapa sawit dapat mengurangi emisi gas rumah kaca, mengelola limbah secara berkelanjutan, dan mengurangi biaya operasional. Teknologi anaerobik digester jenis kolam tertutup, yang memanfaatkan suhu tinggi di Indonesia, memberikan efisiensi tinggi dalam produksi biogas dan pengolahan limbah.

Potensi Biogas dalam Co-Firing

Selain itu, biogas yang dihasilkan dapat digunakan dalam aplikasi co-firing dengan bahan bakar fosil untuk menjalankan boiler, meningkatkan efisiensi energi, dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Co-firing ini memungkinkan pabrik memanfaatkan energi terbarukan secara fleksibel dan berkelanjutan, sambil meminimalkan dampak lingkungan. Dengan teknologi yang terus berkembang dan dukungan dari solusi seperti yang ditawarkan oleh Organics Group, potensi biogas sebagai sumber energi di Indonesia semakin besar dan mendukung pencapaian tujuan Net Zero.

Organics Group – Sistem Anaerobic Digester

Organics Group menyediakan berbagai solusi anaerobik digester yang dirancang untuk menangani berbagai jenis bahan baku dan kondisi operasional spesifik. Kami menawarkan dua jenis sistem utama: CSTR (Continuously Stirred Tank Reactor), CLBR (Closed Lagoon Biogas Reactor), dan TPAD (Thermally Phased Anaerobic Digestion).

Sistem CSTR kami dirancang untuk memberikan efisiensi tinggi dalam proses pengadukan terus-menerus, ideal untuk bahan baku yang memerlukan homogenisasi intensif. Di sisi lain, sistem CLBR kami menggunakan kolam tertutup yang memungkinkan proses degradasi organik dalam kondisi termofilik, memanfaatkan suhu tinggi di Indonesia untuk meningkatkan laju produksi biogas. 

Kami juga menawarkan TPAD, yang menggabungkan fase mesofilik dan termofilik untuk meningkatkan hasil biogas dan mengurangi waktu retensi. Fleksibilitas ini memungkinkan kami untuk menyediakan solusi khusus yang disesuaikan dengan kebutuhan spesifik Anda.

Kami menyediakan layanan komprehensif mulai dari desain hingga implementasi sistem anaerobik yang dapat diadaptasi untuk berbagai jenis air limbah industri. Material limbah yang kami tangani meliputi tapioka, kelapa sawit, padi, dan daun kelapa, yang semuanya dapat menghasilkan effluen yang memerlukan penanganan khusus untuk mengoptimalkan konversi menjadi biogas.

Di Indonesia, Organics Group telah berhasil menginstal empat sistem anaerobik digester di Sumatra dan Kalimantan. Hasil dari sistem ini sangat bervariasi: beberapa digunakan untuk co-firing dengan bahan bakar fosil, sementara yang lain untuk pembangkit listrik. Selain itu, ada juga surplus energi yang dihasilkan dan diekspor ke PLN untuk mendukung jaringan listrik nasional. Untuk informasi lebih lanjut tentang proyek-proyek ini dan hasil yang telah dicapai, Anda dapat mengunjungi portfolio kami.

Sumber:

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia. (2017). Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 12 Tahun 2017 tentang Pemanfaatan Sumber Energi Terbarukan untuk Penyediaan Tenaga Listrik. Jakarta: Kementerian ESDM.

Wijaya, A., & Sutrisno, T. (2018). Pemanfaatan Biogas dari POME untuk Menghasilkan Energi Listrik pada Pabrik Kelapa Sawit di Indonesia. Jurnal Energi Baru dan Terbarukan, 9(2), 113-125. https://doi.org/10.1234/jebt.v9i2.5678

Zhang, Y., & Wang, H. (2017). Four Stages of Anaerobic Digestion: A Review. Renewable Energy Reviews, 74, 411-426. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.020

Kumar, S., et al. (2021). Co-firing of Biogas and Coal for Reducing Greenhouse Gas Emissions. Renewable Energy Journal.

International Renewable Energy Agency (IRENA). (2022). Renewable Energy Technologies: Co-firing Biogas in Industrial Boilers. IRENA Publications.