7BLUESENSES

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik.

Biogas dan aktivitas anaerobik
Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.

Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah.

Rentang komposisi biogas umumnya

Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55-75%CH₄.

Komposisi biogas

Komponen	%
Metana (CH4)	55-75
Karbon dioksida (CO2)	25-45
Nitrogen (N2)	0-0.3
Hidrogen (H2)	1-5
Hidrogen sulfida (H2S)	0-3
Oksigen (O2)	0.1-0.5

Gas landfill
Gas landfill adalah gas yang dihasilkan oleh limbah padat yang dibuang di landfill. Sampah ditimbun dan ditekan secara mekanik dan tekanan dari lapisan diatasnya. Karena kondisinya menjadi anaerobik, bahan organik tersebut terurai dan gas landfill dihasilkan. Gas ini semakin berkumpul untuk kemudian perlahan-lahan terlepas ke atmosfer. Hal ini menjadi berbahaya karena:
* dapat menyebabkan ledakan,
* pemanasan global melalui metana yang merupakan gas rumah kaca, dan
* material organik yang terlepas (volatile organic compounds) dapat menyebabkan (photochemical smog)

Kandungan energi
Nilai kalori dari 1 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, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.

Pupuk dari limbah biogas
Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.

Siloksan dan gas engines (mesin berbahan bakar gas)
Dalam beberapa kasus, gas landfill mengandung siloksan. Selama proses pembakaran, silikon yang terkandung dalam siloksan tersebut akan dilepaskan dan dapat bereaksi dengan oksigen bebas atau elemen-elemen lain yang terkandung dalam gas tersebut. Akibatnya akan terbentuk deposit (endapan) yang umumnya mengandung silika (SiO2) atau silikat (SixOy) , tetapi deposit tersebut dapat juga mengandung kalsium, sulfur belerang, zinc (seng), atau fosfor. Deposit-deposit ini (umumnya berwarna putih) dapat menebal hingga beberapa millimeter di dalam mesin serta sangat sulit dihilangkan baik secara kimiawi maupun secara mekanik.

Pada internal combustion engines (mesin dengan pembakaran internal), deposit pada piston dan kepala silinder bersifat sangat abrasif, hingga jumlah yang sedikit saja sudah cukup untuk merusak mesin hingga perlu perawatan total pada operasi 5.000 jam atau kurang. Kerusakan yang terjadi serupa dengan yang diakibatkan karbon yang timbul selama mesin diesel bekerja ringan. Deposit pada turbin dari turbocharger akan menurukan efisiensi charger tersebut.

Stirling engine lebih tahan terhadap siloksan, walaupun deposit pada tabungnya dapat mengurangi efisiensi

Biogas terhadap gas alam
Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. JIka hal ini dapat dicapai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan untuk mencapai gas kualitas pipeline. JIka biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ektensif, biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam terbaharui.


Penggunaan gas alam terbaharui
Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan.

Selama ini, jerami hanya jadi bahan buangan setelah padi dipisahkan untuk diolah jadi beras. Kalaupun ada yang memanfaatkan, jerami digunakan untuk bahan pembersih atau juga kerajinan tangan. Meski begitu, jumlahnya pun tak banyak dan justru akhirnya hanya dibakar atau jadi bahan pakan ternak.

Kini, dengan penelitian lebih lanjut, jerami ternyata juga bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan. Hebatnya, tak hanya memberikan nilai tambah, pemanfaatan jerami juga mencegah pelepasan karbon ke atmosfer saat terbakar. Siklus karbon ke atmosfer dapat diperpanjang dengan mengubahnya menjadi biofuel.

Terobosan ini telah dilirik produsen ethanol di China. Apalagi, sebagai salah satu negara terbesar, setiap tahun sekitar 230 juta ton batang jerami dibuang begitu saja. Karena itu, di sana sudah ada tiga fasilitas pengolahan jerami yang telah dibangun sampai saat ini.

Meski begitu, untuk mengolah jerami bukan hal yang mudah. Batang jerami yang kaya selulosa tidak mudah terurai bakteri yang biasa dipakai dalam proses pembuatan biomassa. Untuk itu, para peneliti memanfaatkan larutan alkali sodium hidroksida untuk melunakkannya sebelum proses fermentasi atau peragian. "Semua dilakukan pada suhu kamar, tanpa energi tambahan, dan butuh sedikit air, sehingga secara keseluruhan prosesnya sederhana, cepat, efektif biaya, dan ramah lingkungan," sebut Xiujin Li dari Universitas Teknologi Kimia Beijing.

Metode ini juga digunakan untuk memproduksi ethanol di lebih dari 30 negara. Namun, bahan yang diolah adalah tebu, jagung, dan kedelai yang notebene merupakan sumber pangan utama manusia, bukan bahan buangan. Sementara di China, jerami diolah agar menghasilkan biogas. Penggunaan larutan tersebut telah terbukti meningkatkan produksi campuran gas methan dan karbon dioksida hingga 65 persen. Residu atau sampah olahannya juga bermanfaat sebagai kompos. "Dengan cara ini, jerami benar-benar didaur ulang seluruhnya," tambah Xiujin Li.

Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono--alkyl ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan.

Sebuah proses dari transesterifikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas. Setelah melewati proses ini, tidak seperti minyak sayur langsung, biodiesel memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel (solar) dari minyak bumi, dan dapat menggantikannya dalam banyak kasus. Namun, dia lebih sering digunakan sebagai penambah untuk diesel petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang yang rendah pelumas.

Dia merupakan kandidat yang paling dekat untuk menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energi transportasi utama dunia, karena ia merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan diesel petrol di mesin sekarang ini dan dapat diangkut dan dijual dengan menggunakan infrastruktur sekarang ini.

Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat, terutama di Eropa, Amerika Serikat, dan Asia, meskipun dalam pasar masih sebagian kecil saja dari penjualan bahan bakar. Pertumbuhan SPBU membuat semakin banyaknya penyediaan biodiesel kepada konsumen dan juga pertumbuhan kendaraan yang menggunakan biodiesel sebagai bahan bakar.

Membuat biodiesel
Pada skala kecil dapat dilakukan dengan bahan minyak goreng 1 liter yang baru atau bekas. Methanol sebanyak 200 ml atau 0.2 liter. Soda api atau NaOH 3,5 gram untuk minyak goreng bersih, jika minyak bekas diperlukan 4,5 gram atau mungkin lebih. Kelebihan ini diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas atau FFA yang banyak pada minyak goreng bekas. Dapat pula mempergunakan KOH namun mempunyai harga lebih mahal dan diperlukan 1,4 kali lebih banyak dari soda. Proses pembuatan; Soda api dilarutkan dalam Methanol dan kemudian dimasukan kedalam minyak dipanaskan sekitar 55 oC, diaduk dengan cepat selama 15-20 menit kemudian dibiarkan dalam keadaan dingin semalam. Maka akan diperoleh biodiesel pada bagian atas dengan warna jernih kekuningan dan sedikit bagian bawah campuran antara sabun dari FFA, sisa methanol yang tidak bereaksi dan glyserin sekitar 79 ml. Biodiesel yang merupakan cairan kekuningan pada bagian atas dipisahkan dengan mudah dengan menuang dan menyingkirkan bagian bawah dari cairan. Untuk skala besar produk bagian bawah dapat dimurnikan untuk memperoleh gliserin yang berharga mahal, juga sabun dan sisa methanol yang tidak bereaksi.


Mengapa minyak bekas mengandung asam lemak bebas?
Ketika minyak digunakan untuk menggoreng terjadi peristiwa oksidasi, hidrolisis yang memecah molekul minyak menjadi asam. Proses ini bertambah besar dengan pemanasan yang tinggi dan waktu yang lama selama penggorengan makanan. Adanya asam lemak bebas dalam minyak goreng tidak bagus pada kesehatan. FFA dapat pula menjadi ester jika bereaksi dengan methanol, sedang jika bereaksi dengan soda akan mebentuk sabun. Produk biodiesel harus dimurnikan dari produk samping, gliserin, sabun sisa methanol dan soda. Sisa soda yang ada pada biodiesel dapat henghidrolisa dan memecah biodiesel menjadi FFA yang kemudian terlarut dalam biodiesel itu sendiri. Kandungan FFA dalam biodiesel tidak bagus karena dapat menyumbat filter atau saringan dengan endapan dan menjadi korosi pada logam mesin diesel.

Smart Lighting
It's no longer a question of whether incandescent bulbs will go, but when. Compact Florescent Lights (CFLs) are the future. CFLs cost more but are vastly cheaper over their life span because it takes eight or more incandescent bulbs to match the life span of a CFL.

Daylight Harvesting
The power of natural lighting to meet the lighting requirements of buildings is going to be at the forefront. Intelligent self-sensing controllers will help make optimum use of natural light.

Electric Cars
Powered by thousands of Li-Ion batteries, the electric car can do 0 to 60 mph in four seconds, outrunning practically every other production car on the planet.

Plug-In Hybrids
They complement biofuels, such as ethanol and biodiesel, by helping limited supplies of homegrown liquid fuel go further. What's more, since they use the existing grid to power up at night, they'll require little additional infrastructure.

High-Tech Recycling
Conveyer belts of mixed recycling materials can be swished through a series of smart sensors and sorters. Magnets pull out steel and iron, blowers tease out bags and paper, while shakers and centrifuges help separate other materials.

Green Computing
Computers made from recycled materials with components designed for easy recycling will dominate the IT products landscape. Energy efficiency will be the hallmark of all future devices.

Wind Energy
Wind power has become the utility industry's first choice for an environmentally friendly source of power.

Solar Energy
Photovoltaic cells will power solar energy systems. Lowering the cost of converting the sun's photons into electrons will help put solar energy on more roofs.

(sumber : www.go-green.ae)