Menghasilkan Gas Sintetis dari Penangkapan Karbon Dioksida

Senyawa karbon dioksida yang ditangkap dari pembakaran bisa dimanfaatkan lebih lanjut menghasilkan metana, penyusun utama bahan bakar gas.

KOMPAS/YOLA SASTRA

Cerobong PLTU Ombilin di Desa Sijantang Koto, Kecamatan Talawi, Kota Sawahlunto, Sumatera Barat, mengeluarkan asap putih tebal, Kamis (27/6/2019) siang. Warga di Desa Sijantang Tuo, Desa Salak, dan Desa Talawi Hilir resah karena setiap hari abu hitam turun ke permukiman dan memicu batuk dan mata perih.

Penggunaan bahan bakar gas meski dinilai bersih bagi lingkungan tetap saja itu berasal dari fosil yang tidak ramah pada iklim. Para peneliti baru-baru ini menawarkan gas alam sintetik yang diperoleh dari hasil pengolahan karbon dioksida yang ditangkap atau disimpan.

Karbon dioksida (CO₂) merupakan senyawa utama hasil pembakaran bahan bakar fosil, baik pada kendaraan maupun pembangkit listrik. Ekses pembakaran ini jika terlepas ke udara dan terakumulasi hingga menimbulkan efek gas rumah kaca yang berdampak pada pemanasan global serta krisis iklim.

Perkembangan teknologi kemudian mampu menciptakan alat untuk menangkap (capture) dan menyimpan (storage) senyawa zat asam arang tersebut. CO₂ yang tersimpan ini yang dimanfaatkan peneliti untuk menghasilkan gas metana, komponen utama bahan bakar gas.

Hasil kajian peneliti di Department of Energy’s Pasific Northewst National Laboratory (PNNL) di Amerika Serikat ini diterbitkan dalam jurnal ChemSusChem yang dikelola Chemistry Europe pada 21 Agustus 2021.

Saya akan senang ketika saya dapat membuat proses ini bekerja untuk metanol seefisien yang dilakukan untuk metana sekarang. Itu tujuan jangka panjang saya.

Merujuk pada siaran pers PNNL, 2 September 2021, proses kimia itu diklaim lebih efisien, baik dari sisi bahan material maupun energi yang dibutuhkan. Ujungnya, diperoleh harga gas (sintetik) yang lebih murah.

Proses kimia tersebut dimungkinkan berkat EEMPA, pelarut yang dikembangkan PNNL, mengambil CO₂ dari gas buang pembangkit listrik, mengikat gas rumah kaca tersebut sehingga dapat diubah menjadi bahan kimia yang berguna.

Awal tahun ini, peneliti PNNL mengungkapkan bahwa menggunakan EEMPA di pembangkit listrik dapat memangkas harga penangkapan karbon hingga 19 persen lebih rendah dari biaya industri standar. Ini diklaim merupakan harga penangkapan karbon terendah yang didokumentasikan. Kini dalam kajian yang terbit dalam jurnal ChemSusChem itu peneliti kembali menawarkan ”insentif” baru dalam memproduksi gas alam yang lebih murah.

KOMPAS/ABDULLAH FIKRI ASHRI

Kru Gas Ambalat, kapal pengangkut LPG, menunjukkan tangki gas saat kapal bersandar di Pelabuhan Cirebon, Jawa Barat, Jumat (18/9/2020). Kapal berkapasitas 5.000 meter kubik itu mengangkut LPG dari Tanjung Sekong (Banten) ke Pelabuhan Cirebon.

Jika dibandingkan dengan metode konversi metana konvensional, proses baru ini membutuhkan investasi awal dengan biaya 32 persen lebih rendah. Biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah 35 persen sehingga harga jual gas alam sintetis turun 12 persen.

Peran metana

Berbagai metode untuk mengubah CO₂ menjadi metana telah lama dikenal. Namun, sebagian besar proses bergantung pada suhu tinggi dan sering kali terlalu mahal untuk penggunaan komersial secara luas.

Selain diproduksi oleh alam, metana dapat dihasilkan dari sumber CO₂ terbarukan atau daur ulang dan dapat dipakai sebagai bahan bakar itu sendiri atau sebagai pembawa energi H₂ (hidrogen). Meskipun merupakan gas rumah kaca dan memerlukan manajemen rantai pasokan yang cermat, metana memiliki banyak aplikasi, mulai dari penggunaan rumah tangga hingga proses industri, kata penulis utama dan ahli kimia PNNL, Jotheeswari Kothandaraman.

Baca Juga: Teknologi agar Kapal Berbahan Bakar Fosil Tak Lepaskan Emisi

”Saat ini sebagian besar gas alam yang digunakan di AS harus dipompa keluar dari tanah dan permintaan diperkirakan akan meningkat seiring waktu, bahkan di bawah jalur mitigasi perubahan iklim,” kata Kothandaraman.

Karena itu, ia menyatakan, metana yang dihasilkan dari limbah CO₂ menawarkan alternatif untuk bahan bakar dengan jejak karbon rendah.

Menghitung biaya

Untuk mengeksplorasi penggunaan EEMPA dalam mengubah CO₂ menjadi metana, Kothandaraman dan rekan penulisnya mempelajari dasar molekuler reaksi. Mereka kemudian menghitung biaya untuk menjalankan proses dalam skala besar di pembangkit listrik 550 megawatt.

Secara konvensional, operator pabrik dapat menangkap CO₂ dengan menggunakan pelarut khusus yang menyiram gas buang sebelum dikeluarkan dari cerobong pabrik. Namun, pelarut tradisional ini memiliki kandungan air yang relatif tinggi, membuat konversi metana menjadi sulit.

Baca Juga: Eduwisata dan Gas Metana yang Menghidupi Warga

Penggunaan EEMPA, sebagai gantinya, mengurangi energi yang dibutuhkan untuk memicu reaksi semacam itu. Penghematan sebagian berasal dari kemampuan EEMPA untuk membuat CO₂ lebih mudah larut, yang berarti lebih sedikit tekanan yang dibutuhkan untuk menjalankan konversi.

Penilaian penulis, proses ini menghasilkan penghematan biaya karena CO₂ yang ditangkap oleh EEMPA dapat diubah menjadi metana di lokasi. Secara tradisional, CO₂ dipisahkan dari pelarut yang kaya air dan dikirim ke luar lokasi untuk diubah atau disimpan di bawah tanah. Dengan metode ini, CO₂ yang ditangkap dapat dicampur dengan hidrogen terbarukan dan katalis dalam ruang sederhana, kemudian dipanaskan hingga setengah tekanan yang digunakan dalam metode konvensional untuk membuat metana.

DOKUMENTASI PERTAMINA WILAYAH SUMBANGSEL

Petugas PT Pertamina (Persero) Marketing Operation Region (MOR) II Wilayah Sumatera Bagian Selatan melakukan pengecekan stok BBM di sejumlah stasiun pengisian bahan bakar umum, beberapa waktu lalu.

Reaksinya efisien, kata para penulis, mengubah lebih dari 90 persen CO₂ yang ditangkap menjadi metana meskipun jejak gas rumah kaca akhir bergantung pada peruntukan lanjutan dari metana. EEMPA menangkap lebih dari 95 persen CO₂ yang dipancarkan dalam gas buang. Proses baru juga mengeluarkan panas berlebih, menyediakan uap untuk pembangkit listrik.

Menghasilkan lebih banyak dari CO₂

Proses kimia yang disorot dalam makalah ini merupakan satu jalur di antara banyak jalur, kata Kothandaraman, di mana CO₂ yang ditangkap dapat digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi bahan kimia berharga lainnya. ”Saya akan senang ketika dapat membuat proses ini bekerja untuk metanol seefisien yang dilakukan untuk metana sekarang. Itu tujuan jangka panjang saya,” katanya.

Metanol memiliki lebih banyak aplikasi daripada metana, kata Kothandaraman, yang telah berusaha mengungkap reaksi katalitik yang dapat menghasilkan metanol dari CO₂ selama kira-kira satu dekade. Membuat plastik dari CO₂ yang ditangkap adalah rute lain yang direncanakan tim untuk dijelajahi.

Baca juga : Rekor Teknologi Penangkapan Karbon Dioksida Tertinggi

”Penting bahwa kita tidak hanya menangkap CO₂, tetapi menemukan cara yang berharga untuk menggunakannya,” kata Ron Kent, Manajer Pengembangan Teknologi Lanjutan di SoCalGas. ”Penelitian ini menawarkan jalur hemat biaya untuk membuat sesuatu yang berharga dari buang CO₂.”

Studi ini didukung oleh SoCalGas dan  Department of Energy\'s Technology Commercialization Fund and Office of Science.

Baca Juga: Dilema Menuju Dekarbonisasi