Bagaimana cara membakar gas alam tanpa melepaskan CO2 ke udara? Caranya adalah dengan menggunakan metode pembakaran khusus yang telah diteliti TU Wien selama bertahun-tahun, yakni: chemical looping combustion (CLC). Dalam proses ini, CO2 dapat diisolasi selama pembakaran tanpa harus menggunakan energi tambahan, yang berarti dapat disimpan. Ini mencegah CO2 dilepaskan ke atmosfer.
Metode ini berhasil diterapkan di fasilitas uji dengan daya 100 kW. Sebuah proyek penelitian internasional baru-baru ini berhasil mengembangkan teknologi yang mampu menciptakan semua kondisi yang diperlukan untuk membuat fasilitas uji dapat berfungsi secara penuh dengan kapasitas 10 MW.
Mengisolasi CO2 dari gas buang lainnya
Membakar gas alam jauh lebih ‘bersih’ daripada membakar minyak mentah atau batu bara. Namun, gas alam memiliki kekurangan, yakni menghasilkan CO2 selama pembakaran, yang memiliki efek merugikan bagi kondisi iklim dunia. CO2 biasanya merupakan bagian dari campuran gas buang, bersama dengan nitrogen, uap air dan zat lainnya. Dalam bentuk campuran ini, CO2 tidak dapat disimpan atau didaur ulang dengan baik.
"Di dalam fasilitas uji tempat kami bekerja, bagaimanapun, proses pembakaran pada dasarnya berbeda," Stefan Penthor dari Institut Teknik Kimia di TU Wien menjelaskan. "Dengan metode pembakaran kami, gas alam sama sekali tidak berhubungan dengan udara, karena kita membagi prosesnya ke dalam dua ruang terpisah."
Butiran yang terbuat dari oksida logam beredar hilir-mudik di antara kedua bilik dan bertugas untuk mengangkut oksigen dari udara ke bahan bakar: "Kami memompa udara melalui satu ruangan, di mana partikel-partikel tersebut mengambil oksigen dan kemudian beralih ke ruang kedua, sebuah ruang dengan gas alam mengalir di dalamnya; di sinilah oksigen dilepaskan, sehingga terjadi pembakaran tanpa api, menghasilkan CO2 dan uap air," jelas Penthor.
Pemisahan pembakaran menjadi dua ruang berarti ada dua aliran gas buang terpisah yang harus diatur, yakni: udara dengan konsentrasi oksigen yang sudah berkurang yang dikeluarkan dari ruangan pertama, serta uap air dan CO2 yang keluar dari ruangan kedua. Uap air dapat dipisahkan dengan mudah, meninggalkan CO2 hampir murni, yang dapat disimpan atau digunakan dalam aplikasi teknis lainnya. "Penyimpanan CO2 berskala besar di bekas reservoir gas alam bawah tanah sangat signifikan artinya di masa depan,” kata Stefan Penthor. Panel Antarpemerintah untuk Perubahan Iklim Perserikatan Bangsa-Bangsa (United Nations International Panel for Climate Change/UN-IPCC) juga memandang penyimpanan CO2 di bawah tanah sebagai komponen penting dari setiap kebijakan mengenai perubahan iklim di masa depan. Hanya saja, CO2 hanya bisa disimpan jika sudah dipisahkan semurni mungkin - seperti yang dihasilkan oleh metode pembakaran CLC yang baru.
Dengan memisahkan kedua aliran gas buang tersebut, tidak ada lagi kebutuhan untuk membersihkan sisa-sisa CO2 dari gas buang, sehingga menghemat banyak energi. Terlepas dari semua ini, listrik dapat dihasilkan dengan cara biasa, sedangkan jumlah energi yang dilepaskan sama persis dengan yang dihasilkan saat membakar gas alam dengan cara konvensional.
Langkah Selanjutnya
Beberapa tahun telah berlalu sejak TU Wien pertama kali membuktikan keberhasilan metode pembakaran CLC di fasilitas uji. Tantangan besar yang harus dihadapi saat ini adalah: merancang ulang seluruh proses sehingga bisa diaplikasikan menjadi sebuah instalasi berskala besar yang juga terjangkau secara ekonomis. Seluruh desain fasilitas harus direvisi; selain itu, metode produksi baru untuk partikel oksida logam juga harus dikembangkan. "Untuk fasilitas yang besar, diperlukan sekian ton partikel oksida logam seperti ini. Kelayakan konsep ini secara ekonomi sangat bergantung pada kemampuan untuk menghasilkan partikel dengan mudah dan dengan tingkat kualitas yang cukup tinggi," kata Stefan Penthor.
SUCCESS (Sustainable Urban Carbon Capture: Engineering Soils for Climate Change: sebuah afiliasi riset yang melibatkan beberapa universitas di Inggris dan panel penasihat yang diambil dari unsur pemerintah pusat, pemerintah daerah, serta akademisi Inggris) telah melakukan berbagai proyek terkait isu-isu seperti ini selama tiga setengah tahun. TU Wien telah mengkoordinasikan proyek tersebut dengan mereka, melibatkan 16 perusahaan mitra dari seluruh Eropa. Kelompok kerjasama ini telah berhasil menyelesaikan semua pertanyaan teknis yang signifikan dalam percobaan tersebut.
Tim CLC TU Wien (dari kiri ke kanan): Karl Mayer, Robert Pachler, Stefan Penthor (duduk), Michael Stollhof, Stephan Piesenberger
Revisi desain fasilitas uji didasarkan pada dua paten teknologi fluidised bed yang dipegang oleh TU Wien. "Tujuan kami telah tercapai, yakni mengembangkan teknologi sedemikian rupa sehingga kemampuan fasilitas uji untuk bekerja di kisaran 10 MW dapat dimulai kapan saja, bahkan sejak hari ini" kata Stefan Penthor. Namun demikian, mestinya langkah lanjutan dari penelitian ini tidak dilakukan untuk kepentingan lembaga penelitian semata; yang dibutuhkan sekarang adalah investor swasta atau publik. Keberhasilan teknologi ini juga bergantung pada kemauan politik dan kondisi industri energi di masa depan. Selain itu, langkah selanjutnya juga penting karena merupakan satu-satunya cara untuk mendapatkan pengalaman yang diperlukan, agar bisa memanfaatkan teknologi tersebut dalam skala industri dan dalam jangka panjang.
Sementara itu, tim peneliti TU Wien telah menetapkan tujuan ilmiah selanjutnya, yaitu: "Kami ingin mengembangkan metode ini lebih jauh sehingga bisa membakar bukan hanya gas alam saja, tapi juga biomassa," kata Penthor. "Jika biomassa dibakar, kemudian CO2-nya dipisahkan, proses tersebut bukan hanya sekedar ‘tidak menambah jumlah CO2’, tapi malah akan mengurangi jumlah CO2 di udara. Dengan demikian, Anda bisa menghasilkan energi dan melakukan sesuatu yang baik bagi iklim global, dalam waktu yang bersamaan."
---
(sumber: Science Daily | sumber gambar: TU Wien)
Comments (3)