Konverter kit BBM ke Biogas


Sibuk mengurusi finalisasi dan transportasi kemasan tabung fleksibel 3kg dan 12kg  yang akan dipakai pada kendaraan dalam mengkonversi BBM ke BBG, mari kita lanjutkan tema kita yang terputus untuk membahas konversi energi pada kendaraan yang tidak hanya dilakukan dari BBM ke BBG melainkan juga konversi BBM ke bahan bakar alternatif lainnya seperti bioetanol (alkohol) dan biogas.

Konversi energi alternatif pada kendaraan berupa konversi bahan bakar Bioetanol/Alkohol sudah dibahas pada sesi sebelumnya dan saatnya kita akan membahas konversi bahan bakar Biogas yang dihasilkan dari aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk di antaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradabledalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik.

Pengembangan konversi BBM ke biogas berawal dari permintaan seorang teman yang mempunyai hubungan dekat dengan kementerian lingkungan hidup pada tahun 2008 untuk membuat sebuah kompor untuk memasak yang mana bahan bakarnya berupa biogas. Hanya saja biogas tersebut tidak didapat dari dalam digester yang terbuat dari bahan plastik melainkan biogas yang dimampatkan dalam tabung yang terbuat dari bahan metal. Hal ini dimaksudkan agar biogas dalam tabung dapat dikomersialisasikan seperti halnya bisnis tabung LPG 3kg dan 12kg jika peternak mempunyai hewan sapi atau ternak lainnya dengan jumlah banyak.

Pengembangan diawali dengan mendisain kompor menggunakan sistem penurunan tekanan dengan sistem kapiler. Penurunan tekanan ini sangat berbeda dibandingkan dengan sistem penurunan tekanan yang biasa ditemukan dipasaran menggunakan regulatorspuyer atau membran. Tekanan gas juga akan turun jika menggunakan pipa dengan diameter sangat kecil dan panjang. Semakin panjang pipa maka tekanan akan semakin turun dengan sendirinya.
 
Dapat dilihat pada gambar diatas bahwa kompor biogas yang sudah diproduksi oleh Kementerian Lingkungan Hidup dimodifikasi lagi sehingga tekanan biogas dari tabung dapat menjadi rendah. Penurunan tekanan tidak menggunakan sistem spuyer atau membran melainkan menggunakan sistem kapiler. Pipa AC dari tembaga dengan diameter kecil digulung seperti spiral sehingga dengan adanya panjang pipa akan membuat tekanan menjadi turun. Hal ini ditujukan untuk kestabilan api kompor karena tekanan gas pada saat penuh dan akan habis sangat berbeda dan akan mengganggu kestabilan api kompor jika penurunan tekanan menggunakan spuyer dan membran.
 
Tidak hanya pengembangan kompor melainkan juga pengembangan kompressor untuk memasukkan biogas bertekanan dalam tabung. Jenis tabung yang dibangun ada dua jenis yaitu tabung dengan ukuran besar dan kecil seperti halnya tabung 3kg dan tabung 12kg. Jenis komporessor yang dipakai juga bukan jenis komporessor CNG (Compressed Natural Gas) dengan tekanan kisaran diatas 2800 psi yang besar dan seharga 25 miliar untuk memasukkan gas alam kedalam tabung khusus, melainkan compressor biasa untuk AC dengan kapasitas 2PK. Hal ini di tujukan pada keselamatan dari pengguna biogas dalam tabung yang tidak bertekanan tinggi di rumah tangga. Tekanan gas dalam tabung berkisar antara 300-400 psi.

Dengan tekanan gas yang kecil dalam tabung dan pengembangan kompor menggunakan sistem kapiler maka konsep biogas dalam tabung bertekanan rendah dapat dipakai untuk memasak dirumah tangga selama 4-6 hari dengan rata-rata memasak 2 jam satu hari. Kapasitas biogas dalam tabung lebih kecil dibandingkan dengan tabung LPG 3kg yang dapat dipakai selama 2 minggu dengan rata-rata dua jam per hari untuk memasak.
 
Sementara itu dalam mengembangkan konsep biogas dalam tabung bertekanan rendah, biogas diperoleh dari MCK ++ (Plus Plus) yang terletak di jalan Petojo, Jakarta Pusat. Biodigester MCK ini merupakan bantuan dari USAID untuk mendorong program lingkungan bersih dari emisi yang sedang digalakan. Pada gambar diatas dapat dilihat sistem control biogas dengan adanya gelembung-gelembung gas yang terlihat diatas permukaan air dalam kolam dan sistem buka tutup aliran biogas untuk memasak.
 
Pada gambar diatas terlihat, para petinggi dengan jabatan sebagai Direktur dan Pengawas di Kementerian Lingkungan Hidup (yang berbaju hitam adalah pengelola biodigester dan ketua RW sedangkan yang berbaju biru adalah seorang teman sebagai penghubung ke Kementerian Lingkungan Hidup). Uji coba dilakukan pada saat mengisi biogas kedalam tabung dan memasak air dilokasi dapur umum biogas bantuan USAID.

Lucunya setelah konsep biogas dalam tabung bertekanan rendah untuk memasak sudah selesai dipaparkan, pada tahun 2009 muncul teman yang berminat dan meminta membangun modul pada kendaraan untuk mendukung sistem turbo pada kendaraan eterna Mitsubishi-nya dengan alasan Piggy Backuntuk mobil eterna sebagai pendukung penambahan sistem turbo tidak ada saat ini dan harus memesan selama sebulan. Permintaan dikabulkan dengan syarat mobilnya dapat dipakai juga untuk riset penggunaan bahan bakar Biogas dan LPG.
 
Kedua belah pihak sepakat dan pengembangan dimulai dari penambahan injector pada intake mesin. Dipergunakan dua buah injector pada intake tunggal dan bukan pada intake percabangan. Intake dilubangi dan injector tambahan dipasangkan pada intake yang sudah berlubang tersebut.
 
Kemudian modul control dibangun untuk dapat merubah besaran bahan bakar, timing fungsi injector tambahan pada saat turbo bekerja, menggeser atau delay bahan bakar bukan pada timing original untuk optimalisasi timing bahan bakar yang masuk dan mendukung besaran bahan bakar yang sesuai dengan besaran udara yang dimampatkan oleh turbo.
 
Setelah sistem control terbangun dengan baik maka diperlukan untuk selanjutnya komponen distribusi bahan bakar kedalam ruang bakar mesin kendaraan. Untuk keperluan tersebut dipergunakan pipa. Khusus untuk bahan bakar LPG dengan kemasan kecil (LPG untuk camping atau portable) diperlukan sistem buka tutup yang diambil dari kompor gas portable.
 
Setelah semua komponen terpasang dengan baik di kendaraan maka untuk pertama kali dilakukan adalah testing, setting dan tuning pada kondisi idle. Mesin kendaraan menunjukkan keadaan normal dan pengukuran gas buang kendaraan pada gas analyzer (kotak warna merah) juga menunjukkan hasil yang baik sekali.
 
Pada saat running kendaraan dengan akselerasi (kendaraan berjalan di jalan raya), suplai bahan bakar untuk menyesuaikan besaran udara yang dimampatkan oleh turbo juga menunjukan hasil yang baik. Leck atau kekosongan saat turbo bekerja pada RPM tertentu hilang dengan adanya pengaturan bahan bakar tambahan.
 
Penggunaan bensin tambahan dan biogas sangat membantu sekali hilangnya Leck pada penggunaan turbo tersebut sedangkan pada LPG dengan kemasan kecil terdapat kelemahan karena tekanan dalam kemasan sangat kecil dan baru terlihat dampaknya jika tabung LPG yang kecil tersebut dikocok terlebih dahulu pada saat turbo akan bekerja sehingga gas LPG dalam kemasan bertekanan.

Dari pengalaman pengembangan konsep biogas dalam tabung bertekanan rendah untuk rumah tangga dan biogas sebagai campuran bahan bakar pada kendaraan dengan sistem turbo dapat disimpulkan beberapa hal :

1.Biogas mengandung hidrogen sufida (H2S) yang sangat mengganggu ketahanan tabung biogas bertekanan rendah dan juga untuk mesin kendaraan karena sifat korosif dari hidrogen sulfida (H2S) yang mudah membuat karat. Hal ini dapat diantisipasi dengan upgrader menggunakan sistem filtering, katalis dan lain-lain.

2.Konsep biogas dalam tabung bertekanan rendah untuk rumah tangga juga memerlukan energi listrik untuk compressor agar biogas dapat masuk dalam tabung dengan tekanan tertentu. Penggunaan listrik akan mengganggu konsep bisnis biogas karena peternak biasanya berada jauh dari grid listrik. Hal ini dapat diantisipasi dengan membangun kincir dengan kerja putaran rotasi untuk memutar kompressor dan bukan untuk membangkitkan listrik. Atau kedua kombinasi dapat dimanfaatkan dari putaran rotasi tersebut.
3.Pada percobaan menggunakan kendaraan, suplai bahan bakar biogas pada kendaraan tidak akan stabil karena tekanan berubah-rubah pada saat bahan bakar gas dalam tabung pada kondisi penuh atau akan menjadi kosong. Hal ini dapat diantisipasi dengan menggunakan sistem regulator untuk mengatur tekanan bahan bakar gas dalam tabung menjadi konstan.
Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Umumnya kompoisis biogas terdiri dari metana (CH4) sekitar 50-75%, Karbon diolsida (CO2) sekitar 25-45%, Nitrogen (N2) 0-0,3%, Hidrogen (H2) 1-5%, Hidrogen Sulfida (H2S) 0-3%, Oksigen (O2) 0,1-0,5% dan elemen lainnya seperti kalsium, sulfur, zinc dan fosfor. Jika biogas diperoleh dari proses sampah atau limbah organik yang biodegradable seperti proses biogas di perkebunan kelapa sawit dan perkebunan lainnya maka dapat dikatakan komposisi jumlah sulfida kecil bahnkan tidak ada.

Jika biogas dibersihkansecara baik dari komponen-komponen yang tidak diperlukan maka akan memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. Akan tetapi gas (biogas) tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S), karbon dioksida (CO2) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. 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.

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

Gas alam terbaharui (Biogas) di Eropa ini benar-benar digalakan seperti halnya Bioethanol (alkohol) di Brazil dan Amerika. Mereka sadar akan energi alternatif yang harus serius digalakan mengingat bahan bakar konvensional berupa BBM yang semakin mahal harganya, semakin menipis persediaannya (kelangkaan) dan tidak ramah lingkungan (climate change). 

Tidak main-main mereka membangun produksi energi alternatif dihulu sangat baik dan bagus seperti yang dapat dilihat gambar diatas. Mereka memperlakukan proses produksi dengan sangat profesional, apakah produksi biogas itu berasal dari limbah ternak atau dari limbah perkebunan. Inovasi tidak berhenti pada penggunaan biodigester terbuat dari plastik yang kadang-kadang tekanannya berubah-ubah. Mereka terus melakukan inovasi sehingga produksi energi alternatif dengan kapasitas besar dengan teknologi canggih.

Bukan hanya produksi energi alternatif dihulu yang profesional, mereka juga membangun inovasi di hilir penggunaan energi alternatif hasil dari produksi yang dibangun dihulu dalam bentuk konverter kit. Ingat !!! Konverter kit bukan saja dipakai pada hal konversi BBM ke BBG melainkan juga dapat dan harus dikembangkan pada konversi dari BBM ke Energi Alternatif lainnya. Bahan bakar alternatif setelah diproduksi dihulu harus dipergunakan dengan baik sehingga produksi energi alternatif dihulu tidak mubajir dan penggunaan energi alternatif hasil dari produksi hulu menjadi optimal adanya.

Mengapa di Indonesia perlakuan inovasi seperti di Eropa dan negara maju lainnya tidak dapat dilakukan? Apakah pemerintah sudah dan hanya bangga pada penggunaan biogas menggunakan biodigester hasil kotoran ternak untuk memasak dirumah tangga saja? Apakah energi alternatif seperti bioethanol dan biogas sudah dikembangkan secara profesional dan optimal atau hanya sebatas wacana? Bagaimana dengan penggunaan produksi energi alternatif yang harus dipergunakan pada sektor lainnya seperti pada kendaraan atau pembangkit tenaga listrik???

Perkebunan dan perternakan yang dikelola oleh pemerintah di tanah air menghasilkan limbah yang besar. Limbah tersebut juga berkontribusi pada lingkungan terutama pada masalah pemanasan global (climate change). Material hasil perkebunan, perternakan dan usaha lainnya harus dipergunakan dengan baik. Ingat!!! hukum kekekalan Energi dan Materi (massa). Jadi harus disiasati dengan baik pengelolaan limbah hasil usaha, apakah dihulu atau dihilir. 

Pemerintah seyogyanya mempunyai blue print pembangunan yang berkelanjutan dimulai dari pengelolaan Sumber Daya Alam (SDA) yang berupa materi (massa), pengelolaan limbah materi hasil dari SDA dan akhirnya pengeloaan energi dari energi alternatif yang menjadi ketahanan energi nasional. Jika pemerintah mempunyai blue print pengelolaan yang mempunyai siklus tertutup (hukum kekekalan tadi) maka bumi Indonesia ini tidak akan kekurangan materi dan energi karena semua akan tumbuh dan berkembang dari siklus pengelolan itu tadi. Ketahanan pangan dan energi dibumi Indonesia ini akan terlihat nyata adanya….Amin


Dipl. Ing. A. Hakim Pane

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: