Teknologi Gasifikasi Untuk Biomassa – Bagian 1

Pengenalan

Gasifikasi biomassa menjadi gas sintesis (syngas) adalah salah satu teknologi yang digunakan di dalam konsep biorefinery. Syngas adalah bahan baku yang sangat flexible dan dapat digunakan untuk memproduksi senyawa kimia lain seperti methanol, ethanol, gas alam buatan, dan bahan bakar cair spt bensin dan diesel. Selanjutnya, senyawa seperti methanol jg merupakan bahan baku untuk membuat senyawa kimia lain seperti olefin, DME, aromatics, dan bensin. Oleh Karen ini, gasifikasi biomassa merupakan topic yang cukup menarik untuk dikupas.

Ada beberapa jenis unit gasifikasi yang bisa digunakan dengan biomassa sebagai umpannya. Unit2 gasifikasi ini telah dikembangkan secara komersiil dengan berbagai macam kapasitas. Mereka semua digunakan untuk membangkitkan listrik dan bahan bakar cair dengan menggunakan batubara sebagai umpannya. Penggunaan unit2 gasifikasi ini untuk biomassa dan pemahaman mengenai aplikasinya, perkembangannya, dan skalanya merupakan subjek dari tulisan singkat ini.

Gasifikasi biomassa di seluruh dunia

Di bawah ini terdapat beberapa peta gasifikasi biomassa di seluruh dunia yang diambil dari website IEA (www.ieatask33.org). Beberapa informasi di website ini mmg tidak sesuai lagi. Beberapa proyek telah dibatalkan, sementara beberapa di antaranya telah bangkrut karena financial (spt Range Fuels (1)) atau masalah teknologi (scale-up) (spt CHOREN (2)). Meskipun demikian, peta2 ini dapat memberikan gambaran mengenai aplikasi gasifikasi biomassa.

Gambar 1

Gambar 1. Gasifikasi biomassa di seluruh dunia (sedang dalam konstruksi, atau commissioning, atau operasional) (3)

Gambar 1 di atas menunjukkan unit gasifikasi di seluruh dunia dalam berbagai fasa pengembangan, untuk semua skala (pilot, demo, komersiil), dan untuk semua aplikasi (spt co-firing dengan batubara, combined heat and power (CHP), dan untuk sintesis kimia). Mayoritas aplikasi komersial dan operasionalnya berada di benua Eropa, seperti terlihat di Gambar 2.

Gambar 2

Gambar 2. Gasifikasi biomassa di seluruh dunia yang sedang beroperasi (3)

Kebanyakan dari aplikasi komersial ini adalah untuk pembangkit tenaga, baik dengan co-firing dengan batubara maupun sekaligus dengan CHP. Hal ini terlihat jelas di Gambar 3 yang menunjukkan sangat sedikitnya aplikasi gasifikasi biomassa untuk sintesis kimia.

Gambar 3

Gambar 3. Gasifikasi biomassa di seluruh dunia yang sedang beroperasi untuk sintesis senyawa kimia (3)

Teknologi Gasifikasi

Sampai saat penulisan ini, tipe gasifikasi dalam dikelompokkan menjadi 5 kelompok seperti yang ditunjukkan di Gambar 4. Kelima kelompok ini adalah fixed bed (updraft dan downdraft), fluidized bed (bubbling dan circulating), dual bed (combination of bubbling dan circulating), entrained flow, dan gasifikasi plasma.

Gambar 4

Gambar 4. Overview berbagai teknologi gasifikasi biomassa

Ada beberapa perbedaan mencolok yang terdapat di unit2 gasifikasi ini, meskipun jenisnya sama, sbb:

  • Sistem pengumpanan biomassa, baik dari atas atau dari samping (4), ukuran partikel yang diperlukan, konsentrasi air yang diperbolehkan, atau apakah unit gasifikasinya bertekanan atau tidak.
  • Apakah udara, oksigen, atau steam yang digunakan sebagai zat pengoksidan. Udara akan menurunkan konsentrasi gas produk, menurunkan nilai bakar (calorific value) sampai sekitar 4-6 MJ/Nm3 (5). Usaha menghilangkan N2 dari gas produk akan sangat sulit dan sangat mahal. N2 perlu disingkirkan terutama untuk produksi senyawa kimia. Penggunaan oksigen atau steam akan menaikkan nilai bakar sampai 12-18 MJ/Nm3 (5). Untuk ini, pabrik oksigen atau boiler akan diperlukan. Hal ini berarti penambahan biaya investasi. Oleh karena ini, khususnya untuk pabrik oksigen, kapasitas besar akan lebih menguntungkan secara ekonomi. Sebagai rule of thumb, penggunaan udara sebagai zat pengoksidan biasanya berada di bawah kapasitas 50 MWth umpan (5).
  • Rentang temperature operasi unit gasifikasi. Pada temperature yang cukup tinggi (>900oC), terjadi penurunan pembentukan tar, demikian juga sebaliknya.
  • Bagaimana energy dikirimkan ke unit gasifikasi, apakah sebagian biomassa dibakar di dalam unit gasifikasi (secara langsung), atau secara tidak langsung di mana coke dibakar di vessel terpisah seperti yang terjadi di dual gasifier.
  • Tekanan operasi unit gasifikasi. Unit gasifikasi yang bertekanan menghasilkan kapasitas yang lebih besar dan ukuran unit yang lebih kecil, terutama di unit2 downstreamnya. Dengan bertekanan tinggi seperti ini, di mana kompresor tidak diperlukan lagi, syngas dapat dijaga pada temperature tinggi. Akibatnya tidak ada energy yang hilang (4). Namun, tekanan tinggi berarti memerlukan sisi engineering yang lebih kokoh dan mekanisme pengumpanan yang lebih kompleks.

Rangkaian tulisan2 berikutnya akan membahas sedikit lebih detail mengenai tipe2 gasifikasi di atas, perbandingan syngas yang dihasilkannya, dan perbandingan unit2 gasifikasi tsb.

One thought on “Teknologi Gasifikasi Untuk Biomassa – Bagian 1

Leave a Comment