1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Perningkatan jumlah penduduk dan kemajuan teknologi merupakan
faktor utama penyebab meningkatnya kebutuhan energi dunia. Berbagai jenis
industri didirikan guna memenuhi kebutuhan hidup penduduk yang terus
meningkat.
Kemajuan
teknologi
di
berbagai
bidang
mendorong
berkembangnya keanekaragaman kebutuhan hidup yang pada akhirnya
menyebabkan berdirinya industri-industri baru untuk memproduksi berbagai
jenis kebutuhan hidup tersebut. Semakin banyak industri yang berdiri akan
mengakibatkan
semakin
tinggi
kebutuhan
energi
untuk
mencukupi
kelangsungan proses industri-industri tersebut. Penggunaan sumber energi
berbasis minyak bumi saat ini tidak akan berlangsung lama karena jumlah
cadangan minyak bumi yang terbatas. Sumber-sumber energi alternatif
diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi dunia di samping penggunaan
bahan bakar berbasis minyak bumi.
Gas alam merupakan bahan bakar alternatif yang menjanjikan karena
efisiensi pembakaran yang lebih tinggi, harga yang relatif lebih stabil, dan
menghasilkan polusi yang lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar
berbasis minyak bumi. Berbagai jenis industri mulai menggunakan gas alam
sebagai bahan bakar dan meminimalkan penggunaan bahan bakar minyak.
Hal ini menyebabkan tingkat konsumsi gas alam dunia meningkat setiap
tahun. Berdasarkan data BP Statistical Review of World Energy June 2012,
1
jumlah konsumsi gas alam tercatat sebesar 3222,9 milyar m3 pada akhir tahun
2011. Jumlah tersebut mengalami kenaikan 2,2% dari jumlah konsumsi gas
alam pada tahun 2010. Cadangan gas alam dunia terbatas dan tercatat hanya
208,4 trilyun m3 yang tersebar di berbagai negara. Semakin tingginya tingkat
konsumsi gas alam setiap tahun dan terbatasnya jumlah cadangan gas alam
yang ada di berbagai negara menyebabkan keberadaan gas alam tidak akan
berlangsung lama. Oleh karena itu perlu dipersiapkan sumber energi alternatif
yang mampu mencukupi kebutuhan energi dunia di masa yang akan datang.
Salah satu potensi Indonesia untuk berkontribusi dalam upaya
penyediaan sumber energi alternatif adalah keberadaan sumber-sumber
batubara yang melimpah di Indonesia. Data Bureau of Governmental
Research (BGR) pada akhir tahun 2011 menyatakan bahwa terdapat sekitar
1.004 milyar ton total cadangan batubara dunia yang tersebar di berbagai
negara dan Indonesia tercatat memiliki cadangan batubara sebesar 5.529 juta
ton. Cadangan batubara tersebut terdiri dari 1.520 juta ton batubara antrasit
dan bituminus serta 4.009 juta ton batubara sub-bituminus dan lignit. Selain
itu Indonesia juga merupakan negara dengan cadangan batubara terbesar ke-4
di kawasan asia pasifik setelah China, Australia, dan India (www.bp.com).
Dari segi produksi, berdasarkan data Ditjen Mineral dan Batubara
bagian dari Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, sebagian besar
hasil produksi batubara Indonesia langsung diekspor ke berbagai negara.
Sebagai contoh, produksi batubara Indonesia pada tahun 2011 yang
berjumlah 353 juta ton, kurang lebih 75% diekspor langsung ke berbagai
2
negara seperti China, India, Korea Selatan, dan Jepang tanpa diolah terlebih
dahulu. Jenis batubara yang di ekspor tersebut sebagian besar merupakan
batubara termal dengan nilai kalori di bawah 5700 kkal/kg. Batubara dengan
kalori rendah tersebut umumnya hanya digunakan untuk pembangkit energi
listrik sehingga harganya murah (www.bankmandiri.co.id). Kebijakan ekspor
ini perlu dipertimbangkan mengingat bahwa harga batubara dunia tidak stabil
dan cenderung mengalami penurunan dari tahun ke tahun. Dengan kata lain,
ekspor batubara dengan nilai kalor rendah ke berbagai negara bukan
merupakan solusi strategis untuk perkembangan perekonomian Indonesia.
Teknologi pengolahan batubara perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas
batubara Indonesia sebelum diekspor sehingga pendapatan negara dari hasil
ekspor batubara dapat meningkat.
Penggunaan batubara sebagai bahan bakar langsung juga mulai
mendapat perhatian khusus karena pemanfaatan batubara sebagai bahan bakar
padat penghasil energi panas melalui pembakaran dapat menyebabkan polusi
udara. Pembakaran langsung batubara menghasilkan berbagai jenis gas
seperti karbon dioksida, karbon monoksida, dan senyawa-senyawa sulfur
lainnya yang sangat berbahaya bagi lingkungan. Dengan adanya isu krisis
energi dan keinginan untuk mengembangkan sumber energi alternatif,
diperlukan suatu terobosan baru untuk mengolah sumberdaya alam batubara
Indonesia yang jumlahnya melimpah. Teknologi pengolahan batubara
Indonesia ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas batubara serta mampu
menghasilkan bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan.
3
I.2 Rumusan Masalah
Salah satu teknologi yang sedang berkembang saat ini sebagai upaya
penyediaan syngas sebagai bahan utama berbagai industri kimia. Bukan
hanya sebagai bahan baku senyawa-senyawa kimia penting tetapi gas
hidrogen yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
Dengan batubara Indonesia yang melimpah, terutama batubara Kalimantan
Timur, potensi pengembangan teknologi produksi syngas dari batubara
Indonesia sangat besar. Teknologi yang mudah untuk diterapkan adalah
gasifikasi batubara dengan uap air karena tidak memerlukan persiapan bahanbahan kimia tertentu sebagai agen gasifikasi.
Keberhasilan teknologi gasifikasi ini sangat tergantung pada jenis
katalisator yang digunakan, jenis batubara, dan kondisi proses gasifikasi.
Secara teoritis, gasifikasi katalitik batubara dengan uap air akan lebih
mengarah ke kondisi optimum pada temperatur yang rendah dan tekanan
yang tinggi (Hippo and Tandon, 2000). Penggunaan tekanan yang tinggi akan
meningkatkan biaya operasi sehingga tekanan atmosferis dipilih sebagai
langkah awal dalam penelitian. Untuk memperoleh informasi mengenai
performa katalisator yang digunakan dalam gasifikasi, diperlukan penelitian
tentang kinetika reaksi sekaligus komposisi gas hasil gasifikasi tersebut.
I.3 Keaslian Penelitian
Berbagai penelitian mengenai gasifikasi katalitik batubara dengan uap
air telah dilakukan oleh peneliti terdahulu. Sebagian besar penelitian
terdahulu dilakukan dengan fokus utama pada pengembangan katalisator
4
gasifikasi. Cook (1982) melakukan penelitian mengenai gasifikasi katalitik
batubara Utah dengan uap air menggunakan katalisator potassium carbonate
(K2CO3). Mahato (2005) mempelajari pengaruh penggunaan berbagai jenis
katalisator logam alkali yaitu KOH, K2CO3, NaOH, dan Na2CO3 pada
gasifikasi katalitik River Basin Coal dan petcoke dengan uap air pada suhu
700°C. Penelitian yang dilakukan Wilson et al., (1974) mengenai gasifikasi
katalitik batubara dengan uap air juga ditujukan untuk optimasi penggunaan
campuran katalisator nikel dan senyawa alkali karbonat untuk menghasilkan
gas metana. Hasil yang diperoleh dari penelitian tersebut adalah
dimungkinkan produksi metana dari gasifikasi batubara dengan uap air
menggunakan kombinasi katalisator potassium carbonate (K2CO3) dan
katalisator nikel pada tekanan rendah dan suhu 650°C.
Selain penelitian tentang katalisator, penelitian mengenai gasifikasi
batubara Kalimantan Timur juga telah banyak dilakukan tetapi dengan CO2
sebagai agen gasifikasi. Hutagaol (1990) telah meneliti tentang mekanisme
gasifikasi batubara asal Kalimantan Timur dengan CO2 dan steam. Sobah
(2012) telah melakukan penelitian gasifikasi arang batubara bituminus
Kalimantan Timur menggunakan gas CO2 dengan penambahan Ca(OH)2 pada
tahap pirolisis.
Berdasarkan penelusuran pustaka tersebut, peneliti belum menemukan
penelitian mengenai kinetika gasifikasi arang batubara lignit Kalimantan
Timur dengan uap air menggunakan katalisator nikel karbonat (NiCO3) serta
pengaruhnya terhadap komposisi gas hasil gasifikasi.
5
I.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui pengaruh penambahan katalisator nikel karbonat pada
gasifikasi batubara Kalimantan Timur dengan steam terhadap
komposisi gas yang dihasilkan.
2. Menganalisis kinetika gasifikasi batubara Kalimatan Timur dengan
steam menggunakan katalisator nikel karbonat.
3. Menganalisis
penggunaan
pendekatan
termodinamika
untuk
memodelkan komposisi kesetimbangan.
I.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah:
1. Memberikan informasi mengenai konversi batubara Kalimantan Timur
menjadi syngas melalui gasifikasi dengan uap air.
2. Memberikan informasi mengenai pengaruh pengunaan katalisator nikel
karbonat pada gasifikasi batubara Kalimantan Timur dengan uap air
terhadap komposisi gas yang dihasilkan.
3. Memberikan informasi mengenai kondisi proses, peralatan, dan kinetika
reaksi gasifikasi arang batubara Kalimantan Timur menggunakan uap
air sehingga mampu menjadi acuan untuk pengembangan skala besar
pabrik pengolahan batubara.
6