124. TEKNOLOGI WtE: MENGOLAH SAMPAH MENJADI ENERGI

Penulis : Eka Putri Perwita Suci
Tema : Earth
=========================================================================================================================================================

Sampah adalah adalah sisa kegiatan sehari-hari manusia dan/atau proses alam yang berbentuk padat. Setiap orang menghasilkan timbulan sampah antara 0,5-1,0 kg sehari. Bagi sebagian besar penduduk dunia, sampah umumnya dianggap sebagai musibah, karena itu harus dibuang jauh dari rumah-rumah. Namun, bagi penduduk Belanda yang berjumlah 16,730 juta dan menghasilkan sekitar 11.042 ton sampah sehari, menganggap sampah sebagai musibah adalah cerita sejarah. Sampai dengan abad ke-17 penduduk Belanda melempar sampah di mana saja sesuka hati. Pada abad berikutnya sampah mulai menimbulkan penyakit, sehingga pemerintah menyediakan tempat-tempat pembuangan sampah. Pada abad ke-19, sampah masih tetap dikumpulkan di tempat tertentu, tapi bukan lagi penduduk yang membuangnya, melainkan petugas pemerintah daerah yang datang mengambilnya dari rumah-rumah penduduk. Pada abad ke-20 sampah yang terkumpul tidak lagi dibiarkan tertimbun sampai membusuk, melainkan dibakar.

Negeri van Oranje kemudian menerapkan konsep utama pengelolaan sampah dengan penekanan pada tiga proses, yaitu incineration (pembakaran), recycling (daur ulang), dan composting (pengomposan). Penduduk memisahkan sampah menjadi sampah organik, sampah yang bisa didaur ulang, sampah yang tidak berbahaya bila dibakar, dan sampah yang berbahaya/beracun. Pemerintah Belanda menyediakan tempat-tempat sampah sesuai jenisnya, sehingga memudahkan dinas pengelolaan sampah untuk mengolahnya. Sampah organik seperti sisa makanan dan daun-daunan kemudian diproses menjadi pupuk kompos. Sampah-sampah seperti kertas, kaca, dan logam bisa didaur ulang kembali. Sampah-sampah yang tidak berbahaya dibakar untuk kemudian bisa membangkitkan pembangkit listrik tenaga uap, sedangkan sampah-sampah berbahaya seperti batu baterai dan aki dikarantina karena berbahaya bagi lingkungan. Dari sejumlah sampah yang dihasilkan, hanya 23% sampah yang dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA), sisanya sebanyak 42% dibakar di incinerator, 11,5% dijadikan kompos, dan 15% didaur ulang. Pembakaran sampah oleh incinerator yang sanggup membakar 50 ribu ton sampah setiap jam menghasilkan listrik sebesar 15 MW.

Belanda kini mengembangkan teknologi mutakhir dalam mengolah sampah yang disebut Waste to Energy (WtE), yaitu mengekstraksi gas dari TPA (landfill gas) menjadi energi. Saat ini lebih dari 75% TPA di Belanda telah mengekploitasi gas menjadi sumber energi. Gas TPA diproduksi dari sampah organik yang telah membusuk di TPA. Gas TPA terdiri 60% metana (CH4) dan 40% karbondioksida (CO2). Jika tidak ditangani, gas tersebut akan lepas di udara dan menimbulkan bahaya pada lingkungan. Gas metana mudah terbakar dan meledak, menyebabkan sesak nafas pada manusia dan binatang, dan mematikan tanaman jika masuk ke dalam tanah. Gas metana memiliki efek rumah kaca (green house), dan dengan CO2 akan terakumulasi di atmosfir atas menyebabkan pemanasan global (global warming) dan perubahan iklim (climate change). Gas metana memiliki efek rumah kaca 25 kali lebih besar daripada CO2.

Di Belanda, sekitar 35% emisi metana berasal dari gas TPA. Emisi metana dari gas TPA diperkirakan sekitar 180–580 kton per tahun dari total emisi gas 760-1.730 kton. Penampungan (recovery) dan pemanfaatan gas TPA disadari sebagai cara hemat biaya (a cost effective way) dalam mengurangi emisi gas rumah kaca. Koleksi gas dengan cara terkontrol mengurangi emisi gas metana dan juga CO2. Jika koleksi gas metana ini digunakan sebagai sumber energi, maka akan mengurangi penggunaan sumber energi fosil (minyak bumi, batubara, dan gas alam), sekaligus mengurangi emisi CO2 di atmosfir. TPA yang sudah ditutup maupun yang masih beroperasi mampu menghasilkan gas dalam jumlah besar. Pada tahun pertama, satu ton sampah yang telah terurai akan menghasilkan sekitar 13 m3 gas TPA. Selama 40 tahun, satu ton sampah akan mengasilkan 150 – 250 m3 gas dengan nilai kalor (heating value) 19 MJ/m3.

image002
Sumber:http://www.afvalzorg.nl/…/Quantifying_landfill_gas_emissions_in_the_Netherlands.sflb.ashx.
Produksi, Penampungan, dan Emisi Metana di TPA

Selain dari sisi ekologis, ekploitasi gas TPA juga menguntungkan secara ekonomis. Pengalaman Belanda menunjukkan bahwa ekploitasi gas TPA merupakan sebuah teknologi hemat biaya (a cost-effective technology). Sementara banyak kegiatan proteksi lingkungan menelan biaya besar tanpa menghasilkan keuntungan finansial, teknologi WtE ini memberikan pengembalian investasi (return on investment) dengan periode pengembalian (payback period) 4–12 tahun. Hal ini menjadikan teknologi WtE sebagai salah satu metode paling hemat biaya dalam mencegah emisi metana dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

Ada tiga sistem untuk mengekstraksi gas TPA, yaitu koleksi permukaan (surface collection), sumur gas horisontal (horizontal gas wells), dan sumur gas vertikal (vertical gas wells). Koleksi permukaan atau sumur vertikal lebih tepat untuk situs TPA yang sudah beroperasi, sedangkan pada TPA yang sedang dibangun bisa mengunakan kombinasi dua atau tiga sistem tersebut. Pada sistem koleksi permukaan, pipa berlubang ditanam di dalam tubuh TPA yang permukaannya telah ditutup penutup kedap air. Sistem ini memerlukan waktu beberapa tahun sebelum ekstraksi gas dapat dimulai. Sistem sumur vertikal dibangun ketika atau setelah situs TPA dioperasikan sebagai fasilitas pembuangan limbah. Tak lama setelah sebagian situs TPA ditutup, dibuat lubang vertikal menembus limbah menggunakan derek teleskopis yang dirancang khusus. Pembuatan lubang yang dilakukan selama proses pengurugan dapat menghemat sepertiga atau setengah biaya pembuatan sumur gas. Pembangunan sumur horisontal akan lebih hemat jika dilakukan sejak awal pengoperasian TPA. Pipa-pipa koleksi gas dipasang tanpa menghalangi pengurugan. Sistem ini sangat tepat pada situs TPA yang diurug secara berlapis-lapis.

image003
Sumber: http://www.besch4.com/processes_high.html
Pengolahan Gas TPA menjadi Energi

Ekstraksi gas telah dipraktekkan di Belanda sejak awal 1980-an untuk mencegah masalah lingkungan di sekitar TPA. Pada dekade yang sama, dirangsang oleh kenaikan harga energi dan menyadari potensi komersial gas TPA sebagai sumber energi, perusahaan energi memprakarsai pengembangan teknik ekstraksi gas. Pada akhir 1980-an, minat penggunaan secara produktif gas TPA meningkat untuk alasan lingkungan global. Sebagai hasil dari manfaat yang ditawarkan, yaitu pengurangan emisi dan mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil, eksploitasi gas TPA kemudian diintegrasikan ke dalam kebijakan pembuangan limbah nasional dan didukung oleh perusahaan-perusahaan energi.

Sejak tahun 1992 telah terjadi peningkatan signifikan jumlah proyek pemanfaatan gas TPA di Belanda. Pada 1992 ditampung gas TPA sebanyak 89,6 juta m3, di mana 71,0 juta m3 (79%) dimanfaatkan. Penampungan ini mengurangi emisi metana sebanyak 34,8 kton dan CO2 66,5 kton. Pada pertengahan 1997 terdapat 44 situs yang mengekstraksi gas, dengan total volume gas yang diambil mencapai 170 juta m3. Sampai April 2015, terdapat 930 proyek penampungan dan pemanfaatan gas TPA menjadi energi. Ada tiga bentuk pemanfaatan gas TPA, yaitu penggunaan langsung (8%), upgrade (peningkatan) gas TPA setara kualitas gas alam (20%), dan pembangkitan listrik oleh pembakaran gas TPA (72%). ***

Referensi:

http://www.caddet-re.org/html/200art5.htm

http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-94-011-0982-6_37

http://www.afvalzorg.nl/Libraries/Publications_Methane_emissions/Quantifying_landfill_gas_emissions_in_the_Netherlands.sflb.ashx.

http://acucomm.net/business-finder/003051

http://www.bangazul.com/belajar-mengelola-sampah-dari-negara-lain-1/

http://statistik.ptkpt.net/_a.php?_a=area&info1=6