Pembuatan Biogas dari Kotoran Sapi sebagai Alternatif untuk Mencapai Swadaya Energi

Pada beberapa tahun terakhir istilah Biogas memang sudah tidak asing lagi di telinga masyarakat kita. Telah banyak terobosan teknologi tepat guna yang diciptakan baik kalangan insiyur, akademisi maupun masyarakat umum untuk pemanfaatan salah satu energi alternatif terbarukan ini. Bahkan sebagian masyarakat pedesaan di beberapa propinsi, terutama para peternak sapi telah menggunakan teknologi ramah lingkungan ini sebagai pemenuhan kebutuhan bahan bakar sehari-hari. Dengan kata lain, mereka telah berhasil mencapai swadaya energi dengan tidak lagi menggunakan minyak tanah untuk memasak, bahkan juga untuk penerangan.

Walaupun telah banyak informasi yang beredar mengenai Biogas dan dapat dengan mudah diakses melalui berbagai macam media, namun saya tetap berusaha membuat tulisan ini dan posting di blog sebagai jawaban dari saran salah satu rekan blogger senior.

Biofuel

Biogas merupakan salah satu dari jenis biofuel, bahan bakar yang bersumber dari makhluk hidup dan bersifat terbarukan. Berbeda dari bahan bakar minyak bumi dan batu bara, walaupun proses awal pembuatannya juga dari makhluk hidup, namun tidak dapat diperbaharui karena pembentukan kedua bahan bakar tersebut membutuhkan waktu jutaan tahun. Biofuel sendiri merupakan salah satu contoh biomassa. Sesuai dengan namanya, Biogas adalah bahan bakar berbentuk gas.

Paling tidak, ada dua macam Biogas yang dikenal saat ini, yaitu Biogas (yang juga sering disebut gas rawa) dan Biosyngas. Perbedaan mendasar dari kedua bahan diatas adalah cara pembuatannya. Biogas dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik dengan bantuan bakteri anaerob pada lingkungan tanpa oksigen bebas. Energi biogas didominasi oleh gas metana (CH4) 60%-70%, karbondioksida 40%-30% dan beberapa gas lainnya dalam jumlah yang lebih kecil. Sedangkan Biosyngas (atau lebih sering disingkat Syngas atau Producer Gas) adalah produk antara (intermediate) yang dibuat melalui proses gasifikasi thermokimia dimana pada suhu tinggi material kaya karbon seperti batubara, minyak bumi, gas alam atau <b>biomassa<b> dirubah menjadi karbon monoksida (CO) dan hidrogen (O2). Apabila bahan bakunya batubara, minyak bumi dan gas alam, maka disebut Syngas, sedangkan jika bahan bakunya biomassa maka disebut Biosyngas. Biosyngas dapat digunakan langsung menjadi bahan bakar atau sebagai bahan baku untuk proses kimia lainnya.

Pada prinsipnya, pembuatan Biogas sangat sederhana, hanya dengan memasukkan substrat (kotoran ternak) ke dalam digester yang anaerob. Dalam waktu tertentu Biogas akan terbentuk yang selanjutnya dapat digunakan sebagai sumber energi, misalnya untuk kompor gas atau listrik. Penggunaan biodigester dapat membantu pengembangan sistem pertanian dengan mendaur ulang kotoran ternak untuk memproduksi Biogas dan diperoleh hasil samping (by-product) berupa pupuk organik. Selain itu, dengan pemanfaatan biodigester dapat mengurangi emisi gas metan (CH4) yang dihasilkan pada dekomposisi bahan organik yang diproduksi dari sektor pertanian dan peternakan, karena kotoran sapi tidak dibiarkan terdekomposisi secara terbuka melainkan difermentasi menjadi energi gas bio.

Sebagaimana kita ketahui, Gas metan termasuk gas rumah kaca (greenhouse gas), bersama dengan gas CO2 memberikan efek rumah kaca yang menyebabkan terjadinya fenomena pemanasan global. Pengurangan gas metan secara lokal ini dapat berperan positif dalam upaya penyelesaian masalah global.

Potensi kotoran sapi untuk dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan Biogas sebenarnya cukup besar, namun belum semua peternak memanfaatkannya. Bahkan selama ini telah menimbulkan masalah pencemaran dan kesehatan lingkungan. Umumnya para peternak membuang kotoran sapi tersebut ke sungai atau langsung menjualnya ke pengepul dengan harga sangat murah. Padahal dari kotoran sapi saja dapat diperoleh produk-produk sampingan (by-product) yang cukup banyak. Sebagai contoh pupuk organik cair yang diperoleh dari urine mengandung auksin cukup tinggi sehingga baik untuk pupuk sumber zat tumbuh. Serum darah sapi dari tempat-tempat pemotongan hewan dapat dimanfaatkan sebagai sumber nutrisi bagi tanaman, selain itu dari limbah jeroan sapi dapat juga dihasilkan aktivator sebagai alternatif sumber dekomposer.

Jika dibandingkan dengan bahan bakar nabati lainnya, nilai kalori Biogas sangat tinggi, yaitu sebesar 15.000 KJ/Kg jika dibandingkan dengan arang (7.000 KJ/Kg), kayu (2.400 KJ/Kg) bahkan minyak tanah (8.000 KJ/Kg). Oleh sebab itu, aplikasi penggunaan biogas bisa dikembangkan untuk memasak dan penerangan (menghasilkan listrik).

Bagaimana membuat Biogas dari kotoran sapi?

Sebagaimana telah diterangkan diatas, membuat biogas dengan kotoran sapi cukup mudah. Hanya dengan memasukkan kotoran sapi kedalam digester anaerob, dan mendiamkannya beberapa lama, Biogas akan terbentuk. Hal ini bisa terjadi karena sebenarnya dalam kotoran sapi yang masih segar terdapat bakteri yang akan men-fermentasi kotoran tersebut. Tanpa dimasukkan ke dalam digester pun biogas sebanarkan akan terbentuk pada proses dekomposisi kotoran sapi, namun prosesnya berlangsung lama dan tentu saja biogas yang dihasilkan tidak dapat kita gunakan.

Ada tiga jenis digester yang telah dikembangkan selama ini, yaitu:

1. Fixed dome plant, yang dikembangkan di china,
2. Floating drum plant, yang lebih banyak dipakai di India dengan varian plastic cover biogas plant, dan
3. Plug-flow plant atau balloon plant yang banyak digunakan di Taiwan, Etiopia, Kolombia, Vietnam dan Kamboja. Jenis ini juga yang banyak digunakkan oleh petani kita di daerah Lembang dan Cisarua.

Bagian-bagian pokok digester gas bio adalah:

1. bak penampung kotoran ternak,
2. digester,
3. bak slurry,
4. penampung gas,
5. pipa gas keluar,
6. pipa keluar slurry,
7. pipa masuk kotoran ternak.

Fixed dome plant

Pada fixed dome plant, digesternya tetap. Penampung gas ada pada bagian atas digester. Ketika gas mulai timbul, gas tersebut menekan slurry ke bak slurry. Jika pasokan kotoran ternak terus menerus, gas yang timbul akan terus menekan slurry hingga meluap keluar dari bak slurry. Gas yang timbul digunakan/dikeluarkan lewat pipa gas yang diberi katup/kran.

Keuntungan: tidak ada bagian yang bergerak, awet (berumur panjang), dibuat di dalam tanah sehingga terlindung dari berbagai cuaca atau gangguan lain dan tidak membutuhkan ruangan (diatas tanah).

Kerugian: Kadang-kadang timbul kebocoran, karena porositas dan retak-retak, tekanan gasnya berubah-ubah karena tidak ada katup tekanan.

Floating drum plant

Floating drum plant terdiri dari satu digester dan penampung gas yang bisa bergerak. Penampung gas ini akan bergerak keatas ketika gas bertambah dan turun lagi ketika gas berkurang, seiring dengan penggunaan dan produksi gasnya.

Keuntungan: Tekanan gasnya konstan karena penampung gas yang bergerak mengikuti jumlah gas. Jumlah gas bisa dengan mudah diketahui dengan melihat naik turunya drum.

Kerugian: Konstruksi pada drum agak rumit. Biasanya drum terbuat dari logam (besi), sehingga mudah berkarat, akibatnya pada bagian ini tidak begitu awet (sering diganti). Bahkan jika digesternya juga terbuat dari drum logam (besi), digeseter tipe ini tidak begitu awet.

Baloon plant

Konstruksi balloon plant lebih sederhana, terbuat dari plastik yang pada ujung-ujungnya dipasang pipa masuk untuk kotoran ternak dan pipa keluar peluapan slurry. Sedangkan pada bagian atas dipasang pipa keluar gas.

Keuntungan: biayanya murah, mudah diangkut, konstruksinya sederhana, mudah pemeliharaan dan pengoperasiannya.

Kerugian: tidak awet, mudah rusak, cara pembuatan harus sangat teliti dan hati-hati (karena bahan mudah rusak), bahan yang memenuhi syarat sulit diperoleh.

Andrias Wiji Setio Pamuji

Siapakah orang yang mempopulerkan penggunaan Biogas di kalangan peternak sapi kita? Tidak lain adalah Andrias Wiji Setio Pamuji. Beliau adalah alumni Jurusan Teknik Kimia ITB. Andrias pada saat kuliah melakukan penelitian dengan pembuatan reaktor digester sederhana pembuatan Bioagas dan pernah menang dalam Lomba Kreativitas Mahasiswa tahun 2002. Dari hasil pengembangan penelitiannya tersebut, pada tanggal 9 April 2005 mulai memasarkan reaktor ciptaanya tersebut ke kalangan petani dan peternak sapi di daerah Lembang dan Cisarua. Saya baru ingat, kalau ternyata kunjungan lapangan yang saya lakukan pada awal tahun 2006 yang lalu dalam rangka melihat langsung pembuatan reaktor digester biogas dan aplikasinya langsung di masyarakat, pernah mampir ke workshop beliau di daerah Kabupaten Bandung (saya lupa namanya, hehe…) dan sempat bicara panjang lebar dengan beliau…