Pengertian Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan –bahan organik termasuk diantaranya : kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah Metana dan Karbon Dioksida.
Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik. Biogas diolah kembali menjadi bahan bakar minyak yang lebih spesifik.
Sejarah Biogas
Gas methan ini sudah lama digunakan oleh warga Mesir, Cina, dan Roma kuno untuk dbakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882) adalah orang pertama yang memperlihatkan asala mikrobiologis dari pembentukan methan.
Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. pada akhir abad ke 19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara 2 perang dunia. Selama perang dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di Negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke 19. saat ini, Negara berkembang lainnya, seperti Cina, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas. Selain di Negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di Negara maju seperti Jerman.
Kandungan Biogas
Komposisi biogas bervariasi tergantungb dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas Landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50 %, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55 – 75 % CH4.
Komposisi Biogas
Komponen
Persen
Metana (CH4)
55 – 75
Karbon dioksida(CO2)
25 – 45
Nitrogen (N2)
0 – 0,3
Hidrogen (H2)
1 – 5
Hidrogen sulfide (H2S)
0 – 3
Oksigen (O2)
0,1 – 0,5
Kandungan Energi
Nilai kalori dari 1 m3 Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
Biogas dan Aktifitas Anaerobik
Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.
Saat ini, banyak Negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah.
Biogas terhadap Gas Alam
Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki katarestik yang sama dengan gas alam. Jika hal ini dapat di capai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan, untuk mencapai gas kualitas pipeline. Jika biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ekstensif, biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam terbaharui.
Penggunaan gas alam terbaharui
Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti gas alam. Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan.
Melestarikan alam dengan Biogas
Biogas memberikan solusi terhadap masalah penyediaan energi dengan murah dan tidak mencemari lingkungan. Berdasarkan hasil temuan mahasiswa KKN (1995) dan Penelitian Kecamatan Rawan di Magetan (1995) di desa Plangkrongan, rata-rata disetiap rumah terdapat 1-3 ekor lembu karena memelihara lembu merupakan pekerjaan kedua setelah bertani. Setiap harinya rata-rata seekor lembu menghasilkan kotoran sebanyak 30 kg. jika terdapat 2.000 ekor lembu, maka setiap hari akan terkumpul 60 ton kotoran.
Kotoran yang menggunung akan terbawa oleh air masuk ke dalam tanah atau sungai yang kemudian mencemari air tanah dan air sungai. Kotoran lembu mengandung racun dan bakteri Colly yang membahayakan kesehatan manusia dan lingkungannya.
Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan Karbon dioksida (CO2) yang ikut memberikan kontribusi bagi efek rumah kaca (green house effect) yang bermuara pada pemanasan global (global warming). Biogas memberikan perlawanan terhadap efek rumah kaca melalui 3 cara.
Pertama, Biogas memberikan substitusi atau pengganti dari bahan bakar fosil untuk penerangan, kelistrikan, memasak dan pemanasan. Kedua, Methana (CH4) yang dihasilkan secara alami oleh kotoran yang menumpuk merupakan gas penyumbang terbesaar pada efek rumah kaca, bahkan lebih besardibandingkan CO2. Pembakaran Methana pada Biogas mengubahnya menjadi CO2 sehingga mengurangi jumlah Methana di udara. Ketiga, dengan lestarinya hutan, maka akan CO2 yang ada di udara akan diserap oleh hutan yang menghasilkan Oksigen yang melawan efek rumah kaca.
Keuntungan Ekonomis dan Peningkatan Kesejahteraan Masyarakat
Keluarga-keluarga yang menggunakan Biogas sudah tidak membutuhkan pembelian bahan bakar karena sudah bisa terpenuhi kebutuhannya dari kotoran ternak yang dipeliharanya. Bagi mereka yang biasanya mencari/memotong kayu bakar di hutan kini waktunya bisa dipergunakan untuk kegiatan yang memberikan nilai tambah ekonomis, dengan pekerjaan sambilan yang lain.
Kotoran ternak menjadi sangat berharga, oleh karena itu, mereka akan rajin merawat ternaknya sehingga kondisi kandang menjadi bersih dan kesehatan ternak menjadi lebih baik, pada akhirnya membawa keuntungan dengan penjualan ternak yang lebih cepat dan berharga lebih tinggi. Keluarga petani yang biasanya menggunakan pupuk kimia untuk menanam, kini bisa menghemat biaya produksi pertaniannya karena sudah tersedia pupuk organik dalam jumlah yang memadai dan kualitas pupuk yang lebih baik.
Aspek Sosio-Kultural penerapan teknologi biogas. Menerapkan teknologi baru kepada masyarakat desa merupakan suatu tantangan tersendiri akibat rendahnya latar belakang pendidikan, pengetahuan dan wawasan yang mereka miliki. Terlebih lagi pada penerapan teknologi biogas. Tidak pernah terbayangkan bahwa kotoran lembu bisa menghasilkan api. Selain itu juga mereka merasa jijik terhadap makanan yang dimasak menggunakan Biogas. Di desa Plangkrongan, perlu waktu 2 tahun hanya untuk membangun sebuah unit Biogas percontohan. Metode yang dipergunakan untuk mensosialisasikan Biogas adalah dengan memilih sebuah keluarga sebagai Khalayak Sasaran Antara (KSA) yang diharapkan menjadi pelopor dan bisa mengembangkan Biogas itu kepada Masyarakat sebagai Khalayak Sasarannya.
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan –bahan organik termasuk diantaranya : kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah Metana dan Karbon Dioksida.
Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik. Biogas diolah kembali menjadi bahan bakar minyak yang lebih spesifik.
Sejarah Biogas
Gas methan ini sudah lama digunakan oleh warga Mesir, Cina, dan Roma kuno untuk dbakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882) adalah orang pertama yang memperlihatkan asala mikrobiologis dari pembentukan methan.
Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. pada akhir abad ke 19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara 2 perang dunia. Selama perang dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di Negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke 19. saat ini, Negara berkembang lainnya, seperti Cina, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas. Selain di Negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di Negara maju seperti Jerman.
Kandungan Biogas
Komposisi biogas bervariasi tergantungb dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas Landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50 %, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55 – 75 % CH4.
Komposisi Biogas
Komponen
Persen
Metana (CH4)
55 – 75
Karbon dioksida(CO2)
25 – 45
Nitrogen (N2)
0 – 0,3
Hidrogen (H2)
1 – 5
Hidrogen sulfide (H2S)
0 – 3
Oksigen (O2)
0,1 – 0,5
Kandungan Energi
Nilai kalori dari 1 m3 Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
Biogas dan Aktifitas Anaerobik
Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.
Saat ini, banyak Negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah.
Biogas terhadap Gas Alam
Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki katarestik yang sama dengan gas alam. Jika hal ini dapat di capai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan, untuk mencapai gas kualitas pipeline. Jika biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ekstensif, biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam terbaharui.
Penggunaan gas alam terbaharui
Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti gas alam. Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan.
Melestarikan alam dengan Biogas
Biogas memberikan solusi terhadap masalah penyediaan energi dengan murah dan tidak mencemari lingkungan. Berdasarkan hasil temuan mahasiswa KKN (1995) dan Penelitian Kecamatan Rawan di Magetan (1995) di desa Plangkrongan, rata-rata disetiap rumah terdapat 1-3 ekor lembu karena memelihara lembu merupakan pekerjaan kedua setelah bertani. Setiap harinya rata-rata seekor lembu menghasilkan kotoran sebanyak 30 kg. jika terdapat 2.000 ekor lembu, maka setiap hari akan terkumpul 60 ton kotoran.
Kotoran yang menggunung akan terbawa oleh air masuk ke dalam tanah atau sungai yang kemudian mencemari air tanah dan air sungai. Kotoran lembu mengandung racun dan bakteri Colly yang membahayakan kesehatan manusia dan lingkungannya.
Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan Karbon dioksida (CO2) yang ikut memberikan kontribusi bagi efek rumah kaca (green house effect) yang bermuara pada pemanasan global (global warming). Biogas memberikan perlawanan terhadap efek rumah kaca melalui 3 cara.
Pertama, Biogas memberikan substitusi atau pengganti dari bahan bakar fosil untuk penerangan, kelistrikan, memasak dan pemanasan. Kedua, Methana (CH4) yang dihasilkan secara alami oleh kotoran yang menumpuk merupakan gas penyumbang terbesaar pada efek rumah kaca, bahkan lebih besardibandingkan CO2. Pembakaran Methana pada Biogas mengubahnya menjadi CO2 sehingga mengurangi jumlah Methana di udara. Ketiga, dengan lestarinya hutan, maka akan CO2 yang ada di udara akan diserap oleh hutan yang menghasilkan Oksigen yang melawan efek rumah kaca.
Keuntungan Ekonomis dan Peningkatan Kesejahteraan Masyarakat
Keluarga-keluarga yang menggunakan Biogas sudah tidak membutuhkan pembelian bahan bakar karena sudah bisa terpenuhi kebutuhannya dari kotoran ternak yang dipeliharanya. Bagi mereka yang biasanya mencari/memotong kayu bakar di hutan kini waktunya bisa dipergunakan untuk kegiatan yang memberikan nilai tambah ekonomis, dengan pekerjaan sambilan yang lain.
Kotoran ternak menjadi sangat berharga, oleh karena itu, mereka akan rajin merawat ternaknya sehingga kondisi kandang menjadi bersih dan kesehatan ternak menjadi lebih baik, pada akhirnya membawa keuntungan dengan penjualan ternak yang lebih cepat dan berharga lebih tinggi. Keluarga petani yang biasanya menggunakan pupuk kimia untuk menanam, kini bisa menghemat biaya produksi pertaniannya karena sudah tersedia pupuk organik dalam jumlah yang memadai dan kualitas pupuk yang lebih baik.
Aspek Sosio-Kultural penerapan teknologi biogas. Menerapkan teknologi baru kepada masyarakat desa merupakan suatu tantangan tersendiri akibat rendahnya latar belakang pendidikan, pengetahuan dan wawasan yang mereka miliki. Terlebih lagi pada penerapan teknologi biogas. Tidak pernah terbayangkan bahwa kotoran lembu bisa menghasilkan api. Selain itu juga mereka merasa jijik terhadap makanan yang dimasak menggunakan Biogas. Di desa Plangkrongan, perlu waktu 2 tahun hanya untuk membangun sebuah unit Biogas percontohan. Metode yang dipergunakan untuk mensosialisasikan Biogas adalah dengan memilih sebuah keluarga sebagai Khalayak Sasaran Antara (KSA) yang diharapkan menjadi pelopor dan bisa mengembangkan Biogas itu kepada Masyarakat sebagai Khalayak Sasarannya.
