Plasma Gasifikasi Sebuah Usaha Mengubah Sampah Kota Menjadi Energi Listrik
CPR, Semarang: Masalah sampah menjadi persoalan yang tak mudah dipecahkan di kota-kota besar di seluruh dunia. Persoalan ini juga sangat diraskan oleh kota-kota di Indonesia. Penyelesian masalah sampah di Indonesia belum pernah tuntas. Maslah terbesar adalah terdapatnta pemukiman-pemukiman baru dengan cepatnya pertumbuhan masyarakat kota akibat urbanisasi. Persoalan sampah telah mengundag banyak ilmuwan untuk menyelesaikannya. Salah satunya adalah teknologi Plasma Termik, yang sering juga dikenal dengan Plasma Gasifikasi.
Plasma gasifikasi merupakan teknologi yang memanfaatkan lucutan listrik untuk mengurai unsur pada sebuah material. Gasifikasi plasma merupakan suatu metode efektif dalam menguraikan berbagai senyawa organik dan anorganik menjadi elemen-elemen dasar dari sebuah senyawa, sehingga elemen-elemen tersebut dapat digunakan kembali (reuse) dan didaur ulang (recycle).
Gambar: Gasifikasi Plasma berdasarkan rancangan Westinghause USA
Hampir dua puluh tahun terakhir, teknologi ini diterapkan pula dalam proses pemusnahan berbagai jenis sampah. Konverter plasma penghancur sampah telah diterapkan di sejumlah negara maju, baik yang terpasang tetap di TPA, maupun dalam bentuk pemusnah berjalan (mobile). Di Jepang bahkan pemerintah sudah menganjurkan para pengelola kota untuk menerapkan teknologi plasma, terutama sampah yang mengandung bahan kimia PCB (polychorinated biphenyls) dan asbestos, serta untuk memusnahan abu insinerator yang kadung sudah terpasang.
Proses pertama yang dilakukan dalam gasifikasi plasma adalah sampah dimasukkan ke dalam konverter atau reaktor plasma. Plasma yang dihasilkan sangat panas hingga mencapai 5000oC yang dibentuk oleh gas terionisasi. Reaktor plasma ini dioperasikan tanpa oksigen masuk ke dalam reaktor sehingga tidak terjadi pembakaran. Oleh karenanya, gasifikasi plasma tidak membakar sampah seperti halnya insinerator, melainkan mendekomposisi sampah ke dalam struktur dasarnya sehingga zat buangannya dalam bentuk synthetic gas dan kerak logam yang cendrung tak berbahaya.
Umumnya terdapat tiga reaksi yang terjadi dalam gasifikasi plasma. Reaksi pertama adalah Thermal Cracking. Pada proses ini molekul berukuran besar diuraikan menjadi gas (molekul yang lebih kecil dan lebih ringan). Hasil akhirnya menghasilkan hidrokarbon ringan seperti metana dan hidrogen. Reaksi kedua adalah Oksidasi parsial. Proses ini dapat menghasilkan karbon monoksida, dan dengan proses oksidasi yang lebih rumit akan memberikan hasil akhir CO2 dan H2O. Reaksi ketiga adalah Reforming. Merupakan kombinasi dari reaksi-reaksi yang berlangsung. Contoh, karbon dapat bereaksi dengan air menghasilkan CO dan H2 atau karbon bereaksi dengan CO2 menghasilkan dua molekul CO. Reaksi reforming ini memiliki kemungkinan membentuk fuel gas.
Beberapa manfaat yang dihasilkan dari penggunaan teknologi plasma gasifikasi, diantaranya :
- Syngas dan Uap
Proses konversinya menghasilkan syngas (synthetic gas) panas dengan kisaran suhu 1000¬¬ºC yang kaya akan CO2 dan H2 serta bahan yang tak dapat diuraikan lagi seperti logam dan gelas (kaca). Syngas kemudian masuk ke dalam tempat manajemen kualitas dari gas tersebut.
Syngas dapat digunakan sebagai untuk memproduksi listrik. Proses pembangkitan energi listrik mengacu pada kombinasi siklus pembangkitan tenaga sebab tenaga listrik yang dihasilkan diperoleh dari syngas dan uap yang terbentuk selama proses konversi berlangsung. Syngas yang bersih dan dingin kemudian disalurkan ke dalam peralatan pembangkit tenaga yang berhubungan seri dengan turbin uap. Dalam proses ini, listrik dibangkitkan petama kali.
Sisa pembakaran dari peralatan pembangkitan tenaga ini digunakan untuk menciptakan uap di ketel pengendali panas sisa pembakaran. Sisa pembakaran yang telah didinginkan dan ramah lingkungan dalam ketel tersebut kemudian dilepaskan ke udara. Kemudian uap yang dihasilkan dari proses gasifikasi dan yang berasal dari ketel pengendali panas sisa pembakaran itu dimasukkan ke dalam turbin uap untuk membangkitkan listrik lebih banyak. Sebagai bahan perbandingan, di Amerika pembangkit listrik jenis ini telah mampu mengolah sampah sebesar 30 juta ton setiap tahunnya dan mampu membangkitkan listrik sebesar 2816 Megawatt per jam.
- Sampah non-organik
Produk lain dari proses gasifikasi plasma adalah sampah non-organik seperti logam. Logam akan mencair dan terkumpul di bagian dasar ruang pembakaran menjadi kerak sehingga dapat diambil dan digunakan kembali untuk industri logam atau campuran aspal.
Beberapa manfaat di atas menjadikan teknologi ini perlu dikembangkan di Indonesia sebagai upaya penanggulangan permasalahan sampah yang ramah lingkungan dan memiliki nilai ekonomis tinggi (Saifur, asisten peneliti)