Gas Hidrat, Energi Masa Depan yang Ramah Lingkungan

Pembakaran bahan bakar fosil kini menjadi salah satu isu global yang menarik untuk diperbincangkan. Pembakaran ini dapat menghasilkan polutan berbahaya seperti gas sulfur oksida (SOx), nitrogen oksida (NOx), karbon oksida (CO) dan karbon dioksida (CO2). Gas CO2 yang dilepaskan ke udara kemudian dapat membentuk lapisan di atmosfer menciptakan efek rumah kaca (greenhouse effect). Efek ini menyebabkan panas yang dipancarkan oleh Matahari tidak dapat dilepaskan kembali oleh permukaan Bumi.

Panas ini akan terperangkap di permukaan Bumi sehingga suhu Bumi akan menjadi lebih panas (climatekids.nasa.gov diakses terakhir tanggal 26 April 2020 pukul 5:05). Isu ini yang menyebabkan manusia kemudian mencari sumber energi yang "lebih hijau". Makna dari "lebih hijau" disini adalah energi yang tidak terlalu banyak melepaskan gas CO2, SOx, dan NOx.

Gas Hidrat

Salah satu energi hijau yang tidak terlalu banyak dilihat adalah gas hidrat.Gas hidrat adalah benda kristal seperti es yang tersusun atas dua atau lebih komponen (Kennicutt dkk., 1993; Ruppel dan Kessler, 2017). Molekul ini membentuk struktur clathrate (kerangka) yang tidak terikat secara kimia (Kennicutt et al, 1993). Gas hidrat tersusun atas kerangka yang terbentuk dari molekul air yang didalamnya diisi oleh gas (metana, etana, propana, butana) (Kennicutt et al., 1993).

Gas hidrat yang terlihat seperti es (bewarna putih) dan dihinggapi oleh keran (Ruppel dan Kessler, 2017).

Pembentukan Gas Hidrat

Gas hidrat biasanya ditemukan di lingkungan laut dalam (Kvenvolden dan Mcdonald, 1985; Kennicutt et al., 1993; Jackson, 2004; Ruppel dan Kessler, 2017). Lingkungan ini memberikan kondisi suhu yang rendah dan tekanan tinggi sehingga gas hidrat dapat terbentuk. Gas hidrat terbentuk setidaknya pada tekanan sebesar 50 atm dan di atas titik beku air (4-6 oC). Kondisi ini diambil berdasarkan percobaan laboratorium (Kennicutt et al., 1993). Penambahan gas lain di dalam kerangka dapat mempengaruhi pembentukan gas ini (Kennicutt et al., 1993). Gas hidrat biasanya terbentuk di daerah paparan benua (continental shelf).

Hal ini dikarenakan material organik masih ditemukan pada daerah tersebut. Aktivitas mikroba di paparan benua akan menyebabkan remineralisasi material organik sehingga menghasilkan CO2, dan sebagian besar CH4. Proses ini disebut sebagai proses biogenik. Jika gas metana yang terbentuk oleh proses biogenik ini dihasilkan pada kondisi yang tepat, gas hidrat akan terbentuk.

Model skematik lingkungan pembentukan gas hidrat (Ruppel dan Kessler, 2017)

Lingkungan lain yang memungkinkan pembentukan gas hidrat adalah lingkungan permafrost (Ruppel dan Kessler, 2017). Lingkungan ini juga menyediakan kondisi suhu sangat rendah yang cocok untuk pembangkitan.

Keistimewaan Gas Hidrat

Gas hidrat memiliki keunikan dibandingkan gas metana konvensional lainnya. Gas ini berbentuk seperti es dan dapat langsung dibakar. Pembakaran gas hidrat akan menghasilkan panas yang sangat besar dibandingkan gas konvensional. Perbandingannya adalah pembakaran 1 meter kubik gas hidrat akan menghasilkan energi yang setara dengan 168 meter kubik gas alam konvensional.

Bayangkan, dengan kondisi seperti ini maka gas CO2 yang dihasilkan oleh pembakaran gas juga dapat berkurang (dengan beralih ke gas hidrat). Ditambah lagi, gas hidrat memiliki jumlah gigaton di sedimen laut dalam (www.sciencedaily.com diakses terakhir tanggal 26 April 2020 pukul 10.00). Walaupun begitu, teknologi untuk produksi gas hidrat masih belum komersial. Hal ini menyebabkan penelitian lebih lanjut seperti cara memproduksinya perlu dilakukan. Bagaimana pun gas hidrat merupakan gas yang ramah lingkungan dan sangat berpotensi untuk digunakan di masa depan. Bagaimana potensinya di Indonesia ? Baca juga tulisan Potensi Gas Hidrat di Indonesia.

Referensi

Kennicutt, M.C., Brooks, J.M., Cox, B., 1993. The Origin and Distribution of Gas Hydrates in Marine Sediments, Dalam: Organic Geochemistry (M. H. Engel et al., eds), Plenum Press, New York, pp 535-544.

Kvenvolden, K. A., and McDonald, T. J., 1985. Gas hydrates of the Middle America Trench-DSDP/IPOD Leg 84, Dalam: Initial Reports of Deep Sea Drilling Project, Vol. 84 (R. von Huene, J. Aubouin, et a1., eds.), U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., pp. 667-682.

Ruppel, C.D., and Kessler, J.D., 2017. The interaction of climate change and methane hydrates. Rev. Geophys., 55, 126-168.