Apa Itu Biogas? Ini Penjelasan dan Pemanfaatannya

Apa Itu Biogas? Ini Penjelasan Lengkapnya hingga Pemanfaatannya. Foto: Pexels

Biogas adalah salah satu energi alternatif yang bisa menggantikan penggunaan bahan bakar fosil. Sebagaimana yang umum diketahui, energi sudah menjadi bagian yang tak terpisahkan dari manusia modern.

Energi digunakan untuk komunikasi, transportasi, penerangan dan sebagainya. Jadi, penting untuk memahami apa itu biogas sebagai salah satu energi.

Sebagai energi alternatif, biogas ini memiliki harga yang terbilang murah karena berasal dari kotoran hewan ternak. Iya, biogas memang jenis bahan bakar nabati. Simak penjelasan selengkapnya mengenai biogas di bawah ini.

Pengertian Biogas

Pengertian Biogas. Foto: Pexels

Biogas adalah jenis bahan bakar nabati yang dihasilkan dari penguraian bahan organik yang dilakukan secara alami.

Biogas dapat terjadi karena adanya fermentasi yaitu penguraian metabolik senyawa organik oleh mikroorganisme (bakteri) yang menghasilkan energi yang pada umumnya berlangsung dalam kondisi anaerobik (kondisi tanpa oksigen).

Ilustrasi sederhananya adalah septic tank (tangki limbah kotoran manusia) yang terdapat di rumah tangga modern sekarang ini. Mengutip Buku Teks Bahan Ajar Siswa SMK: Konstruksi Reaktor Biogas (2013), tanpa kita sadari di dalam tangki tersebut sebenarnya telah terjadi proses biokimia yang menghasilkan biogas, dan dalam kondisi anaerob.

Biogas berpotensi sangat besar untuk dikembangkan sebagai sumber energi alternatif. Pemanfaatan biogas sebagai sumber energi dapat dilakukan secara langsung, dengan membakar biogas tersebut, atau secara tidak langsung dengan mengubahnya menjadi bentuk energi lain seperti listrik.

Sumber biogas bermacam-macam, bisa dari air limbah rumah tangga, kotoran cair dari peternakan ayam, sapi, babi, sampah organik dari pasar, industri makanan misalnya industri tahu/tempe, pabrik tapioka, pabrik kelapa sawit, sampah kota dan sebagainya.

Meski begitu, kotoran sapi dinilai lebih potensial menghasilkan biogas karena memiliki kandungan selulosa yang tinggi. Hal ini menjadikan kotoran sapi lebih mudah dicerna oleh bakteri anaerob.

Syarat Proses Fermentasi Biogas

Syarat Proses Fermentasi Biogas. Foto: Pexels

Seperti yang sudah dijelaskan, biogas yang dihasilkan dari kotoran dapat terjadi akibat adanya fermentasi. Misalnya, kotoran sapi dimasukkan ke dalam suatu tempat berupa tabung yang disebut dengan digester atau tangki pencerna.

Proses terjadinya gas di dalam tangki pencerna tersebut dapat terjadi dengan bantuan beberapa bakteri seperti kelompok bakteri fermentatif, bakteri metana dan sebagainya.

Nah, ada beberapa persyaratan agar proses terjadinya gas dapat maksimal, yaitu sebagai berikut.

Proses Kimia Pembuatan Biogas

Proses Kimia Pembuatan Biogas. Foto: Pexels

Proses perombakan bahan organik secara anaerob yang terjadi di dalam digester, terdiri atas empat tahapan proses yaitu hidrolisis, fermentasi (asidogenesis), asetogenesis dan metanogenesis.

Berikut penjelasannya dirangkum dari buku Biodigester untuk Biogas yang disusun Suci Prihatiningtyas, S.Si. dkk.

1. Hidrolisis

Hidrolisis merupakan langkah awal untuk hampir semua proses penguraian di mana bahan organik akan dipecah menjadi bentuk yang lebih sederhana sehingga dapat diurai oleh bakteri pada proses fermentasi.

Dalam proses hidrolisis, molekul-molekul kompleks seperti karbohidrat, lemak, dan protein dihidrolisis menjadi gula, asam lemak dan asam amino oleh enzim ekstraselular dari bakteri fermentatif.

Bakteri yang berperan dalam tahap hidrolisis ini adalah sekelompok bakteri anaerobik. Adapun jenis bakteri pada hidrolisis acetivibrio, peptostreptococcus dan bifidbacterium, clostridium.

2. Asedogenesis

Pada tahap ini produk yang telah dihidrolisa dikonversikan menjadi asam lemak volatil (VFA), alkohol, aldehid, keton, amonia, karbondioksida, air dan hidrogen oleh bakteri pembentuk asam.

Asam organik yang terbentuk adalah asam asetat, asam propionat, asam butirat dan asam valeric. Asam lemak volatile dengan rantai lebih dari empat-karbon tidak dapat digunakan langsung oleh metanogen.

Asidifikasi sangat dipengaruhi oleh suhu sesuai dengan hukum Arrhenius, namun suhu termofilik yang mengakibatkan kematian sel dan biaya energi yang lebih tinggi dapat mengakibatkan suhu sub-optimal yang lebih baik.

3. Asetogenesis

Produk yang terbentuk selama asetogenesis disebabkan oleh sejumlah mikroba yang berbeda, misalnya, Syntrophobacter wolinii dekomposer propionat dan Wolfei sytrophomonos dekomposer butirat dan pembentuk asam lainnya adalah Clostridium spp, Peptococcus anerobus, Lactobacillus, dan Actinomyces.

Asam lemak volatil dengan empat atau lebih rantai karbon tidak dapat digunakan secara langsung oleh metanogen.

Asam-asam organik ini dioksidasi terlebih dahulu menjadi asam asetat dan hidrogen oleh bakteriasetogenik penghasil hidrogen melalui proses yang disebut asetogenesis.

4. Metanogenesis

Metanogenesis merupakan langkah penting dalam seluruh proses digestasi anaerobik, karena proses reaksi biokimia yang paling lambat.

Metanogenesis ini sangat dipengaruhi oleh kondisi operasi. Komposisi bahan baku, laju umpan, temperatur, dan pH adalah contoh faktor yang mempengaruhi proses pembentukan gas metan.

Digester over loading perubahan suhu atau masuknya besar oksigen dapat mengakibatkan penghentian produksi metana. Pada akhirnya gas metana diproduksi dengan dua cara.

Pertama adalah mengkonversikan asetat menjadi karbon dioksida dan metana oleh organisme asetropik dan cara lainnya adalah dengan mereduksi karbon dioksida dengan hidrogen oleh organisme hidrogenotropik.

Baca Juga: Cara Membuat Biogas yang Ramah Lingkungan

Pemanfaatan Biogas dalam Kehidupan

Pemanfaatan Biogas dalam Kehidupan. Foto: Pexels

Menurut jurnal Pemanfaatan Biogas/Landfillgas sebagai Bahan Bakar Mesin Bensin 1 silinder 4 Langkah oleh Hery, dkk, di negara negara Eropa, seperti Swedia, biogas dipakai sebagai biofuel.

Biogas di Swedia menyumbang 2% bahan bakar pada akhir tahun 2005, kemudian menjadi 5,75% pada akhir 2010. Swedia menggunakan pemurnian biogas dengan teknik Water scrubber technology, PSA (Pressure Swing Adsorption) technology, dan membrane technologies. Hal serupa dilakukan juga di Amerika Serikat dan Perancis.

Sementara di Indonesia, pemakaian biogas terbatas pada kompor. Biogas belum umum digunakan untuk bahan bakar motor pembakaran dalam (internal combustion engine).

Hal ini terjadi karena adanya kendala pada alat dan teknik modifikasi motor bakar berbahan bakar bensin atau diesel menjadi berbahan bakar biogas.

Energi Terbarukan Lainnya

Energi Terbarukan Lainnya. Foto: Unsplash

Energi yang berasal dari fosil terutama minyak bumi sudah sangat terbatas persediaannya. Makanya, jangan heran jika harga minyak bumi terus naik.

Meski begitu, manusia tidak tinggal diam dan terus berupaya untuk mengembangkan energi non fosil (energi terbarukan atau renewable and sustain-able energy) sebagai alternatif, contohnya biogas yang sudah dijelaskan di atas.

Selain biogas, masih banyak energi terbarukan lainnya yang dikembangkan. Berikut beberapa di antaranya dikutip dari Buku Teks Bahan Ajar Siswa SMK: Konstruksi Reaktor Biogas (2013).

1. Tenaga Matahari/Surya (Solar Photovoltaic)

Energi yang dihasilkan dari tenaga matahari dapat berupa panas dan listrik. Sinar matahari akan ditangkap oleh solar cell.

Solar cell inilah yang nantinya akan memproses sinar matahari tersebut menjadi panas atau listrik.

2. Tenaga Angin/Bayu (Wind Energy)

Pembangkit listrik adalah pembangkit yang menggunakan tenaga angin untuk memutar turbin yang akan menghasilkan listrik. Sudah tentu lokasi yang ideal untuk pembangkit ini adalah daerah-daerah yang mengalami banyak hembusan angin.

3. Tenaga Air (Hydro Power)

Tenaga air biasanya digunakan untuk memutar turbin yang akan menghasilkan tenaga listrik. Pemanfaatan tenaga air dapat dengan skala besar, sedang maupun kecil.

Pemanfaatan dengan skala besar adalah dengan menampung air terlebih dahulu yaitu dengan membuat bendungan. Tenaga listrik yang dihasilkan pada skala besar dapat mencapai ribuan mega-watt sehingga mampu memenuhi kebutuhan listrik untuk kota-kota besar.

Sedangkan pembangkit listrik tenaga air dengan skala kecil (biasanya disebut dengan PLTMH atau Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro) yang dapat menghasilkan listrik untuk memenuhi kebutuhan pabrik penggilingan teh, misalnya sebagaimana terdapat pada beberapa perkebunan teh di Jawa Barat.

Besarnya tenaga listrik yang dihasilkan PLTMH dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Pengadaan PLTMH dapat dilakukan pemerintah maupun masyarakat. Di beberapa daerah, ada PLTMH yang dikelola swasta dan listrik yang dihasilkan dijual kepada masyarakat atau PLN yang selanjutnya menjualnya kembali kepada masyarakat.

Pembangkit listrik yang dibangun oleh masyarakat mempunyai kapasitas atau skala yang berbeda, bahkan ada pembangkit yang dibangun untuk skala 1-2 rumah tangga.

Itulah penjelasan mengenai biogas yang merupakan salah satu energi terbarukan. Rupanya, biogas membawa banyak manfaat untuk kehidupan.

(DEL)