Analisis Tekno-Ekonomi Untuk Optimalisasi Kombinasi Jenis Reaktor dan Skenario Utilisasi Biogas Dalam Pengolahan Limbah Vinasse Menggunakan Proses Anaerob Termofilik
Purwanta
Sesuai Paris Agreement, Indonesia berkomitmen mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil dengan mengembangkan energi baru terbarukan. Komitmen ini dituangkan dalam perpress no 22 tahun 2017 dan kebijakan energi nasional dengan target porsi EBT tahun 2025 sebesar 23% dan 31,2% tahun 2050. Salah satu potensi sumber energi baru terbarukan yang belum dikembangkan adalah limbah cair pabrik bioethanol atau vinasse. Perhitungan empiris dari data luas lahan tebu Indonesia tahun 2020 sebesar 458.430 Ha, diperkirakan produksi vinasse sebesar 5.000.000 ton per tahun. Volume ini setara dengan potensi energi sebesar 888.500.000 MJ atau listrik sebesar 98.000 MWh. Untuk optimalisasi pemanfaatan potensi energi tersebut, perlu dilakukan pemilihan methoda proses produksi energi dan jenis pemanfaatanya.
Perkembangan teknologi pemanfaatan potensi energi dari limbah cair yang ada saat ini antara lain Covered Lagoon, Fixed Bed Reactor (FBR), Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) dan Anaerobic Fluidized Bed Reactor (AFBR). Covered lagoon yang membutuhkan lahan luas akan menjadi hambatan untuk diterapkan dalam pabrik bioethanol yang rata-rata tidak memiliki lahan luas. Sehingga pada analisis ini hanya akan dilakukan perbandingan teknologi FBR yang dikembangkan Kajima, CSTR dan teknologi yang dikembangkan tim Riset Bio Process UGM. Teknologi yang dikembangkan tim Riset Bio Process UGM adalah CSTR dengan media zeolit alam dan AFBR dengan inokulum zeolit alam. Sementara untuk pemenfaatan biogas dianalisis berdasarkan pemanfaatan cofiring dalam boiler existing dan produksi listrik dalam gas engine.
Berdasarkan analisis dengan fluida kerja vinasse dari madubaru, proses secara termofilik reaktor jenis FBR untuk perancangan kapasitas 200 ton per hari vinasse dengan OLR 9,6 gram/liter/hari dalam 2 reaktor secara parallel diperoleh indikator parameter investasi lebih baik dibandingkan dengan jenis CSTR dengan media zeolit dan AFBR dengan inoculum zeolite. Namun AFBR akan menjadi alternatif pilihan terbaik apabila pemakaian teknologi FBR diikuti kewajiban royalti lebih dari 6% dari pendapatan. Pemanfaatan biogas cofiring menggantikan pemakaian minyak bakar dan batubara menjadi pilihan terbaik, dan produksi listrik hanya akan memiliki NPV positif apabila beroperasi lebih dari 210 hari per tahun. Jika pabrik hanya beroperasi 180 hari per tahun, tidak ada skema pemanfaatan biogas yang memiliki NPV positif tanpa memperhitungkan adanya carbon credit. Parameter indicator kelayakan investasi bisa diterima untuk tarif carbon credit minimum 10 USD/ton CO2 ekuivalen.
Kata kunci : anaerobic digestion, biogas, techno-economic, thermophilic, vinasse