Muhaimin Iqbal
Author

Carbon for Carbon-Free Energy

Advanced Renewable

Tue , 14 Nov 2023 17:16 WIB

Ini paradigma baru yang sepertinya paradox tetapi sangat bisa dilakukan dan teknologinya matang, yaitu pemanfaatan carbon-rich materials untuk menghasilkan energy yang bebas carbon. Carbon-rich materials yang digunakan bisa berasal dari sampah dan limbah biomassa, maupun limbah kilang minyak yang disebut petroleum coke atau pet coke.

Carbon tersebut bisa berupa padatan carbon seperti arang atau pet coke di atas, ataupun berupa gas seperti CO2. Bila padatan rutenya digasifikasi dahulu menggunakan steam gasification untuk menghasilkan hydrogen-rich syngas, bila berupa CO2 misalnya dari hasil tangkapan FlueTrap dari cerobong asap - rutenya bisa menggunakan Reverse Water Gas Shift (RWGS) untuk merubahnya juga menjadi syngas.

Proses manapun yang ditempuh akan membutuhkan hydrogen yang banyak, oleh karenanya butuh cara untuk memperoleh green hydrogen yang murah. Rutenya bisa memanfaatkan Waste Heat Gas Turbine (WHGT) dari reaktor gasifikasi untuk menghasilkan listrik dan listriknya untuk elektrolisa air. Bisa juga menggunakan rute steam gasification khusus yang dirancang untuk produksi hydrogen -rich syngas yang kemudian di-enrich dan dimurnikan.

Hydrogen yang banyak hasil produksi dengan dua cara tersebut bisa langsung digunakan sebagai energi bersih in-situ in-time, di tempat produksi dan pada saat dia diproduksi. Namun bila hydrogen hendak digunakan lintas ruang dan waktu - di tempat lain dan waktu yang lain, maka dia butuh dirubah dahulu menjadi senyawa lain agar mudah disimpan dan ditransportasikan (logistik).

Hydrogen murni terlalu mahal untuk disimpan dan ditransportasikan karena butuh suhu yang sangat dingin (-253 derajat Celsius) atau tekanan yang sangat besar (700 Bar)- keduanya amatlah mahal. Disinilah butuhnya unsur carbon, baik berupa CO maupun CO2 untuk 'menyimpan' dahulu hydrogen dalam benruk senyawa yang lebih mudah dihandle.

Salah satu senyawa yang relatif mudah memproduksinya adalah Dimethyl Ether ( DME- CH3OCH3), dia berupa gas pada suhu ruangan, tetapi hanya dengan tekanan 5 Bar sudah menjadi cair - jadi relatif mudah untuk disimpan dan ditransportasikan, infrastruktur LPG semua bisa dimanfaatkan untuk ini.

Pada saat hendak digunakan di tempat penggunanya saja DME direform dengan uap untuk menghasilkan hydrogen kembali, bahkan hydrogen hasil reformasi akan bertambah 100% dari hydrogen yang dibawa DME ini, yaitu hydrogen tambahan yang berasal dari uap yang digunakan untuk reforming-nya.

Hydrogen inilah bentuk carbon-free energy yanf akan semakin banyak digunakan di masa depan, sedangkan CO2 ang merupakan limbah dari DME Steam Reformng ditangkap kembali antara lain dengan FlueTrap untuk diproses ulang mejadi DME lagi.

Dengan demikian carbon terus menerus digunakan secara circular sebagai pembawa hydrogen, sedang dia sendiri tidak dibakar sehingga tidak ada yang mencemari atmosfir bumi. Sketsa di bawah adalah cara kerja dari konsep carbon sebagai hydrogen carrier untuk carbon-fee energy ini.