Teknologi Batubara Bersih: Gambaran Umum!
Batubara adalah sumber bahan bakar fosil yang paling melimpah dan tersebar luas di dunia. Batubara adalah bahan bakar yang sangat penting di dunia dan akan tetap demikian. Sekitar 23% kebutuhan energi primer dipenuhi oleh batu bara dan 39% listrik dihasilkan dari batu bara. Sekitar 70% produksi baja dunia bergantung pada bahan baku batubara. Badan Energi Internasional mengharapkan peningkatan 43% dalam penggunaannya dari tahun 2000 hingga 2020.
Batubara yang terbakar menghasilkan sekitar 9 miliar ton karbon dioksida setiap tahun yang dilepaskan ke atmosfer; sekitar 70% dari ini berasal dari pembangkit listrik. Pembakaran batu bara seperti untuk pembangkit listrik menimbulkan berbagai macam limbah. Perkiraan lain menempatkan emisi karbon dioksida dari pembangkit listrik pada sepertiga dari total dunia lebih dari 25 miliar ton emisi karbon dioksida.
Membakar batu bara tanpa menambah tingkat karbon dioksida global merupakan tantangan teknologi utama. Di pabrik konvensional, batubara dibakar dengan udara berlebih untuk menghasilkan pembakaran sempurna yang menghasilkan karbon dioksida yang sangat encer.
Konsep teknologi ‘batubara bersih’ yang baru muncul dengan tujuan mengatasi tantangan ini dan juga meninggalkan sumber daya batubara yang sangat besar untuk dimanfaatkan oleh generasi mendatang tanpa berkontribusi terhadap pemanasan global. Teknologi batu bara bersih adalah berbagai tanggapan yang berkembang terhadap masalah lingkungan akhir abad ke- 20 .
Banyak elemen telah diterapkan selama bertahun-tahun untuk mengendalikan emisi. Pembersihan batu bara dengan cara mencuci telah menjadi praktik standar di negara maju selama beberapa waktu untuk mengurangi emisi abu dan sulfur dioksida saat batu bara dibakar. Pengendapan elektrostatis dan filter kain menghilangkan 99% abu terbang dari gas buang dan teknologi ini digunakan secara luas.
Desulfurisasi gas buang mengurangi keluaran sulfur dioksida ke atmosfer hingga 97%, tugasnya bergantung pada tingkat sulfur dalam batubara dan tingkat pengurangannya. Ini banyak digunakan di negara maju. Pembakar NOx rendah memungkinkan pembangkit berbahan bakar batubara untuk mengurangi emisi nitrogen oksida hingga 40%. Ditambah dengan teknik pembakaran ulang, kadar NOx dapat dikurangi hingga 70% dan reduksi katalitik selektif dapat membersihkan 90% emisi NOx .
Teknologi canggih seperti Integrated Gasification Combined Cycle dan Pressurized Fluidized Bed Combustion memungkinkan efisiensi termal yang lebih tinggi hingga 45%. Gasifikasi mengubah batubara menjadi gas yang dapat dibakar dengan jumlah maksimum energi potensial dari batubara yang ada di dalam gas.
Tahap gasifikasi adalah pirolisis dari 400°C ke atas, di mana batubara, tanpa adanya oksigen, dengan cepat menghasilkan arang yang kaya karbon dan volatil yang kaya hidrogen. Tahap kedua, arang digasifikasi dari suhu 700°C hingga menghasilkan gas, menyisakan abu. Dengan umpan oksigen, gas tidak diencerkan dengan nitrogen. Reaksi kuncinya adalah C + O 2 menjadi CO dan reaksi gas air C + H 2 O menjadi CO dan H 2 ; reaksi kedua adalah endotermik.
Dalam gasifikasi termasuk yang menggunakan oksigen, suplai O 2 jauh lebih sedikit dari yang dibutuhkan untuk pembakaran penuh untuk menghasilkan CO dan H 2 . Reaksi perpindahan air CO + H 2 O menghasilkan CO 2 + H 2 adalah bagian penting dari proses gasifikasi untuk menangkap karbon dioksida dan menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar akhir turbin gas untuk produksi listrik.
Tantangan terbesar adalah menurunkan biaya ini secara memadai agar “batubara bersih” dapat bersaing dengan tenaga nuklir berdasarkan emisi mendekati nol untuk tenaga beban dasar. Teknologi ini bergerak sangat cepat karena memiliki potensi untuk menyediakan “emisi nol” yang mendekati. Menyuntikkan karbon dioksida cair ke dalam strata geologis yang dalam seperti lapisan batu bara yang tidak dapat ditambang di mana ia diserap untuk menggantikan metana adalah strategi pembuangan potensial lainnya.
Penelitian tentang geo-sequestration untuk karbon dioksida sedang berlangsung di beberapa bagian dunia. Potensi utama tampaknya adalah akuifer garam yang dalam dan ladang minyak dan gas yang terkuras di mana karbon dioksida diperkirakan akan tetap menjadi gas superkritis selama ribuan tahun dengan beberapa pelarutan. Penyimpanan karbon dioksida dalam skala besar dari pembangkit listrik membutuhkan jaringan pipa yang luas di daerah padat penduduk, tetapi memiliki implikasi keselamatan.
Banyak pembangkit listrik berbahan bakar batu bara mendekati masa pensiun dan penggantiannya memberi banyak ruang untuk listrik yang lebih bersih. Di samping tenaga nuklir dan memanfaatkan sumber energi terbarukan, satu harapan untuk ini adalah melalui teknologi “batubara bersih” yang telah diberikan prioritas utama untuk pendanaan penelitian dan pengembangan.
