Mengelola Metana – Dari Menambang Bitcoin hingga Membuat Bahan Bakar Jet Berkelanjutan

Mengubah Metana Dari Bom Iklim Menjadi Sumber Daya

Methane (CH₄), komponen utama gas alam, adalah gas rumah kaca (GHG) 28x lebih kuat daripada CO2. Jadi, emisi metana dapat mempercepat pemanasan global dalam jangka pendek. Satu-satunya “kabar baik”, adalah bahwa metana bertahan 12 tahun di atmosfer dibandingkan berabad-abad untuk CO2.

Namun bahkan ketika akhirnya dihancurkan di atmosfer atas, metana masih menyebabkan efek rumah kaca dengan berubah menjadi CO2.

Jadi emisi metana sama pentingnya, bahkan mungkin lebih penting daripada emisi CO2 dalam hal iklim, menjadikannya salah satu gas rumah kaca paling penting.

Sumber: EPA

Metana dihasilkan dari banyak sumber, banyak di antaranya terkait langsung dengan aktivitas manusia.

Yang pertama adalah bahan bakar fosil, dengan kebocoran gas alam sebagai sumber utama, tetapi juga kebocoran dari tambang batu bara dan deposit minyak.

Sumber lain adalah pertanian, yang terjadi ketika bahan organik mengalami fermentasi tanpa oksigen. Ini terutama terjadi di sistem pencernaan hewan ruminansia seperti sapi, domba, dan kambing (fermentasi enterik). Namun, hal ini juga dapat terjadi di sawah yang tergenang dan tumpukan bahan organik dengan oksigenasi buruk.

Terakhir, sumber utama lainnya adalah tempat pembuangan akhir (TPA), yang penuh dengan bahan organik terpendam yang terdekomposisi menjadi metana. Instalasi pengolahan air limbah juga merupakan sumber serupa bahan organik yang akan menghasilkan biogas jika dibiarkan.

Sumber: EPA

Metana dapat menjadi masalah yang lebih besar karena “es api”, bentuk metana beku padat (hidrat metana) yang ditemukan di kedalaman laut, serta deposit metana yang terperangkap dalam es di Kutub Utara.

Pemanasan iklim dapat mendestabilisasi tumpukan alami metana ini, menyebabkan lebih banyak emisi, yang selanjutnya meningkatkan pemanasan, yang kembali mendestabilisasi lebih banyak, dalam lingkaran umpan balik yang katastrofik. Kami membahas topik ini secara lebih detail dalam “Mengelola Metana Mungkin Kunci untuk Mencapai Tujuan Iklim – Dari Mana Asalnya dan Apa yang Dilakukan?”.

Namun ini tidak harus selalu pesimis. Metana adalah sumber energi berharga dan sumber material organik yang kuat yang dapat digunakan untuk keperluan industri.

Metode baru yang baru-baru ini ditemukan bahkan dapat membantu mengubah metana dari TPA menjadi bahan bakar jet berkelanjutan.

Dari Sampah Menjadi Bahan Bakar Jet

Masalah utama dalam pemanfaatan biogas adalah bahwa ia memerlukan salah satu dari dua opsi:

1. Membangun jaringan pipa yang luas untuk membawanya ke pusat industri dan perkotaan guna menggantikan gas alam dari bahan bakar fosil.
2. Menemukan cara untuk menggunakannya di lokasi.

Batasan ini disebabkan karena biogas sangat mudah menguap, dan tidak dapat diangkut dalam bentuk tersebut dengan mudah dalam jarak jauh. Ini adalah hidrokarbon yang sangat berbeda dengan rantai lebih panjang (seperti minyak) yang mudah diangkut dalam bentuk cair yang lebih padat.

Secara paralel, beberapa sektor ekonomi sangat sulit untuk didekarbonisasi, seperti penerbangan, yang masih bergantung 100% pada hidrokarbon cair untuk menyediakan bahan bakar yang cukup padat untuk menggerakkan penerbangan.

Jadi sangat masuk akal untuk mengumpulkan biogas dari TPA dan instalasi pengolahan air limbah, dan mengubahnya menjadi bahan bakar jet yang berharga.

Kami membahas secara detail biogas dan bagaimana ia saat ini dimanfaatkan dalam artikel kami “Biogas Netral Karbon – 5 Saham Biomethane Teratas ”.

Plasma untuk Produksi Bahan Bakar Jet

Peneliti di University of Sydney, Australia, dan Xi’an Jiaotong University di China telah menemukan cara untuk meningkatkan metode yang memanfaatkan metana, yang disebut plasma nontermal atmosfer (NTP). Salah satu keunggulan utama metode ini adalah dapat mengambil CO2 dan metana, dan mengubahnya menjadi hidrokarbon berguna pada suhu ruang, yang secara drastis menurunkan modal yang dibutuhkan dan kompleksitas proyek.

Masalah dengan NTP adalah bahwa ia hanya dapat menghasilkan senyawa hidrokarbon yang sangat sederhana seperti asam format (HCOOH), etanol (CH3CH2OH), isopropanol (CH3CHOHCH3), dan asam asetat (CH3COOH).

Dalam publikasi ilmiah berjudul “Long-Chain Hydrocarbons from Nonthermal Plasma-Driven Biogas Upcycling”, yang dipublikasikan di Journal of the American Chemical Society, para peneliti mengumumkan bahwa mereka berhasil menghasilkan hidrokarbon yang lebih kompleks menggunakan metode NTP.

Sumber: JACS

Mereka menemukan bahwa ketika menggunakan NTP pada campuran gas yang kaya metana dan rendah CO2, hasil akhir mengandung jauh lebih banyak hidrokarbon kompleks. Metode ini juga menghasilkan produk gas, terutama syngas (H2 dan CO), serta alkohol dan asam dalam fase cair.

Syngas adalah bahan baku utama untuk hampir seluruh industri petrokimia. Produk beroksigen, seperti alkohol dan asam karboksilat, juga dapat diubah menjadi hidrokarbon rantai panjang yang jenuh.

Sumber: JACS

Jadi, sebagian besar metana (biogas) dari TPA dapat diubah menjadi bahan baku petrokimia dan hidrokarbon cair rantai panjang yang digunakan untuk memproduksi bahan bakar jet.

Proses Efisien dan Ramah Lingkungan

Bagian terbaiknya adalah dengan mengendalikan konsentrasi metana, para peneliti berhasil mengendalikan komposisi produk akhir.

Sehingga proses ini dapat disesuaikan lebih lanjut untuk menghasilkan hidrokarbon tepat yang kami butuhkan untuk memproduksi bahan bakar jet netral karbon dari emisi metana.

Karena NTP menciptakan plasma dalam kondisi atmosfer, tidak memerlukan panas atau tekanan. Hal ini secara drastis mengurangi kebutuhan energi, yang berarti proses ini dapat sepenuhnya ditenagai oleh sumber energi terbarukan.

Akhir dari Limbah Metana

Pemanfaatan plasma baru ini untuk mengubah metana menjadi bahan bakar jet adalah salah satu dari banyak inovasi yang berupaya memanfaatkan metana yang sebelumnya terbuang.

Contoh lain dari inovasi semacam itu adalah bagaimana metana limbah juga digunakan untuk menambang Bitcoin. Hal ini terutama relevan untuk metana dari sumber seperti sumur minyak terpencil atau tambang batu bara. Metana jenis ini biasanya dibakar (flaring), energinya terbuang dan sebagian besar metana dilepaskan ke atmosfer tanpa terbakar.

Hal ini menunjukkan bagaimana kritik jangka pendek terhadap inovasi, seperti konsumsi energi Bitcoin dan cryptocurrency, atau ketidakmungkinan menjadikan bahan bakar jet “hijau”, seringkali bersifat sempit dan gagal mempertimbangkan kemungkinan sinergi antara teknologi baru.

Perusahaan Pemanfaatan Metana

1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)

Greenlane mengkhususkan diri dalam peningkatan biogas, atau proses menambahkan produksi biogas ke fasilitas yang sudah ada seperti instalasi pengolahan air limbah atau tempat pembuangan akhir. Dengan 140 sistem yang tersebar secara global, perusahaan ini adalah nomor 1 di industri.

Sumber: Greenlane

Greenlane berada jauh di depan kompetitornya berdasarkan total volume biogas yang diproduksi dengan mesinnya, bahkan melampaui raksasa industri seperti Air Liquide. Perlu juga dicatat bahwa kecuali Air Liquide dan Wartsila (yang biogasinya hanya merupakan bagian kecil dari total aktivitas), pesaing terbesar Greenlane seperti Prodeval, DMT, atau Bright biomethane tidak diperdagangkan secara publik.

Sumber: Greenlane

Perusahaan menawarkan 3 teknologi berbeda untuk produksi biogas (membran, pencucian air, dan PSA-Pressure Swing Adsorption), yang paling cocok tergantung pada kondisi lokal dan bahan baku. Ini memungkinkan penghilangan kontaminan dari gas seperti nitrogen, CO2, oksigen, atau impuritas berpotensi beracun.

Pada September 2023, Greenlane meluncurkan lini produk baru dengan desain siap pakai untuk setiap sektor produksi biogas (residu tebu, tempat pembuangan akhir, kotoran, dll.).

Ini adalah satu-satunya penyedia yang dapat menawarkan ketiga solusi tersebut, menjadikannya pilihan yang baik bagi klien yang tertarik mengadopsi teknologi terbaik untuk kondisi unik mereka.

Sumber: Greenlane

Sektor pertumbuhan utama bagi perusahaan ini akan menjadi Brasil (kekuatan pertanian global), di mana baru-baru ini mereka menandatangani kesepakatan untuk membangun produksi volume skala industri.

Kesepakatan tersebut ditandatangani dengan ZEG Biogás, 50% dimiliki oleh VIBRA, sebelumnya unit distribusi bahan bakar Petrobras, perusahaan minyak nasional. Tujuannya adalah mencapai produksi di lebih dari 75 lokasi dalam 5 tahun.

Karena bukan produsen biogas, melainkan penjual mesin untuk memproduksi biogas, Greenlane harus dipandang sebagai saham tipe “alat dan sekop”, dengan penjualannya mencerminkan kecepatan adopsi solusi biogas secara global. Dan merupakan saham publik terbesar di kategori ini.

Sebagai perusahaan yang mengkhususkan diri dalam solusi rekayasa untuk mengumpulkan biogas, Greenlane seharusnya sangat diuntungkan dari perbaikan terus-menerus dalam memonetisasi dan memanfaatkan sumber daya ini. Ia dapat memperoleh biogas tidak hanya dari TPA tetapi juga dari situs pertanian besar, memungkinkan ia mencakup dan memanfaatkan 2 dari 3 sumber utama emisi metana.

2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)

BioKraft menjual dan memproduksi biogas di Swedia (230 GWh biogas dan bioLNG), Norwegia (155 GWh bioLNG) dan Korea Selatan (60 GWh biogas terkompresi).

Pada April 2023, perusahaan memutuskan untuk memasuki pasar Jerman dengan potensi produksi 240 GWh dalam 2 proyek yang direncanakan selesai pada 2025.

Perusahaan memiliki total 875 GWh biogas dan 825 GWh bioLNG proyek baru dalam jalur, direncanakan selesai pada 2025-2026.

Ini akan meningkatkan kapasitas produksi saat ini dari 445 GWh menjadi 1.200 GWh pada 2026. Target jangka panjang perusahaan adalah mencapai total 3 TWh (3.000 GWh) pada 2030. Hampir semua proyek baru akan memasok bahan bakunya dari kotoran dan limbah berbasis pertanian.

Sumber: Biokraft

Perusahaan mengalami beberapa kerugian akibat harga jual listrik dan gas yang rendah dalam beberapa kuartal terakhir, terutama di Skandinavia. Hal ini menjadikan perusahaan sebagian merupakan taruhan pada pemulihan harga gas Eropa.

Pasokan metana ini kemudian dapat dimanfaatkan lebih lanjut dengan plasma untuk produksi bahan bakar jet atau syngas, meningkatkan profitabilitas operasi tersebut.

Antara target pertumbuhan agresifnya dan ketidakmenguntungkanannya saat ini, Biokraft merupakan pilihan terbaik bagi investor yang bersedia mengambil risiko dan bertaruh pada pemulihan perusahaan, sebagian berkat langkahnya ke pasar Jerman dan mungkin perubahan pasar gas UE secara keseluruhan.