Gas Hidrat Metan

Gas Hidrat Metan (Methane hydrate)

Sumber energi alternatif masa depan, pengganti BBM

Oleh : Soesilo P *), dari beberapa sumber.

Ditengah ramainya pembicaraan mengenai tingginya harga bahan bakar minyak dan upaya setiap negara untuk mencari energi alternatif pengganti BBM, penggunaan gas hidrat metan sebagai energi abad 21 juga ramai dibicarakan oleh para ahli. Ada banyak alasan yang menyebabkan bangsa Indonesia juga perlu lebih intensif melakukan penelitian di bidang gas hidrat metan ini.

Gas hidrat metan yang dikenal juga sebagai "nyala dalam es" atau "fire in the ice" merupakan senyawa metan (CH₄) yang bernama ilmiah "methane hydrate". Selama jutaan tahun, mikroba telah menghancurkan bahan-bahan organik pada sedimen lautan, memproduksi metan sebagai zat sisa. Gas metan (CH4) merupakan gas rumah kaca yang lebih kuat daripada karbon dioksida. Gas ini biasanya berasal dari hasil pembakaran biomassa atau rawa-rawa (proses alam seperti biogenik, termogenik, dan abiogenik) . Selain itu gas ini juga ada (terperangkap) dalam jumlah yang sangat banyak di sedimen lantai samudera, terkubur pada kedalaman 1.000 kaki lebih di dalam es yang dikenal sebagai methane clathrate. Clathrate ini stabil hanya pada kisaran suhu sangat rendah (sedikit di atas titik beku air ) dan tekanan tertentu (sekitar 5 megapascal), dan akan mencair secara cepat dan melepaskan gas yang mudah terbakar ke udara jika dibawa ke permukaan laut (pada suhu dan tekanan udara bebas).

Devinder Mahajan, seorang ahli kimia di Laboratorium Nasional Brookhaven memiliki resep untuk "memasak" dengan hidrat : Penuhi wadah dengan air dan sedimen, taruh dalam gas metan dan dinginkan dibawah tekanan tinggi (1.500 pound per inci kubik). Setelah beberapa jam, hidrat akan terbentuk dan stabil pada suhu 4 derajat celcius. Dengan menghidupkan korek api pada hidrat yang sedang mencair maka jadilah es yang dapat membakar ("fire in the ice").

Banyak perhitungan yang telah dilakukan mengenai besarnya keberadaan gas hidrat di bumi. Meskipun perhitungan yang dilakukan masih dalam bentuk perhitungan kasar. Tetapi hampir semua prediksi volume gas hidrat merujuk dalam jumlah yang sangat besar yaitu sekitar 200.000 Tcf (trilyun kaki kubik).

Dengan besarnya cadangan gas hidrat di bumi tersebut, potensinya untuk menggantikan penggunaan bahan bakar minyak memang cukup besar. Di samping itu, pencarian potensi keberadaan gas hidrat ini masih sedikit dilakukan, sehingga estimasi besarnya cadangan gas hidrat sangat berpeluang untuk menjadi semakin besar, seiring dengan semakin banyaknya penelitian yang dilakukan.

Spekulasi lebih jauh menunjukkan apabila temperaturnya meningkat setinggi ini akan berakibat pada pelepasan secara cepat dan tidak dapat dibalikkan untuk hidrat metan yang terkunci di dasar laut, menjadikan lepasnya gas metan, salah satu gas rumah kaca paling kuat ke atmosfir. Mekanisme serupa adalah salah satu teori yang menjelaskan tentang kepunahan pada masa Permian-Triassic sekitar 252 juta tahun yang lalu, dan Paleocene-Eocene Thermal Maximum sekitar 55 juta tahun yang lalu. Diperkirakan bumi membutuhkan waktu sekitar 100.000 tahun untuk kembali menjadi normal sesuai dengan Thermal Maximum.

Hal ini bukan berarti bahwa hidrat metan di laut tidak mengalami letusan sama sekali. Penelitian dengan menggunakan fosil dari bakteri yang tumbuh dengan subur pada konsentrasi metan yang tinggi, menunjukkan bahwa jumlah gas yang besar pasti telah dilepaskan di basin Santa Barbara, Kalifornia pada 44.000 tahun yang lalu.

Potensi cadangan gas hidrat metan di Indonesia berdasarkan penelitian adalah sebesar 858,6 Tcf, berada di perairan selatan pulau Sumatera, Sulawesi dan Jawa. Sebagai perbandingan, potensi ladang gas Natuna diperkirakan sebesar 222 Tcf, atau seperempatnya cadangan gas hidrat metan. Has hidrat metan lebih padat dari gas alam. Untuk 1 meter kubik gas hidrat akan melepaskan 164 meter kubik gas alam/ metan pada suhu 25^o C dan tekanan 1 atm (suhu dan tekanan udara bebas) , sehingga diperkirakan cadangan energi tersebut tidak akan habis dalam kurun waktu 800 tahun. Bisa dibayangkan betapa besar potensi energi Indonesia dimasa mendatang !

Dalam sistem gas alam padat, gas hidrat (NGH) diproduksi dari percampuran gas alam dengan air untuk membentuk kristal es. Gas alam padat terjadi ketika beberapa partikel kecil dari gas seperti metana, etana, dan propana, menstabilkan ikatan hidrogen dengan air untuk membentuk struktur sangkar 3 dimensi dengan molekul gas alam terjebak dalam sangkar tersebut. Sebuah sangkar terbuat dari beberapa molekul air yang terikat oleh ikatan hidrogen. Tipe ini dikenal dengan nama clathrates. Gas alam padat diperkirakan akan menjadi media baru untuk penyimpanan dan transportasi gas, sebab memiliki stabilitas yang tinggi pada suhu dibawah 0^o C pada tekanan atmosfer. Kestabilan tersebut disebabkan lapisen es yang terjadi pada saat hidrat terurai (terdisosiasi) menutupi hidrat dan mencegah penguraian lebih lanjut.

Sampai sekarang memang belum ada gas hidrat yang berhasil dikembangkan menjadi sumber energi, tapi melihat indikasi yang ada, gas ini dipercaya suatu hari nanti bisa menjadi bahan bakar alternatif menggantikan minyak bumi. Gas hidrat metan termasuk "renewable energy" atau "energi terbarukan", yang tidak akan habis sekalipun terus diambil. Gas akan terbentuk kembali selama sumbernya masih ada yang tersisa.

Metana adalah gas rumah kaca dan pelepasannya diperkirakan sebagai akibat dari menghangatnya suhu laut oleh pemanasan global .Mengapa lautan bisa cukup hangat untuk mengeluarkan metana dari kurungan es-nya masih belum diketahui. Sejumlah teori mengatakan kemungkinan akibat dari aktifitas vulkanik.

Walaupun destabiliasi massal hidrat metan sepertinya tidak mungkin, menghangatnya kawasan Artik secara cepat adalah titik panas potensial .

Lautan Artik dan daratan bekunya mengandung lebih sedikit hidrat metan, karena temperatur sangat dingin-lah yang membuatnya tetap membeku, bukan oleh tekanan besar.

Penelitian Kanada dan Jepang di Artik beberapa waktu yang lalu telah membuktikan bahwa kuantitas ekonomis dari metan dapat diperoleh pada hidrat di permukaan. walaupun hidrat metan di Alaska terbatas, jumlah hidrat yang terkubur di dasar laut dan lainnya jauh lebih besar.

Sampai saat ini teknologi eksplorasi gas hidrat metan sudah bisa dilakukan, tetapi banyak permasalahan dalam hal teknologi untuk membuat gas hidrat itu dalam kondisi stabilnya. Proses pengeboran sering kali menyebabkan perubahan tekanan dan suhu sehingga gas bermigrasi ke tempat lain. Dengan begitu perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai karakteristik dari gas hidrat metan ini sehingga kita bisa memanfaatkan gas hidrat itu menjadi sumber energi alternatif yang murah dan aman.

Ada berbagai pertimbangan dalam menentukan pemilihan energi alternatif. Beberapa isu yang cukup penting untuk dipertimbangkan adalah : 1) Harga produksi sebuah energi alternatif dibandingkan dengan bahan bakar minyak. 2) Keberadaannya di bumi, dan jenis energi yang dihasilkan; apakah termasuk energi terbarukan atau tidak. 3) Kemudahan pengolahan atau proses produksi untuk bisa digunakan. Keberadaan sumber energi yang menjadi bahan baku bagi sumber energi alternatif tersebut (jika bukan merupakan energi yang langsung diambil dari alam). 4) Manfaat tambahan yang bisa ditawarkan oleh energi alternatif tersebut. 5) Nilai keamanan bagi penggunaan energi tersebut. 6) Kemudahan proses modifikasi peralatan yang akan menggunakan energi tersebut.

Metode pemboran "hot water simulation" sejauh ini belum berhasil memanaskan gas hidrat secara terus menerus. Gas hidrat kembali beku dan tidak bisa diangkat ke permukaan. Biaya eksploitasinya yang masih mahal juga menjadi salah satu kendalanya.

HASIL PEMETAAN DENGAN KAPAL RISET

Seperti dikatakan di atas, pada umumnya, gas hidrat metan lebih sering ditemukan di laut. dalam . Distribusi gas hidrat di dunia menunjukkan kecenderungan yang lebih merata dibandingkan dengan keberadaan minyak bumi. Negara-negara yang selama ini adalah konsumen terbesar pengguna minyak bumi seperti Amerika, Jepang dan Kanada, diperkirakan memiliki cadangan gas hidrat metan dalam jumlah besar. Tidak terkecuali , perairan Indonesia diperkirakan juga memiliki cadangan yang cukup besar . Sementara itu, di India, para peneliti menemukan kandungan metan hidrat dengan ketebalan hingga 132 meter di cekungan Krisna Godavari. Menurut Malcolm Lall, direktur program gas hidrat India, kandungan tersebut merupakan salah satu yang terbesar di dunia. Selain itu ditemukan juga kandungan metan hidrat di kepulauan Andaman dengan kedalaman 600 meter dari dasar laut.

Sejak tahun 1994, Indonesia telah memulai penelitian untuk mencari potensi gas hidrat metan yang ada di perairan laut dalam , antara lain bekerjasama dengan Bundessanstalt fur Geowisseschaften und Rohstoffe dari Jerman dan Japan Marine Agency for Marine Earth Science and Technology.

Ekspedisi kapal riset Yokosuka milik pemerintah Jepang ini terbilang istimewa sebab didukung oleh kapal selam berawak Shinkai 6500, yakni salah satu kapal selam yang dapat menyelam hingga kedalaman 6500 di bawah permukaan laut milik Jamstec. Shinkai 6500 mampu membawa satu orang peneliti dan dua operator yang bisa bertahan selama delapan jam pada kedalaman 3000 meter. Hasil penelitian selama dua bulan penyelaman tersebut berhasil memetakan cadangan gas hidrat sebanyak 6,6 x 1012 meter kubik atau atau setara 233 trilyun kaki kubik (Tcf) pada area seluas 8.200 kilometer persegi. Pada penelitian selanjutnya di perairan dalam Sumatera Selatan, Selat Sunda dan kawasan selatan Jawa Barat yang ditelusuri pada tahun 1999 ditemukan potensi cadangan gas hidrat sebesar 17,7 x 1012 meter kubik atau 625 Tcf, dengan area seluas 22.125 kilometer persegi. Keseluruhan, potensi cadangan gas hidrat di seluruh Indonesia sebesar 858,6 Tcf (trilyun kaki kubik). Jumlah yang sangat besar untuk bumi kita Indonesia !!

Berbagai perhitungan telah dilakukan mengenai besarnya keberadaan gas hidrat di bumi. Perhitungan yang dilakukan masih dalam bentuk perhitungan kasar, akan tetapi hampir semua prediksi volume gas hidrat merujuk dalam orde yang sangat besar. Diperkirakan besarnya volume gas hidrat di atas 200.000 Tcf. Secara garis besar, total potensi gas hidrat ini diperkirakan sebesar 2 kali lipat dari keberadaan bahan bakar fosil baik yang terbarukan maupun yang tidak terbarukan (batu bara, minyak dan gas). Dengan besarnya cadangan gas hidrat di bumi, potensinya untuk menggantikan penggunaan bahan bakar minyak memang cukup besar. Di samping itu, pencarian potensi keberadaan gas hidrat ini masih sedikit dilakukan, sehingga estimasi besarnya cadangan gas hidrat sangat berpeluang untuk menjadi semakin besar, seiring dengan semakin banyaknya penelitian yang dilakukan.

Penelitian-penelitian tersebut telah dapat menyimpulkan bahwa gas hidrat metan ini bisa dieksplorasi untuk diolah menjadi sumber energi baru dimasa depan , menggantikan sumber energi minyak (BBM).

Gas metan relatif mudah untuk dimanfaatkan tanpa membutuhkan banyak modifikasi pada mesin. Dengan keunggulan yang dimiliki, gas metan, justru memberikan harapan yang lebih baik terhadap performa mesin, memperpanjang waktu penggunaan, dan kemudahan perawatan. Trend untuk beralih kepada gas-based economy juga dilakukan pemerintah Indonesia. Dengan demikian, pada saat teknologi eksploitasi gas hidrat juga telah kita kuasai, akan semakin mudah bagi kita untuk melakukan proses peralihan ke penggunaan gas metan ini.

Selain potensi di atas, ada lagi potensi gas bebas yang biasanya terperangkap di bawah lapisan gas hidrat. Melihat beberapa penelitan mengenai ketebalan gas bebas ini (free gas), agaknya jumlahnya juga berada dalam orde yang sangat besar. Dengan demikian, keberadaannya yang selalu seiring dengan keberadaan gas hidrat, akan dapat diperhitungkan sebagai potensi tambahan bagi eksploitasi gas hidrat.

Sebagai salah satu anggota Konsorsium Gas Hidrat International (International Methane Hydrate Consorsium) , Indonesia berperan aktif mengirimkan delegasinya dalam forum yang diselenggarakan setiap tahunnya, untuk mengikuti perkembangan terbaru dari kegiatan penelitian maupun pengembangan teknologi terkait eksploitasi gas hidrat metan tsb. Penelitian juga terus digalakkan, terutama untuk memetakan potensi cadangan gas metan hidrat di perairan sepanjang palung Aceh, Sumatera, Jawa dan Irian, yang membentang sepanjang kurang lebih 6.000 kilometer !

Diperkirakan, pada tahun 2020 mendatang gas hidrat baru bisa diproduksi secara massal sebagai bahan bakar alternatif baru menggantikan BBM.( bahan bakar fosil - minyak dan gas bumi). Kita masih mempunyai cukup waktu untuk terus melakukan kajian dan penelitian yang lebih dalam sebelum tiba waktunya untuk mengeksploitasinya secara besar-besaran.

Apabila proses eksplotitasi gas hidrat ini sudah bisa dilakukan, maka akan banyak manfaat yang akan kita peroleh dari penggunaan gas hidrat sebagai pengganti bahan bakar minyak, sebagai proses transisi dari petreoleum-based ke gas-based economy. Metan sebagai gas yang paling banyak terdapat dalam gas hidrat, selain menjanjikan gas buang yang bersih juga memberikan kemudahan dalam proses transportasi dari satu tempat ke tempat yang lain. Pembakaran gas metan menghasilkan karbon dioksida dan polutan yang rendah, sehingga secara biomedis merupakan gas yang tidak mengganggu kesehatan tubuh, karena tubuh bisa mentolerir polutan dalam kadar rendah.

Bagaimanapun, menurut Direktur Teknologi Inventarisasi Sumber Daya Alam BPPT, Yusuf S.Djajadihardja, dalam mengolah gas ini diperlukan kehati-hatian sebab kalau salah eksplorasi dan terjadi kebocoran ke udara maka bisa mengganggu stabilitas lapisan ozon. Eksploitasi gas metan hidrat secara besar-besaran nantinya jangan sampai menimbulkan dampak pencemaran terhadap lingkungan , khususnya tanah air kita.

*) Mantan Pertamina EP, Anggota Pantis SNI –Energi Baru.