GAS ALAM Komposisi Gas alam seperti juga minyak bumi adalah bahan bakar fosil yang merupakan senyawa hidrokarbon (CnH2n+2) dan terdiri dari campuran beberapa macam gas hidrokarbon yang mudah terbakar dan non-hidrokarbon seperti N2, CO2 dan H2S. Umumnya gas yang terbentuk sebagian besar dari metan (CH4), dan dapat juga etan (C2H6) dan propan (C3H8). Gas alam yang didapat dari dalam sumur bumi, biasanya bersama dengan minyak bumi. Gas ini disebut sebagai gas associated. Ada juga sumur yang khusus menghasilkan gas, sehingga gas yang dihasilkan disebut gas non associated. Setelah dikeluarkan kepermukaan bumi, gas diproses untuk menghilangkan impurities seperti air, gas-gas lain, pasir dan senyawa lain. Beberapa gas hidrokarbon seperti propan (C3H8) dan butan (C4H10) dipisahkan dan dijual secara terpisah. Setelah diproses, gas alam yang bersih ditransmisikan ke titik-titik penggunaan melalui jaringan pipa yang jauhnya dapat mencapai ribuan kilometer. Gas alam yang dikirim melalui pipa tersebut merupakan gas alam dalam bentuk murni dan gas alam yang dikirim tersebut merupakan ‘dry gas’. Nama Gas Metana Etana Propana iso-Butana normal-Butana iso-Pentana normal-Pentana Karbondioksida Oksigen Nitrogen Hidrogen Sulfida
Senyawa CH4 C2H6 C3H8 IC4H10 nC4H10 IC5H12 nC5H12 CO2 O2 N2 H2S
komposisi 70-90%
0-20%
0-8% 0-0.2% 0-5% 0-5%
Tabel 1 Komponen Gas Alam Reaksi Pembakaran Sebagai contoh pembakaran, gas yang digunakan adalah metan. Metan adalah molekul yang dibentuk oleh satu atom karbon dan empat atom hidrogen sebagai CH4. Pembakaran gas metan terjadi secara kimiawi yaitu dengan terjadinya reaksi antara metan dan oksigen yang hasilnya berupa karbon di-oksida (CO2), air (H2O) ditambah sejumlah besar energi (energi sebagai pemicu terjadinya pembakaran), sebagaimana persamaan be-rikut : CH4[g] + 2 O2[g]
CO2[g] + 2 H2O[50] + 891 kJ
Untuk analisa lanjut jumlah energi yang terkandung dalam tiap jumlah tertentu dari gas alam ini dapat di analisa secara teoritis dengan memberikan asumsi dasar bahwa gas tersebut adalah gas ideal. PV = nRT
U = cv nRT R : konstanta gas 8.314 J K-1mol-1
P : tekanan V : volume
T : temperature absolut
n : jumlah gas dalam mol
cv : konctanta volumetrik
Proses Pemisahan Gas Alam Untuk mendapatkan gas alam yang dapat digunakan dan didistribusikan maka gas alam tersebut melalui beberapa proses secara umum yaitu: 1.
Purifikasi (pemurnian)
2.
Separasi (pemisahan)
3.
Liquefaction (pencairan) untuk gas yang didistribusikan dalam bentuk cair
Secara detail, proses tersebut dapat dilihat pada diagram dibawah ini
Gambar 1. Diagram alur proses pemurnian dan pemisahan gas alam Transportasi Pada dasarnya sistem transportasi gas alam meliputi :
Transportasi melalui pipa salur. Transportasi dalam bentuk Liquefied Natural Gas (LNG) dengan kapal tanker LNG untuk pengangkutan jarak jauh.
Transportasi dalam bentuk Compressed Natural Gas (CNG), baik didaratan dengan road tanker maupun dengan kapal tanker CNG di laut, untuk jarak dekat dan menengah (antar pulau).
Emisi dan Efisiensi Gas Alam Efisiensi pembakaran gas alam lebih tinggi daripada bahan bakar fosil lainnya, hal ini dikarenakan setiap bahan bakar yang terbakar berupa fase gas, jadi jika kita membakar minyak maka memerlukan energi untuk merubah menjadi gas baru terjadi proses pembakaran. Tidak seperti bahan bakar minyak dan batubara, emisi gas dari pembakaran gas alam jauh lebih rendah daripada bahan bakar fosil lain karena emisi Nitrogen Oksida (NOx), Sulfur Dioksida (SO2), dan karbon yang dihasilkan jauh lebih rendah daripada standar emisi. Bahan bakar minyak dan batubara juga menghasilkan partikel debu ke udara. Tabel 2 adalah tabel tingkat emisi bahan bakar fosil dalam pon/miliar Btu dari input energi. Polutan Karbondioksida (CO2) Karbonmonoksida (CO) Nitrogen Oksida (NOx) Sulfur Dioksida (SOx) Partikel Merkuri
Gas Alam 117.000 40 92 1 7 0
Minyak 164.000 33 448 1.112 84 0.007
Batubara 208.000 208 457 2.591 2.744 0.016
Tabel 2 Tingkat Emisi Bahan Bakar Fosil (Pound/ Miliar BTU) Teknologi Teknologi Analisa Dalam menganalisa kandungan kimia pada gas dapat digunakan Gas Cromatography. Alat ini digunakan untuk mengetahui kandungan kimia organik untuk proses pemisahan persenyawaan yang dapat diuapkan tanpa dekomposisi senyawa tersebut. Alat ini dapat menditeksi berbagai macam parameter yang dapat dilihat dari komputer dengan berbagai perangkat lunak untuk menganalisis data-data yang didapat. Parameter yang dapat dilihat yaitu: ·
flame ionization detector (FID)
·
thermal conductivity detector (TCD)
·
discharge ionization detector (DID), electron capture detector (ECD),
·
flame photometric detector (FPD)
·
flame ionization detector (FID)
·
Hall electrolytic conductivity detector (ElCD)
·
helium ionization detector (HID)
·
nitrogen phosphorus detector (NPD)
·
mass selective detector (MSD)
·
photo-ionization detector (PID)
·
pulsed discharge ionization detector (PDD)
·
thermal energy(conductivity) analyzer/detector (TEA/TCD)
Pada alat ini juga dapat mengetahui nilai GHV (Gross Heating Value) dengan cara komputasi pada komposis senyawa gas khususnya senyawa karbon (jumlah atom karbon).
Gas dapat dihitung pada temperatur dan tekanan normal yang biasa ditulis dengan satuan cubic feet. Pada produksi dan distribusinnya gas alam biasa dihitung dengan dalam thousands of cubic feet (Mcf), millions of cubic feet (MMcf), billions of cubic feet (Bcf), atau trillions of cubic feet (Tcf). Sedangkan untuk menunjukkan jumlah energi yang terkandung didalamnya biasa di tulis dengan satuan British thermal unit (BTU).
Teknologi Pembakaran Gas turbine untuk pembangkit listrik menggunakan gas alam sebagai bahan bakarnya untuk menghasilkan gas yang menggerakan dan memberikan tekanan pada turbin agar berputar. Boiler kecil biasanya berupa horizontal fire tube package boiler menggunakan gas sebagai bahan bakar untuk menghasilkan uap yang dapat digunakan untuk proses industri Heat Recovery Steam Generator (HRSG) ini menggunakan gas buang dari turbin gas untuk memanaskan ruang bakar dan memanfaatkan gas alam sebagai bahan bakar tambahan saat panas didalam ruang bakarnya kurang. Teknologi Penyimpanan LNG Gas alam cair (Liquefied Natural Gas, LNG) adalah gas alam yang telah diproses untuk menghilangkan ketidakmurnian dan hidrokarbon berat, kemudian dikondensasi menjadi cairan pada tekan atmosfer dengan mendinginkannya sekitar -160° Celcius. LNG ditransportasi menggunakan kendaraan yang dirancang khusus dan ditaruh dalam tangki yang juga dirancang khusus. LNG memiliki isi sekitar 1/640 dari gas alam pada Suhu dan Tekanan Standar, membuatnya lebih hemat untuk ditransportasi jarak jauh di mana jalur pipa tidak ada. CGN
Gas alam terkompresi (Compressed natural gas, CNG) digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (BBG) dimana gas alam berupa metana (CH4) dikompresikan dan disimpan pada bejana tekan (Tangki Penyimpanan). Gas metan yang tersimpan pada tangki memiliki tekanan yang dapat mencapai 200 bar sehingga diperlukan tangki penyimpanan khusus yang mampu bekerja sampai tekenan tersebut. Teknologi terbaru Desain terbaru tangki CNG menggunakan lapisan alumunium dengan diperkuat oleh fiberglass karena CNG lebih ringan. LPG LPG (Liquefied Petroleum Gas) adalah gas hidrokarbon yang dicairkan dengan tekanan untuk memudahkan penyimpanan, pengangkutan, dan penanganannya yang pada dasarnya terdiri atas propana (C3H8), butana (C4H10), atau campuran keduanya. Metode penyimpanan dengan cara ”Natural Gas Underground Storage” yaitu suatu ruang besar dibawah tanah (salt dome) yang berbentuk kubah terdiri dari reservoir. Hal ini sangat tepat untuk negeri empat musim. Pada musim panas saat pemakaian gas untuk pemanas jauh berkurang (low demand), gas alam diinjeksikan melalui kompresor-kompresor gas kedalam kubah didalam tanah tersebut. Pada musim dingin, dimana terjadi kebutuhan yang sangat signifikan, gas alam yang disimpan didalam kubah bawah tanah dikeluarkan untuk disalurkan kepada konsumen yang membutuhkan. Bagi perusahaan (operator) penyedia gas alam, cara ini sangat membantu untuk menjaga stabilitas operasional pasokan gas alam melalui jaringan pipa gas alam. Pemanfaatan Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu : · Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG), sebagai bahan bakar rumah tangga. · Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low density polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene, HDPE = high density polyethylen, PE= poly ethylene, PVC=poly vinyl chloride), dan bahan pemadam api ringan. ·
Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural Gas (LNG).
· LPG digunakan sebagai pengganti freon, aerosol, bahan pendingin (refrigerant/cooling agent), kosmetika, bahan bakar. Penggolongan LPG menurut penggunaannya o LPG Mix, merupakan campuran antara propana (C 3 H 8 ) dan butana (C 4 H 10 ) dengan komposisi antara 70-80% dan 20-30% volume dan ditambahkan oleh odoran/ pembau (mercaptant). Umumnya digunakan sebagai bahan bakar untuk rumah tangga.
o LPG Propana, merupakan LPG yang mengandung propana 95% volume masingmasing dan ditambahkan dengan odoran/ pembau (mercaptant). Umumnya digunakan untuk industri. o LPG Butana, merupakan LPG yang mengandung butana 97,5% volume dan ditambahkan dengan odoran/ pembau (mercaptant). Umumnya digunakan untuk industri Harga Harga gas alam menunjukkan kecenderungan yang terus meningkat. Hal ini dapat dilihat dari data nilai indeks harga gas alam internasional yang masuk ke US. Kecnderungan ini dapat diakibatkan karena makin banyaknya kebutuhan yang terus meningkat dari tiap negara dan cadangan gas alam dunia yang terus menurun. Tabel 3. Harga Natural Gas import U.S. (Dollars per Thousand Cubic Feet) Year 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Jan 1.72 2.12 2.11 1.98 2.07 2.11 1.60 2.09 3.26 2.08 2.03 2.44 9.47 2.73 4.89 5.98 6.30 10.11 6.50 7.66
Feb 1.88 2.10 1.92 1.68 1.89 2.24 1.46 1.95 2.52 1.94 1.93 2.60 6.45 2.32 5.71 5.67 6.14 7.96 7.39 8.35
Mar 1.81 1.99 1.86 1.65 1.94 2.21 1.40 1.92 1.72 1.98 1.80 2.61 5.42 2.61 7.61 5.15 6.24 7.00 7.45 9.03
Apr 1.73 1.82 1.79 1.63 2.03 1.96 1.37 1.87 1.67 2.04 1.85 2.86 5.35 3.27 5.00 5.21 6.92 6.73 7.24 9.61
May 1.76 1.79 1.74 1.66 2.17 1.94 1.46 1.72 1.83 2.02 2.17 3.05 4.95 3.25 5.04 5.63 6.58 6.53 7.45 10.80
Jun 1.81 1.79 1.72 1.77 1.98 1.77 1.47 1.70 1.88 1.88 2.13 3.87 3.94 3.08 5.53 6.06 6.35 5.83 7.32 11.71
Jul 1.75 1.83 1.68 1.70 1.92 1.82 1.40 1.84 1.84 1.97 2.18 3.94 3.17 2.84 5.11 5.75 6.82 5.95 6.56 11.79
Aug 1.77 1.78 1.60 1.83 1.97 1.76 1.34 1.80 1.83 1.82 2.39 3.62 3.14 2.70 4.54 5.62 7.50 6.74 6.00 8.67
Sep 1.77 1.80 1.67 1.96 2.09 1.66 1.43 1.62 2.01 1.68 2.63 4.15 2.63 3.06 4.67 4.96 9.96 5.83 5.49 7.54
Oct 1.78 1.84 1.80 2.22 1.93 1.54 1.48 1.71 2.33 1.93 2.50 5.16 2.14 3.56 4.48 5.38 11.99 4.88 6.35 NA
Nov 1.91 2.12 1.91 1.96 2.07 1.71 1.61 2.26 2.72 2.12 2.85 4.86 2.95 4.04 4.51 6.98 11.31 7.24 7.21 NA
Dec 1.99 2.13 1.98 2.13 2.27 1.72 1.80 3.00 2.19 2.16 2.34 7.35 2.68 4.20 5.08 6.96 10.91 7.60 7.51 NA
