Perpustakaan Digital ITB

Batubara merupakan salah satu sumber energi fosil yang melimpah di Indonesia dan diperkirakan tetap memainkan peranan strategis dalam pemenuhan kebutuhan energi nasional pada masa depan, terutama di tengah menurunnya ketersediaan minyak dan gas bumi. Selain berfungsi sebagai sumber energi primer, batubara juga memiliki potensi sebagai penghasil gas metana dalam bentuk Coal Bed Methane (CBM). Peningkatan produksi metana dari batubara dapat dilakukan melalui pendekatan biologis, khususnya melalui biostimulasi dan bioaugmentasi, baik secara in situ maupun ex situ. Salah satu agen biologis yang potensial adalah cairan rumen dari hewan ruminansia, yang diketahui mengandung konsorsium mikroba pengurai senyawa organik kompleks serta mikroba penghasil metana. Cairan rumen, yang umumnya berasal dari limbah Rumah Potong Hewan (RPH), secara alami kaya akan bakteri, protozoa, dan fungi. Mikroba ini memiliki aktivitas enzimatik yang mampu mendegradasi lignoselulosa, termasuk lignin yang merupakan komponen penyusun utama batubara. Kemampuan tersebut memungkinkan proses biokonversi batubara menjadi senyawa sederhana yang kemudian dimanfaatkan oleh mikroba metanogen untuk menghasilkan metana. Dengan karakteristik tersebut, cairan rumen menjadi kandidat bioaugmentasi yang kuat untuk meningkatkan produksi biometana berbasis batubara. Penelitian ini dilaksanakan di Balai Besar Pengujian Minyak dan Gas Bumi (LEMIGAS), pada KP3 Teknologi Eksploitasi I, melibatkan Kelompok Evaluasi Formasi Laboratorium Migas Non Konvensional (MNK) dan Kelompok Reservoir. Penelitian ini dilaksanakan melalui lima tahap utama, meliputi: (1) Pengambilan sampel batubara, air formasi, dan cairan rumen (2) Seleksi serta karakterisasi kualitas batubara (3) Proses upscaling kultur cairan rumen(4) Produksi metana skala laboratorium (5) Produksi metana skala mini plant. Sampel batubara diperoleh dari tambang PT Bukit Asam, masing-masing dari Stockpile Merbabu Pit E dan Suban Jeriji Utara. Air formasi dikumpulkan dari Lapangan Muralim, Sedangkan cairan rumen diperoleh dari RPH Ciputat, Tangerang Selatan. Berdasarkan klasifikasi ASTM D388, batubara GIR 47 dengan nilai kalor 10.322 Btu/lb (basis Moist mmf) termasuk kategori Subbituminous B. Sementara itu, batubara GIR 40 dengan nilai kalor 8.101 Btu/lb diklasifikasikan sebagai Lignit A. Cairan rumen yang digunakan memiliki pH 6,78 dengan populasi mikroba awal sebesar 2,4 × 10¹? CFU/mL, menunjukkan tingginya potensi aktivitas mikroba. Pada tahap produksi metana skala laboratorium, perlakuan batubara GIR 47 mesh + cairan rumen + air formasi menunjukkan produksi metana kumulatif tertinggi hingga hari ke-100, yaitu sebesar 852% dengan laju rata-rata 8,5% per hari. Sementara itu, perlakuan batubara GIR 40 mesh + cairan rumen + air formasi menghasilkan produksi kumulatif 697% dengan laju 6,97% per hari. Perbedaan ini menunjukkan bahwa karakteristik batubara, terutama kandungan karbon dan komponen volatil, memengaruhi tingkat biodegradabilitas serta potensi produksi metana. Analisis molekuler terhadap berbagai formulasi cairan rumen menunjukkan bahwa Formula B merupakan formulasi terbaik. Formula ini disusun dari campuran yeast (0,500 g), glukosa (0,100 g), NPK (0,100 g), NaCl (0,250 g), K?HPO? (0,200 g), dan MgSO? (0,0020 g). Formula B memiliki populasi mikroba tertinggi, yaitu 9,6 × 10? CFU/mL, Jauh di atas populasi mikroba pada formulasi tanpa aditif (blanko) yang hanya mencapai 3,5 × 10? CFU/mL. Profil komunitas mikroba menunjukkan dominasi kelas Bacteroidia sebesar 40%, yang berperan penting dalam degradasi karbohidrat kompleks, serta keberadaan Clostridium sp. sebesar 6,85% yang dikenal mampu menghasilkan gas prekursor metana seperti hidrogen melalui fermentasi. Pada tahap mini plant, produksi metana menunjukkan peningkatan yang signifikan hingga hari ke-100 pada kondisi inkubasi menggunakan gas nitrogen (N?) maupun karbon dioksida (CO?). Namun, kondisi dengan suplai karbon dioksida (CO?) menunjukkan hasil yang lebih tinggi, yaitu 13,91% dengan volume 4.201 mL. Sebaliknya, penggunaan Nitrogen (N?) hanya menghasilkan 10,53% dengan volume 2.133 mL. Hasil ini menunjukkan bahwa CO? tidak hanya berfungsi sebagai akseptor elektron, tetapi juga dapat menjadi sumber karbon tambahan yang mengoptimalkan aktivitas mikroba metanogen dan meningkatkan efisiensi proses biokonversi batubara. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa injeksi cairan rumen terformulasi secara signifikan meningkatkan produksi metana dari batubara. Pada skala laboratorium, bioaugmentasi cairan rumen menghasilkan produksi metana kumulatif hingga 852% pada batubara subbituminus dan 697% pada batubara lignit dalam 100 hari. Penambahan nutrien (yeast, glukosa, NPK, NaCl, K?HPO?, dan MgSO?) meningkatkan populasi mikroba hingga lebih dari 25 kali lipat. Pada skala mini plant, suplai karbon dioksida (CO?) meningkatkan produksi metana hampir dua kali lipat dibandingkan nitrogen, dengan volume gas 4.201 mL dan kadar metana 13,91%. Temuan ini menegaskan efektivitas bioaugmentasi cairan rumen dan injeksi CO? sebagai strategi peningkatan produksi Coal Bed Methane (CBM).