Belajar IPA

Melanjutkan dongengan sebelumnya Sumberdaya Gas Alam – 1 dongengan berikut ini khusus untuk gas metan (CBM – Coal Bed Methane). Gas metan ini sedang menjadi sumberdaya alam baru non konvensional yang sudah mulai di eksplorasi di Indonesia.

Gambar dibawah ini merupakan sketsa ringkas bagaimana gas-gas itu berada.

CBM saat ini sedang menjadi salah satu tumpuan harapan sebagai sumberdaya energi non konvensional. Di Idnonesia juga sudah mulai di eksplorasi dan diharapkan akan berproduksi dalam beberapa tahun kedepan.

Pematangan Batubara dan pembentukan gas metan (CBM)

Batubara adalah batuan yang kaya karbon berasal dari bahan tumbuhan (gambut) yang terakumulasi di rawa-rawa dan kemudian terkubur bersamaan dengan terjadinya proses-proses geologi yang terjadi. Dengan meningkatnya kedalaman penguburan, bahan tanaman mengalami pembatubaraan dengan kompaksi / pemampatan, melepaskan zat fluida (air, karbon dioksida, hidrokarbon ringan, termasuk metana) karena mulai berubah menjadi batubara. Dengan pembatubaraan dengan pendekatan yang sedang berlangsung, batubara menjadi semakin diperkaya dengan karbon dan terus mengusir zat terbang. Pembentukan metana dan hidrokarbon lain adalah hasil dari pematangan termal pada bara, dan mulai di sekitar “sub-bituminous A” untuk tahap tinggi mengandung bitumen “” peringkat C, dengan jumlah metan yang dihasilkan meningkat secara signifikan.

Batubara dangkal memiliki peringkat rendah dan mungkin belum menghasilkan metana dalam jumlah besar. Lebih dalam bara ini terkubur, maka akan mengalami tingkat pematangan yang lebih besar. Sehingga pembatubaraan tinggi akan menghasilkan kuantitas lebih banyak metan daripada batubara dangkal.

Beberapa metana dalam batubara mungkin telah dihasilkan oleh aktifitas bakteri metanogen. Gas biogenik dapat diproduksi di setiap saat sepanjang proses pembatubaraan dengan pendekatan jika hadir kondisi yang tepat.

Gas metan tersimpan dalam batubara sebagai komponen gas yang teradsorpsi pada atau di dalam matriks batubara dan gas bebas dalam struktur micropore ataucleat lapisan batubara. Gas ini berada di tempat tempat yg menjebaknya terutama karena adanya tekanan reservoir. Apabila kita dapat mengurangi tekanan reservoir ini, maka memungkinkan gas yang terperangkap akan dapat keluar darimicropore pada batubara ini.

Untuk mengeluarkan gas metan ini tentusaja harus mengurangi tekanan dengan mengalirkan seluruh fluida yang ada terutama air. Ya, air akan sangat banyak terdapat dalam sela-sela lapisan (cleat) juga micropore (porositas mikro) pada batubara ini.

Pada proses penambangan batubara, sering juga dijumapi air ini. Seringkali air membanjiri pada lubang-lubang pertambangan batubara. Dan tentusaja diikuti oleh keluarnya gas-gas metan. Itulah sebabnya seringkali terdengar adanya ledakan tambang yang merupakan akibat terbakarnya gas metan yang terakumulasi dilubang tambang.

Untuk mengurangi resiko ledakan terowongan tambang serta memanfaatkan gas metan yang keluar inilah maka ide CBM muncul sebagai solusi untuk dua hal yang saling berhubungan.

Dalam proses pengeluaran air inilah gas akan secara bersama-sama ikut terproduksi. Jumlah air yang terproduksi semakin lama semakin berkurang sedangkan jumlah gas yang ikut terproduksi bertambah. Proses ini disebut “dewatering“. Proses dewatering ini memakan waktu yang cukup lama bahkan hingga 3 tahun. Ya selama 3 tahun inilah masa-masa menunggu yang sangat melelahkan sekaligus masa deg-degan karena menunggu sebesarapabesar kapasitas produksi sumur ini.

Berbeda dengan proses produksi minyak dan gas konvensional dimana tekanan gas cukup besar sehingga gas akan keluar dahulu yang kemudian akan diikuti oleh air.

Dibawah ini perbandingan komposisi air dan gas pada proses pengurasan air hingga proses memproduksi gas.

Walaupun memakan waktu cukup lama, saat ketika memproduksi air ini akan tetap terproduksi gas metana walau dalam jumlah yang sangat kecil. Juga gas ini tentusaja memiliki tekanan yang sangat rendah. Bahkan sering diperlukan kompressor untuk mempompakan gas ke penampungan.

Perbedaan CBM dengan gas konvensional.

Gas konvensional memiliki tekanan cukup tinggi sehingga produksi awalnya sangat besar dengan sedikit atau bahkan tanpa air yang ikut terproduksi. Dengan tekanan yang seringkali sangat tinggi ini menjadikan gas ini dapat ditransfer melalui pipa tanpa perlu pompa. Gas konvensional berisi metana C1H4 dan komponen-komponen gas hidrokarbon lainnya, bahkan dapat juga mengandung gas butana atau bahkan pentana yang sering kali menghasilkan kondensat.

Gas CBM seringkali berada pada lapisan batubara yang dangkal, sehingga memiliki tekanan yang sangat rendah. Pada masa produksi awal justru hampir 100% air. Dengan tekanan rendah ini maka apabila akan mengalirkan gas ini memerlukan kompressor untuk mendorong ke penampungan gas. Isinya diatas 95% hanya metana. Gas lainnya sangat sedikit. Sehingga sering disebut drygas atau gas kering.

Karena karakteristiknya yang jauh berbeda dengan gas konvensional ini maka metode pengembangan dan pembiayaannya juga berbeda. Jumlah sumur yang diperlukan akan meningkat terus dan dapat berjumlah ratusan bahkan ribuan sumur untuk memperoleh gas yang cukup signifikan diproduksikan. Hal ini mempengaruhi struktur pembiayaannya seperti dibawah ini.

Selain struktur pembiayaan dan metode pengembangan yang berbeda. CBM juga memiliki perbedaan dalam ketidak pastiannya. Tentusaja setiap kegiatan eksplorasi selalu ada ketidak pastian. Namun ketidak pastian dalam pencarian (eksplorasi) dan pengembangan (eksploitasi) CBM ini tidak sama dengan gas konvensional.

Ketidakpastian volume CBM yang dapat diproduksikan sangat besar diawal. Hal ini disebabkan CBM belom lama dikembangkan dibanding gas konvensional. Belom banyaknya perkembangan teknologi dan teori tentang CBM ini menjadikan ketidakpastian yang sangat lebar. Namun selaras dengan pengalaman, maka semakin berpengalaman dan semakin lama diproduksikan CBM-pun akan semakin lebih mudah “ditebak” (predictable).

Setiap kegiatan pemanfaatan bumi, bahkan hanya untuk rumah tinggal selalu memiliki dampak. Untuk memanfaatkan CBMpun juga tidak lepas dari dampak itu. Yang paling sering menjadi tantangan pemeliharaan lingkungan antara lain banyaknya air yg terproduksi, serta bagaimana dengan metana ini.

Batubara terbentuk didaerah rawa yang berupa air tawar. Demikian juga air yang terperangkap ini juga berupa air tawar yang tentusaja akan bercampur dengan garam-garaman. Dengan demikian diperkirakan air yang terproduksi berupa air yang memiliki salinitas rendah dibanding air laut.

Beberapa metode digunakan untuk membuang air sumur; yang paling umum adalah untuk mengembalikan dengan menginjeksikan air ke dalam formasi batuan bawah permukaan. Pendekatan lain adalah untuk membangun kolam penampungan, atau infiltrasi, kolam. Di daerah dingin, air ini tentusaja akan beku di musim dingin dan garam akan dipisahkan, sehingga air kemudian dapat dibuang. Sebagian besar air tawar diekstrak dapat digunakan untuk irigasi tanaman atau lahan pertanian. Para ilmuwan terus melakukan penelitian pada metode yang ramah lingkungan baik untuk membuang atau menggunakan kembali air diekstraksi.

Dampak Positif.

Sumur CBM juga dapat memberi kontribusi positip dengan mengurangi proses alamiah yang dikenal sebagai migrasi metana, yang terjadi saat kebocoran metana ke daerah penduduk dan mencemari sumber air. Meskipun migrasi metana dapat terjadi secara alami atau dapat berasal dari operasi pertambangan batubara, beberapa ahli percaya bahwa ekstraksi metana dari lapisan batubara bersama dengan sumur pengembangan tambahan justru menguatkan proses migrasi.

Meskipun ada potensi dampak lingkungan yang negatif yang berkaitan dengan CBM, ekstraksi dan pemanfaatan tidak menyebabkan gas metan yang akan secara alamiah terbebaskan selama pertambangan batu bara ke atmosfer. Sebagai gas rumah kaca,metana diyakini yang paling kuat dari semua agen pemanasan. Dengan memanfaatkan dalam proses pembakaran (combustible engine) sehingga gas ini menjadi CO2 dan H20 dinilai lebih ramah ketimbang melepas gas metan di atmosfer. Membatasi jumlah metana yang keluar sebagai gas metana tidak hanya bermanfaat bagi lingkungan, namun juga meningkatkan aspek keselamatan penambangan.

Saat ini gas-gas CBM masih diperlakukan seperti gas konvensional dalam pemanfaatannya. Bahkan bentuk kontrak pengusahaan CBM ini masih meniru dan mengacu pada kontrak gas konvensional (sistem bagihasil PSC) dengan sedikit modifikasi.

Tentusaja gas ini dapat  dipakai untuk kebutuhan gas pada umumnya. Bahkan dapat juga dipakai sebagai feedgas (gas masukan bahan dasar) pada pembuatan LNG, juga dapat dipipakan untuk konsumsi rumahtangga setelah diproses, juga dapat dipakai sebagai penggerak dan bahan bakar generator listrik

Dongeng sampai disini dulu. Selanjutnya nanti akan di dongengkan bagaimana proses C4e ini …. pssst C4e ini merupakan pengembangan filosofi Gas as energy not just a commodity !