Apa itu synfuel?

Diskusi tentang kemandirian energi, energi terbarukan dan bahaya emisi karbon telah menjadi bagian besar dari wacana politik di Amerika Serikat. Semua orang mulai dari presiden hingga orang yang memegang tanda "tidak ada perang untuk minyak" pada protes publik tampaknya tertarik pada cara untuk menemukan alternatif bahan bakar fosil. Tapi tidak semua pengganti diciptakan sama. Beberapa lebih baik untuk lingkungan; beberapa tidak. Beberapa adalah sumber energi terbarukan; beberapa tidak. Bahan bakar sintetis , alias synfuels , hanyalah salah satu dari banyak solusi di atas meja untuk memecahkan krisis energi yang berkembang.

Namun, dalam hal ini, istilah "sintetis" bisa menyesatkan. Itu tidak berarti bahan bakarnya tidak alami atau buatan. Administrasi Informasi Energi AS mendefinisikan bahan bakar sintetis sebagai bahan bakar apa pun yang "dihasilkan dari bahan baku batu bara, gas alam , atau biomassa melalui konversi kimia" [sumber: Administrasi Informasi Energi AS]. Konversi itu menciptakan zat yang secara kimiawi sama dengan minyak mentah atau bahan bakar olahan, tetapi disintesis melalui cara buatan. Minyak mentah konvensional terjadi secara alami di lingkungan, dan digunakan untuk menghasilkan berbagai bahan bakar seperti bensin dan solar. Bahan baku bahan bakar sintetis, bahan baku yang digunakan untuk membuat synfuel, harus mengalami perubahan kimia dan fisik yang intens agar dapat digunakan sebagai minyak mentah atau bahan bakar olahan.

Sejarah synfuels kembali lebih jauh dari yang Anda kira, meskipun penelitian dan pengembangan telah mencapai puncaknya dalam beberapa tahun terakhir. Synfuels pertama kali diteliti di Jerman pada tahun 1923, ketika dua ilmuwan mengembangkan proses yang disebut reaksi Fischer-Tropsch . Prosesnya, yang mereka namakan sendiri, melibatkan pengubahan gas menjadi bahan bakar cair. Meskipun ada alternatif untuk proses Fischer-Tropsch, ini adalah metode yang paling banyak diuji dan digunakan secara luas untuk membuat synfuel saat ini.

Secara historis, synfuel pertama kali digunakan secara luas untuk bahan bakar kendaraan militer di Perang Dunia II Jerman. Cadangan minyak yang terbatas di antara kekuatan Axis membuat opsi sintetis menjadi alternatif yang diperlukan [sumber: Becker ]. Pada 1970-an, bahan bakar sintetik banyak diteliti di Amerika Serikat di tengah kelangkaan minyak yang meluas. Penelitian itu akhirnya turun, tetapi telah melihat lonjakan lain baru-baru ini, karena kekhawatiran tentang kemandirian energi dan keberlanjutan telah menjadi poin pembicaraan politik yang penting. Negara-negara lain telah menggunakan synfuel lebih luas. Misalnya, di Afrika Selatan, bahan bakar sintetik yang terbuat dari batu bara dan gas alam telah menjadi bagian penting dari ekonomi minyak selama 30 tahun.

Untuk mengetahui tentang berbagai jenis synfuel dan bagaimana masing-masing diproduksi, baca terus.

Untuk memahami bagaimana berbagai bahan baku dapat diubah menjadi bahan bakar sintetis cair, Anda harus terlebih dahulu memahami cara kerja bahan bakar. Minyak , dan produk seperti bensin yang terbuat dari minyak, terdiri dari rantai panjang molekul organik yang disebut hidrokarbon (karena mengandung hidrogen dan karbon). Ketika hidrokarbon tersebut dibakar, mereka memecah dan melepaskan energi, yang digunakan untuk bahan bakar mesin di mobil, truk, pesawat, dll. Sebagian besar bahan organik, termasuk minyak, batu bara, gas alam, limbah pabrik, dan limbah, mengandung hidrokarbon. Mesin hari ini dirancang untuk bekerja dengan bahan bakar yang diturunkan dari minyak seperti bensin. Agar bahan bakar sintetis dapat bekerja di mesin tersebut, hidrokarbonnya harus direstrukturisasi sehingga menyerupai hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak bumi dan produk minyak bumi.

Pada dasarnya ada dua kategori bahan bakar sintetis, minyak mentah sintetis ( syncrude ), dan cairan Fischer-Tropsch . Kategori pertama mencakup bahan baku dan proses yang digunakan untuk memproduksi syncrude , atau minyak mentah sintetis. Minyak mentah sintetis dapat digunakan untuk tujuan yang sama seperti minyak mentah konvensional. Ini digunakan sebagai bahan baku. Seperti minyak mentah konvensional, sinkrude harus dimurnikan dan diproses untuk membuat berbagai bentuk bahan bakar komersial berbasis minyak bumi seperti solar , bensin, dan minyak tanah .

Tiga sumber sinkrude yang paling populer adalah minyak ekstra berat , serpih minyak , dan pasir minyak . Masing-masing bahan tersebut terjadi secara alami seperti minyak konvensional, tetapi mereka memiliki sifat fisik dan jumlah pengotor yang berbeda. Misalnya, serpih minyak adalah batu, dan pasir minyak adalah campuran pasir dan bitumen yang mengandung minyak . Bahan baku sinkrude ini terkena berbagai tingkat panas, tekanan, dan manipulasi fisik untuk menghasilkan zat dengan susunan hidrokarbon yang sama seperti minyak mentah alami.

Pengolahan bahan baku syncrude cenderung merusak lingkungan. Karena mereka membutuhkan lebih banyak pemrosesan daripada minyak mentah, mereka menghasilkan lebih banyak emisi CO ₂ dan polutan lainnya [sumber: Departemen Dalam Negeri AS ]. Selain itu, pengumpulan bahan baku sering kali melibatkan praktik lingkungan yang berbahaya seperti penambangan terbuka. Salah satu keuntungan menyinkronkan bahan bakar sebagai alternatif pengganti minyak adalah bahwa dunia mengandung cadangan minyak ekstra-berat, serpih minyak, dan pasir minyak yang belum dimanfaatkan secara substansial. Tentu saja, seperti minyak, sumber daya tersebut tidak berkelanjutan. Mereka juga pada akhirnya akan habis.

Baca terus untuk mengetahui tentang bagaimana synfuel Fischer-Tropsch diproduksi.

Jenis bahan bakar sintetik kedua, yang biasa disebut sebagai cairan Fischer-Tropsch, menggunakan bahan baku yang dapat diubah secara langsung menjadi bahan bakar cair yang layak komersial, pada dasarnya melewatkan langkah sinkronisasi. Bahan baku yang paling umum digunakan untuk memproduksi synfuel Fischer-Tropsch termasuk gas alam , batu bara dan biomassa (tanaman dan limbah tanaman). Dalam sintesis FT, bahan baku dikenai panas yang sangat tinggi - 1.900 derajat Fahrenheit (1.037,7 derajat Celcius) atau lebih tinggi - dan tekanan untuk menghasilkan campuran karbon monoksida dan hidrogen yang disebut gas sintesis (atau syngas ) [sumber: Van Bibber]. Langkah proses ini membuat bahan bakar cair Fischer-Tropsch jauh lebih bersih daripada bahan bakar yang dihasilkan dari minyak mentah atau sinkrude. Kotoran seperti logam berat dapat dengan mudah dihilangkan dari gasifier setelah syngas disaring. Gas seperti karbon dan belerang dapat disaring agar tidak menjadi polutan saat bahan bakar terbakar.

Selanjutnya, syngas dikondensasi menjadi bentuk cair. Sekali lagi diletakkan di bawah panas dan tekanan tinggi, katalis dimasukkan ke dalam proses, biasanya senyawa yang mengandung besi atau kobalt. Katalis memicu reaksi kimia antara hidrogen dan karbon monoksida, menciptakan rantai panjang hidrokarbon. Katalis yang berbeda dapat menghasilkan struktur hidrokarbon yang berbeda. Hidrokarbon ini kemudian didinginkan dan dikondensasikan menjadi bentuk cair, dan disaring. Seiring dengan bentuk sintetis bahan bakar diesel atau bensin , sintesis Fischer-Tropsch dapat menghasilkan pelumas industri, minyak tanah dan produk lainnya.

Dibandingkan dengan produk syncrude, cairan Fischer-Tropsch membakar jauh lebih bersih. Synfuels ini hampir tidak memiliki emisi partikulat, mengandung lebih sedikit nitrogen oksida daripada bahan bakar tradisional dan lebih sedikit emisi karbon monoksida [sumber: Badan Perlindungan Lingkungan AS ]. Tentu saja, bahan bakar sintetik yang menggunakan sumber daya terbarukan sebagai bahan baku (seperti biomassa) lebih baik bagi lingkungan dalam jangka panjang daripada bahan bakar fosil sebagai bahan baku.

Pemerintah AS memiliki kepentingan dalam synfuel, karena memiliki akses yang melimpah ke bahan baku seperti batu bara, gas alam, dan limbah pabrik. Dengan hanya memperhitungkan satu jenis synfuel, diperkirakan ada 1,3 gigaton biomassa yang tidak terpakai di Amerika Serikat yang dapat digunakan untuk memproduksi synfuel [sumber: Coal-to-Liquids Coalition ]. Jadi, militer AS dan lembaga pemerintah lainnya telah mendorong untuk meneliti bahan bakar sintetik dalam beberapa tahun terakhir. Negara-negara lain seperti China dan Jerman juga telah melakukan investasi baru-baru ini dalam mengeksplorasi teknologi synfuel [Sumber: Administrasi Informasi Energi AS ]. Sementara teknologi bahan bakar sintetis menjanjikan, biaya produksinya jauh lebih mahal daripada bensin dari minyak. Jadi, kemungkinan besar tidak akan menggantikan minyak kecuali harga minyak naik drastis.

Artikel Terkait

Lebih Banyak Tautan Hebat