Gas Alam

Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana (CH4). Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan. Saat ini cadangan gas alam yang dimiliki Indonesia diperkirakan sebesar 134,0 triliun kaki kubik (TCF) yang tersebar di Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Sumatera Selatan, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Kalimantan Timur, Natuna, Sulawesi Selatan, dan Papua.

Meski cadangan sangat besar, kemampuan untuk memproduksi gas tersebut masih sangat terbatas sehingga Indonesia setiap tahun hanya memproduksi gas sekitar 3 TCF. Poduksi gas alam tercatat sebesar 8,6 miliar kaki kubik per hari, dimana 6,6 miliar kaki kubik dari produksi tersebut digunakan untuk ekspor dan sisanya sebesar 2,0 miliar kaki kubik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yaitu untuk keperluan fertilizers, refinery, petrochemicals, LPG domestik, PGN, PLN, dan industri lainnya. Penerimaan negara dari gas alam rata-rata sebesar 10% dari total penerimaan negara, dan 80% dari jumlah tersebut berasal dari ekspor. Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CHsub>4), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). LNG (Liquefied natural gas) Gas alam cair (LNG) adalah gas alam yang telah diproses untuk menghilangkan ketidakmurnian dan hidrokarbon berat dan kemudian dikondensasi menjadi cairan pada tekanan atmosfer dengan mendinginkannya sekitar -162 °C. Untuk mendinginkan ini diperlukan energi, yang biasanya diwujudkan oleh alat yang disebut refrigerator. Perubahan wujud juga dapat dilakukan dengan meningkatkan tekanan gas metana (menjadi LNG) dan gas propana (menjadi LPG). Pada temperatur kamar (25 °C) metana akan mulai mencair pada 6.64 bar atau 92.78 psia sementara propana mulai mencair pada 6.31 bar. LNG memiliki isi sekitar 1/600 dari gas alam pada suhu dan tekanan standar, membuatnya lebih hemat untuk transportasi jarak jauh. LNG memiliki kepadatan energi yang sebanding dengan bahan bakar petrol dan diesel. Pembakaran satu meter kubik gas alam komersial menghasilkan 38 MJ (10.6 kWh). LNG menghasilkan polusi yang lebih sedikit, tetapi biaya produksi yang relatif tinggi dan kebutuhan penyimpanannya yang menggunakan tangki cryogenic yang mahal telah mencegah penggunaannya dalam aplikasi komersial. Kepadatan LNG kira-kira 0,41-0,5 kg/L, tergantung suhu, tekanan, dan komposisi. Sebagai perbandingan, air memiliki kepadatan 1,0 kg/L. Kondisi yang dibutuhkan untuk memadatkan gas alam bergantung dari komposisi dari gas itu sendiri, pasar yang akan menerima serta proses yang digunakan, namun umumnya menggunakan suhu sekitar 120 dan -170 °C (methana murni menjadi cair pada suhu -161.6 °C) dengan tekanan antara 101 dan 6000 [kilopascal|kPa] (14.7 dan 870 lbf/in²). Gas alam bertekanan tinggi yang telah didapat kemudian diturunkan tekanannya untuk penyimpanan dan pengiriman. LPG (Liquefied Petroleum Gas) LPG (harafiah: "gas minyak bumi yang dicairkan"), adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi propana (C3H8) dan butana (C4H10). Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya etana (C2H6) dan pentana (C5H12). Istilah LPG dan LNG adalah pengistilahan umum untuk gas yang di cairkan baik oleh manusia atau karena keadaan alam. LPG merupakan gas petrol hasil olahan minyak bumi yang dicairkan dengan komponen utama propana dan butana, sedangkan LNG adalah gas cair dengan komponen utama metana. Titik didih LPG pada tekanan atmosfer adalah -42 °C. Titik didih metana, propana dan butana berada di bawah nol derajat karena pada kondisi ruangan dalam fasa gas. Jadi ketika perpindahan ke fasa cair (titik embun = titik didih) berlangsung di bawah temperatur kamar. Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasaya sekitar 250:1. Tekanan di mana elpiji berbentuk cair, dinamakan tekanan uap-nya, juga bervariasi tergantung komposisi dan temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi butana murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair, dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi propana murni pada 55 °C (131 °F). Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran, elpiji propana dan elpiji butana. Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. Elpiji yang dipasarkan Pertamina adalah elpiji campuran. Sifat elpiji terutama adalah sebagai berikut: 1. Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar. 2. Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat. 3. Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder. 4. Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat. 5. Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang rendah. NGH (natural gas hydrate) NGH (natural gas hydrate) adalah kristal es yang terbentuk dimana lapisan es menutupi molekul gas yang terjebak didalamnya. NGH stabil pada tekanan tinggi dan suhu rendah, dan terjadi secara alami di dasar laut yang bertekanan tinggi dan bersuhu rendah pada kedalaman 150-2000 meter dibawah permukaan air laut. Eksplorasi NGH dari dasar laut masih memerlukan 30-40 tahun untuk menjadi ekonomis, yaitu pada saat cadangan energi fosil telah habis. NGH juga terjadi sebagai problem pada pipa saluran gas alam bertekanan tinggi didaerah yang dingin. Terbentuknya NGH dapat menghambat aliran gas pada pipa. Pada saat ini penelitian NGH banyak dilakukan sebagai alternatif sistem pengangkutan dan penyimpanan gas alam, yang selama ini didominasi oleh sistem pemipaan dan gas alam cair (liquefied natural gas, LNG). Dalam sistem gas alam padat, 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 oC pada tekanan atmosfer. Kestabilan tersebut disebabkan lapisen es yang terjadi pada saat hidrat terurai (terdisosiasi), lapisan es tersebut menutupi hidrat dan mencegah penguraian lebih lanjut. NGH lebih padat dari gas alam, 1 meter kubik NGH setara dengan 170 m3 dari gas alam pada tekaan 1 atm, pada suhu 25 oC. Sistem gas alam padat meliputi 3 step yaitu, produksi, transportasi dan gasifikasi ulang. Investasi yang digunakan untuk membangun sistem gas alam padat jauh lebih murah dari pada gas alam cair. Dengan sistem gas alam padat, ladang-ladang minyak dengan kapasitas kecil yang tidak memungkinkan diekploitasi dengan sistem gas alam cair dapat dimanfaatkan.