Pengertian Batubara (Desmawati ST, M.Kes)

 

Pengertian Batubara

Ada dua teori yang menerangkan terjadinya batubara, (1) teori In-Situ. (2) teori Drift. Menurut teori In-Situ batubara terbentuk dari tumbuhan atau pohon yang berasal dari hutan tempat batubara tersebut terbentuk. Batubara yang terbentuk sesuai denganteori In-Situ biasanya terjadi dihutan basah atau berawa, sehingga pohonpohon tersebut pada saat mati dan roboh langsung tenggelam kedalam rawa dan sisa tumbuhan tersebut tidak mengalami pembusukan secara sempurna dan akhirnya menjadi fosil tumbuhan yang membentuk sedimen organik. Menurut teori Drift, batubara terbentuk dari tumbuhan dan pohon yang berasal dari hutan yang bukan tempat batubara tersebut terbentuk. Batubara yang terbentuk biasanya terjadi di delta-delta dengan ciri-ciri lapiasan batubara tipis, tidak menerus (splitting), banyak lapisan (multiple seam) dan banyak pengotor (kandungan abu cenderung tinggi).

Proses pembentukan batubara terdiri atas dua tahap. (1) tahap biokimia (penggambutan). (2) tahap geokimia (pembatubaraan). Tahap penggambutan (peatification) adalah tahap ketika sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi bebas oksigen (anaerobik) di daerah rawa dengan sistem penirisan (drainage system) yang buruk dan selalu tergenang air beberapa inci dibawah permukaan air rawa. Material tumbuhan yang busuk tersebut melepaskan unsur H,N,O dan C dalam bentuk senyawa CO2, H2O dan NH3 untuk menjadi humus. Selanjutnya oleh bakteri anaerobik dan fungi, material tumbuhan itu diubah menjadi gambut (Stach, 1982, opcit, Susilawati 1992). Tahap pembatubaraan (coalification) merupakan proses diagenesis terhadap komponen organik dari gambut yang menimbulkan peningkatan temperatur dan tekanan sebagia gabungan proses biokimia, kimia dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan sedimen yang menutupinya dalam kurun waktu geologi. Pada tahap tersebut persentase Karbon akan meningkat sedangkan persentase Hidrogen dan Oksigen berkurang (Fischer, 1927, op cit. Susilawati 1992) sehingga menghasilkan batubara dalam berbagai tingkat maturitas material organiknya.

Klasifikasi Batubara

Proses awalnya endapan tumbuhan berubah menjadi gambut (Peat),  selanjutnya berubah menjadi batubara muda  ( Lignite) batubara yang sangat lunak  dan mengandung air 70 % dari beratnya . Batubara ini berwarna hitam, sangat rapuh, nilai kalor rendah dengan kandungan karbon yang sangat sedikit, kandungan abu dan sulfur yang banyak. Setelah mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, maka batubara muda akan mengalami perubahan yang  secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batubara muda menjadi batubara sub bituminous. Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batubara menjadi lebih keras dan warnanya lebih hitam, sehingga membentuk Bituminous yang merupakan batubara yang tebal, biasanya berwarna hitam mengkilat, terkadang cokelat tua, mengandung 68 – 86% karbon dari beratnya, dengan kandungan sulfur dan abu yang sedikit akan menjadi Anthracite yang merupakan peringkat teratas batubara, berbentuk padat, batu keras dengan warna jet-black berkilauan (Luster) metallic, mengandung antara 86-98% karbon dari beratnya.

Manfaat Batubara

Batubara sebagai bahan galian memiliki peran penting. Misalnya sebagai bahan bakar alternative nonminyak dan gas (nonmigas), digunakan dalam industri kimia dan industri lainnya.

Pemanfaatan batubara berhubungan erat dengan karakteristiknya. Batubara dapat digunakan dalam keadaan padat atau setelah diolah/dikonversi dijadikan fasa cair atau fasa gas. Pengolahan batubara  diperlukan bila karakteristiknya tidak sesuai dengan persyaratan penggunaannya.

Batubara  sabagai bahan dasar dapat dimanfaatkan menjadi bermacam produk turunan yang dapat dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Misalnya, sebagai bahan bakar minyak yang berasal dari pencairan batubara, bahan peledak dan lainnya.

1. Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Pembakaran batubara merupakan pemanfaatan batubara secara langsung untuk memperoleh energi panas dan menghasilkan gas buang (flue gas) dan abu. Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) merupakan salah satu contoh pemanfaatan batubara secara langsung. Dalam pemanfaatn tersebut, batubara uap dibakar dipembangkit uap (bolier) untuk menghasilkan panas yang akan digunakan untuk mengubah air menjadi uap air, yang selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan memutar generator guna menghasilkan energi listrik.

Mula-mula ukuran butiran batubara tersebut dikecilkan hingga berukuran halus untuk menambah luas permukaannya agar lebih mudah terbakar. Batubara tersebut kemudian disemburkan ke tungku pembakaran bertemperatur tinggi. Gas dan energi panas yang dihasilkan mengubah air pada tabung di sekeliling tungku tersebut menjadi uap. Uap bertekanan tunggi memutar turbin dengan kecepatan tinggi guna menggerakkan generator. Saat ini, penggunaan batubara sebagai sumber energi pembangkit listrik tercatat lebih kurang 39% kebutuhan listrik dunia (Panduan bisnis PTBA, 2008)

2. Industri besi dan baja

Peran batubara penting dalam kegiatan industri besi dan baja. Sekitar 64% produksi baja dunia berasal dari besi. Sebagai gambaran produksi baja dunia yang mencapai 965 juta ton pada tahun 2003 memanfaatkan batubara sebesar 543 juta ton. Proses peleburan besi dan baja tersebut menggunakan kokas dan batubara.

Proses peleburan biji besi dilakukan dengan menggunakan tungku peleburan tanur tinggi (blast furnace) dengan menggunakan kokas sebagai reduktor.

Reaksi reduksi terjadi sebagai berikut :

C    + O2           ——>                   2CO2

CO2 + C             ——>                    2CO

Fe2O3 + 3CO     ——>                    2Fe  +  3CO2

3. Industri Semen

Batubara digunakan sebagai sumber energi panas pada industri semen. Pada proses pembakaran dalam tungku (klin), batubara dibakar dalam ukuran halus (bentuk bubuk) dengan setiap 450 gram (g) batubara akan menghasilkan semen sekitar 900 g. Pada masa mendatang peran batubara masih cukup besar dalam industri semen.

Batubara dapat menghasilkan produk sampingan yaitu abu terbang (fly ash), boiler slag, dan gypsum (CaSO4 anhidris).