Ketika masyarakat mulai menggunakan batu bara sebagai sumber bahan bakar, hal itu membawa manfaat efisiensi bagi industri dan manufaktur di samping masalah dampak lingkungan dan masalah keamanan. Seiring kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, metode ini disempurnakan untuk mengatasi masalah keamanan. Melihat proses gasifikasi batubara sebagai cerita yang memiliki positif dan negatif dapat menunjukkan sifat sebenarnya dari bagaimana hal itu terjadi.
Sejarah Gasifikasi Batubara
Meskipun para ilmuwan telah mempelajari proses emisi gas dari pembakaran batu bara sejak 1780, itu akan memakan waktu hingga awal 1900-an ketika proses akan dikomersialkan untuk digunakan di seluruh industri di kota-kota di seluruh dunia.
Konversi batu bara menjadi gas dalam proses gasifikasi batu bara sudah ada sejak Inggris abad ke-19. Selama dekade ini, penambang batu bara menggunakan proses yang menghancurkan batu bara dengan adanya oksigen dan uap pada suhu tinggi untuk menghasilkan gas.
Pada tahun 1860-an, Amerika Serikat telah bangkit sebagai raksasa industri berkat penambangan batubara skala besar proses di Pegunungan Appalachian, padang rumput Midwestern dan bahkan Cascades dan Rockies.
Kekurangan dan Kelebihan Batubara
Bangsa ini berdiri sebagai produsen batu bara terbesar di dunia, tetapi sejarah juga mengingat sisi gelap dari cerita tersebut. Sekop uap, traktor, dan peralatan yang digunakan dalam penambangan batu bara mengikis tanah sementara rel kereta api, pabrik industri, dan rumah mencemari kota-kota di seluruh negeri.
Komunitas yang lebih miskin mengandalkan batu bara yang lebih murah dan lebih kotor yang langsung mereka gunakan sementara kelas elit kaya keluarga akan mendapatkan keuntungan dari gas dan listrik, meningkatkan kesenjangan antara masyarakat miskin dan and kaya. Kelas pekerja membanjiri pabrik dengan pekerja tidak terampil dalam kondisi kerja yang berbahaya yang mengakibatkan, oleh Abad ke-20, puluhan ribu orang meninggal setiap tahun di rel kereta api, di pabrik dan di tambang batu bara diri.
Sektor industri yang telah diuntungkan dengan cara yang begitu efektif untuk memanfaatkan energi bumi menunjukkan kerugian yang merepotkan ini di samping keuntungan dari industri batu bara. Ketika para ilmuwan dan insinyur menemukan metode untuk menghasilkan gas batubara untuk industri dan ekonomi tujuan, ini nantinya akan berkembang menjadi teknik yang lebih efektif seperti minyak dan gas alam sintetis produksi.
Setelah masyarakat memahami manfaat dan keuntungan dari gasifikasi batubara, mereka menciptakan inovasi ini sesuai dengan kebutuhan mereka. Ini mengambil bentuk tanaman yang lebih besar dan penemuan lebih banyak reservoir batubara di bumi. Namun, meningkatkan untuk mencapai tempat gasifikasi batubara saat ini tidak begitu mudah.
Kerugian dan keuntungan dari gasifikasi batubara mendorong tanggapan dari warga dan pemerintah yang peduli melalui aktivisme buruh seperti pemogokan dan serikat pekerja. Peraturan dan institusi baru, seperti bagaimana presiden AS Theodore Roosevelt menginginkan peningkatan pengawasan pemerintah atas perusahaan bisnis, tersebar di seluruh negeri pada awal 1900-an. Pengusaha berdiri tegak melawan tuntutan pekerja kelas menengah untuk kondisi kerja yang lebih baik di samping jam kerja dan gaji yang lebih masuk akal. Industrialisasi membawa reformasi progresif melalui tantangan tenaga kerja ini.
Ilmu Gasifikasi Batubara
Pada awal abad ke-20, lebih banyak kemajuan terjadi di Amerika Serikat dan Inggris. Mengubah batubara menjadi gas menggunakan reaksi padat gas terutama menampilkan reaksi karbon dalam batubara dengan uap pada tekanan lebih rendah dari 10 MPa dan suhu di atas 750 °C.
Proses gasifikasi batubara akan menghasilkan hidrogen, amonia, metanol dan hidrokarbon, dan mereka juga digunakan dengan uap untuk membuat gas alam sintetis (SNG). Reaksi tersebut akan menghasilkan gas sintetik yang umumnya terdiri dari karbon monoksida (CO) dan gas hidrogen (H .).2).
Pada tahun 1930-an, gasifikasi batubara bawah tanah (Underground Coal Gasification/UCG) juga mulai berkembang. UCG khususnya menggunakan metode sirkulasi agen gasifikasi seperti udara, oksigen dan air ke dalam batubara itu sendiri. Proses ini mengubah batubara menjadi gas yang berguna dari batubara itu sendiri tanpa perlu menambang materialnya.
Dibutuhkan masukan panas untuk memulai reaksi endotermik ini dengan menggunakan sumber panas dari proses lain atau membakar bagian dari batubara itu sendiri. Panas yang dilepaskan oleh gas dapat menggerakkan mesin atau digunakan untuk membuat produk kimia, beberapa di antaranya akan diangkut ke permukaan bumi dari tambang dengan modal awal yang lebih sedikit, biaya operasi yang lebih rendah, dan konstruksi yang lebih sedikit waktu.
Namun, aplikasi praktis UCG masih terus dibatasi oleh tidak adanya pengetahuan kuantitatif dari proses kimia itu sendiri. Namun, para insinyur memanfaatkan ukuran rongga yang digunakan untuk menampung batu bara untuk memaksimalkan energi panas dilepaskan dengan memahami permeabilitas bahan rongga tanpa rongga hancur diri.
Kemajuan dalam Gasifikasi Batubara
Kemajuan dalam gasifikasi batubara sepanjang sejarah akan memastikan bahwa sisi positifnya akan lebih besar daripada sisi negatifnya karena akan digunakan di berbagai aplikasi. Reformasi melalui bidang politik, sosial, dan lainnya akan mengarahkan produsen untuk memperhitungkan tenaga kerja manusia sebagai sumber modal dalam perekonomian untuk mencegah biaya hidup manusia di samping kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Kemajuan akan datang dengan konflik seperti Pembantaian Ludlow 1914 di Colorado selatan, di mana Garda Nasional Colorado membunuh 18 pria, wanita dan anak-anak saat para penambang mogok.
Pada tahun 1930-an uji coba lapangan untuk cara terbaik menggunakan batubara dalam memproduksi uap mulai menyebar ke seluruh planet. Uni Soviet telah memelopori teknologi pada 1930-an, dan segera menyebar ke Inggris, Spanyol, Cina, Belgia, dan AS dalam beberapa dekade mendatang. Studi kelayakan yang dilakukan peneliti berupaya memanfaatkan batubara untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas.
Menanggapi kekurangan gas alam pada 1970-an dan 1980-an, para peneliti bereksperimen dengan menggunakan gas lain seperti: sebagai udara atau karbon dioksida, dan ini akan menyebabkan penggunaan gas hidrogen bersama suhu tinggi dengan katalis.
Metode gasifikasi batubara juga berusaha menghilangkan kotoran seperti belerang dan merkuri dari batubara untuk menjadikannya sumber energi yang lebih efisien. Metode penggunaan energi ini secara lebih efisien mengarah pada daur ulang abu dari gasifikasi batubara menjadi agregat beton daripada mengirimkannya ke tempat pembuangan akhir.
Siklus gabungan menggunakan uap yang dihasilkan dari gasifikasi batubara untuk menyalakan generator kedua dan beroperasi pada efisiensi 45-50%, tingkat 10-15% lebih tinggi daripada pabrik manufaktur tradisional. Siklus gabungan akan mengurangi emisi karbon dioksida dan menyebabkan perkembangan yang lebih ekonomis seperti memisahkan karbon dioksida dari gas lain yang dihasilkan.
Positif dan Negatif Modern Batubara
Inovasi dalam proses gasifikasi batubara telah berupaya untuk melakukan perbaikan pada setiap langkahnya. Menentukan suhu yang tepat di mana gasifier harus beroperasi akan mengarahkan para peneliti untuk memantau kulit terluar ruang gasifier menggunakan kamera inframerah.
Kemudian, mereka dapat menganalisis suhu menggunakan sumber data suhu yang berkelanjutan bersama dengan faktor-faktor lain seperti bentuk gasifier dan bahan yang digunakan. Teknologi dari pabrikan Pepperl+Fuchs saat ini menggunakan sistem hingga 13 kamera di setiap gasifier untuk merekam ini.
Kemajuan ini menunjukkan bagaimana masyarakat dapat menimbang hal-hal baik dan buruk tentang batubara sepanjang sejarah.