Dalam beberapa dekade terakhir, dunia telah menyaksikan peningkatan kebutuhan energi yang sangat pesat, sementara sumber daya energi fosil yang terbatas semakin menipis. Pengelolaan sumber daya energi telah menjadi salah satu tantangan terbesar di abad ke-21. Seiring dengan meningkatnya permintaan energi global dan tekanan untuk mengurangi jumlah gas rumah kaca yang dilepaskan ke atmosfer, muncul kebutuhan mendesak mendorong para ilmuwan dan insinyur untuk menemukan sumber energi yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Solusi saat ini yang semakin banyak dipertimbangkan adalah pemanfaatan air limbah sebagai sumber energi alternatif. Meski terdengar tidak konvensional, air limbah memiliki potensi besar sebagai sumber energi terbarukan, terutama melalui teknologi pengolahan seperti anaerobic digestion (AD) dan microbial fuel cells (MFCs). Disini kita akan membahas bagaimana air limbah dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi, teknologi yang terlibat, serta dampak ekonomis dan lingkungan.
Potensi Energi dalam Air Limbah
Air limbah adalah salah satu sumber daya yang paling tidak dimanfaatkan di dunia. Salah satu contoh yaitu air limbah domestik, dengan fokus pada komponen air limbah domestik dalam penelitiannya, Manzoor melaporkan bahwa aktivitas rumah tangga di seluruh dunia menghasilkan 267,5 miliar m3 per tahun air limbah, dimana 63% (168,8 miliar m3 per tahun) dikumpulkan di saluran pembuangan dan tangki septik, dan 54,7% (146,3 miliar m3 per tahun) telah diolah.
Meskipun sering kali dianggap sebagai masalah lingkungan, air limbah mengandung sejumlah besar bahan organik yang dapat diubah menjadi energi. Salah satu cara utama untuk memanfaatkan potensi ini adalah melalui proses AD, di mana mikroorganisme memecah bahan organik dalam kondisi anaerobik, menghasilkan biogas yang kaya metana. Di Indonesia, potensi energi dari air limbah rumah tangga diperkirakan mencapai 2.500 GWh per tahun, setara dengan 1,5% dari total konsumsi listrik nasional pada tahun 2020. Data ini menunjukkan bahwa air limbah memiliki potensi besar sebagai sumber energi yang berkelanjutan.
Teknologi Pengolahan Air Limbah Menjadi Energi
Teknologi AD adalah metode yang umum digunakan dalam pengelolaan air limbah menjadi energi. Proses ini melibatkan dekomposisi bahan organik dilakukan bakteri dalam kondisi tanpa oksigen, menghasilkan biogas yang terdiri dari 60-70% metana. Biogas ini dapat digunakan untuk pembangkit listrik atau diolah lebih lanjut menjadi biomethane, yang memiliki kemurnian setara dengan gas alam.
Di Eropa, teknologi AD telah banyak digunakan dalam instalasi pengolahan air limbah. Misalnya, di Denmark, lebih dari 30% kebutuhan energi di fasilitas pengolahan air limbah dipenuhi melalui biogas yang dihasilkan dari proses AD. Selain AD, teknologi MFCs juga menunjukkan potensi besar. MFCs adalah perangkat yang menggunakan bakteri untuk mengoksidasi bahan organik dalam air limbah, langsung menghasilkan listrik. Meskipun teknologi ini masih dalam tahap pengembangan, MFCs menawarkan prospek untuk mengolah air limbah sambil memproduksi energi yang ramah lingkungan.
Di Indonesia, penelitian tentang MFCs sedang dikembangkan oleh berbagai institusi akademis dan lembaga penelitian. Misalnya, sebuah studi oleh Institut Teknologi Bandung (ITB) menunjukkan bahwa MFCs memiliki potensi untuk menghasilkan listrik dari air limbah domestik, meskipun efisiensinya masih perlu ditingkatkan melalui optimasi teknologi. Pengembangan lebih lanjut dari teknologi ini dapat menjadi solusi penting untuk tantangan energi dan lingkungan di Indonesia. Studi menunjukkan bahwa sebagian besar rumah potong hewan (RPH) di Indonesia memiliki jumlah mikrobia yang cukup tinggi. Â Satu sel dapat menghasilkan listrik 120 miliamper dengan tegangan 0,8 volt, dan limbah RPH yang mencapai 123 m3 dapat menghasilkan 55.000 sel, yang sama dengan 340 megawatt.
Bagaimana Dampak pada Lingkungan dan Ekonomi?
