Biogas adalah salah satu sumber energi alternatif yang mulai dikembangkan saat ini untuk menyeimbangkan sumber energi selain dari minyak tanah dan gas alam cair (LPG). Proses pembentukan biogas membutuhkan bantuan bakteri an aerob yang hasilnya berupa gas methana, karbon dioksida, amonia, dan asam sulfida. Bahan baku yang umumnya digunakan untuk proses pembentukan biogas umumnya adalah limbah peternakan seperti kotoran sapi, kambing, ayam, dll. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses biogas antara lain tingkat keasaman, temperatur, jenis bahan baku, dan konsentrasi bahan baku. Umumnya mikroorganisme pembentuk biogas atau biasa disebut methanogens bekerja pada range pH 6,5-7,5. Jika diluar range tingkat keasaman itu maka methanogens tidak dapat bekerja dengan baik begitu pula temperatur harus dijaga mengingat ada beberapa jenis mikroorganisme yang bekerja pada kisaran suhu tertentu. Jenis mikroorganisme yang bekerja antara lain:
1. Cryophilic : mampu mengurai bahan organik pada suhu dibawah 20 derajat Celcius
2. Mesophilic: bakteri an aerob yang bekerja secara optimal antara suhu 32-42 derajat Celcius
3. Thermophilic: bakteri pembentuk biogas yang bekerja pada suhu 55 derajat Celcius
Selain itu kandungan serta konsentrasi bahan baku untuk biogas cukup mempengaruhi karena bakteri mampu mengurai sampah organik yang banyak mengandung nitrogen dan fosfor serta kandungan serat yang lebih rendah.
Sebagai perbandingan berikut ditampilkan jenis sumber bahan baku sampah organik dengan biogas yang dihasilkan:
1. Sapi = 90-310 Liter gas/kg limbah
2. Ayam= 310-620 Liter gas/kg limbah
3. Kuda= 200-300 Liter gas/kg limbah
4. Kambing= 20-310 Liter gas/kg limbah
Dari hasil data diatas terlihat bahwa limbah kotoran ayam dapat menghasilkan volume biogas yang cukup besar karena kandungan kotorannya lebih banyak memiliki nutrient seperti nitrogen dan serat yang lebih sedikit.
Reaksi pembentukan biogas pada dasarnya tidak rumit namun secara sederhana bisa digambarkan sebagai berikut:
CxHy + zH2O + bakteri anaerob -------> (x+y+z))CH4 + xCO2 + (y+z)NH3 + (y+z)H2S + Panas
Sedangkan perbandingan biogas dengan gas alam yang biasa dihasilkan dalam pengeboran adalah
Biogas :Â Nilai bakarnya sekitar 4-8 kWh/m3 dan massa jenisnya 1,2 kg/m3 dengan titik nyala 700 derajat Celcius
Gas alam: Nilai bakarnya 10 kWh/m3 dan massa jenisnya 0,7 kg/m3 dengan titik nyala 650 derajat Celcius
Mengapa nilai bakar biogas lebih kecil dibandingkan gas alam? Karena biogas tidak hanya mengandung methana saat diproduksi melainkan juga senyawa lain seperti karbon dioksida (CO2) dan ammonia. Kandungan karbon dioksida yang diproduksi cukup besar yaitu 30-40% volume hal inilah yang mengakibatkan efisiensi energi yang dihasilkan biogas lebih kecil daripada gas alam biasa. Bakteri anaerob yang memproduksi biogas untuk saat ini tidak bisa direkayasa menghasilkan gas methana yang lebih besar konsentrasinya. Proses methanogenesi sendiri adalah proses yang melibatkan bakteri Methanobacterium, Methanobacillus, Methanosaccaria, dan Methanococcus dengan mengubah rantai pendek pada limbah organik menjadi senyawa asetat dan gas hidrogen. Senyawa asetat inilah yang akan dikarboksilasi dan menghasilkan gas methana dan karbon dioksida oleh karena itu tidak mudah menghindari pembentukan gas karbon dioksida.
Karbon dioksida yang disebut-sebut sebagai penghasil gas rumah kaca juga dihasilkan dalam produksi biogas karena itu proses ini tidak bisa disebut free emission atau bebas emisi. Namun bukan berarti gas karbon dioksida tidak bisa dikelola, salah satu caranya adalah melakukan teknik penyerapan gas dengan menggunakan bahan baku zat padat atau adsorpsi. Gas karbon dioksida mudah teradsorp dengan bahan baku alam seperti tumbuhan dan jenis tumbuhan itu diantaranya akar serai. Akar serai walaupun tidak bisa menyerap 100% kandungan karbon dioksida dalam biogas namun mampu mengurangi persentase kandungannya hingga 20-30% volume. Penggunaan akar serai ini juga lebih alami dibandingkan dengan menggunakan karbon aktif, untuk memanfaatkannya juga cukup mudah yaitu melalui pembuatan pipa saringan yang diisi dengan akar serai pada pipa keluaran reaktor digester pada biogas sebelum biogas didistribusikan pada pengguna.
