Gas Alam, CNG, LNG, NGL dan LPG apa bedanya ?

"Bu, tanya dong LPG itu isinya apa sih, apa bedanya dengan LNG ?" pertanyaan itu muncul di HPku ketika heboh-hebohnya berita di koran akibat adanya pengumuman kenaikan harga LPG 12 kg oleh Pertamina. Mungkin banyak masyarakat yang belum tau komponen apa yang terkandung dalam LPG walaupun mereka telah memanfaatkannya selama bertahun-tahun.

Tulisan ini tidak bermaksud menggurui para pembaca blog ini, hanya sekedar sharing pengetahuan saja karena kebetulan aku pernah dan masih bekerja di bidang yang terkait dengan gas alam dan cukup akrab dengan istilah CNG, LNG, NGL dan LPG tersebut.

Gas alam dan minyak bumi adalah anugerah Allah SWT yang harus disyukuri dengan sebenar-benarnya karena telah memegang peranan penting sebagai sumber energi bagi manusia sejak dahulu kala. Menurut ahli sejarah, minyak bumi telah digunakan bangsa Persia sejak 5000 atau 6000 tahun yang lalu, sebagai perekat bahan bangunan dan berbagai keperluan lainnya. Saat itu bangsa Persia mendapatkan minyak bumi berupa lumpur hitam yang berbau tak sedap dari sumur-sumur dangkal. Sedangkan gas bumi atau gas alam telah digunakan bangsa Cina sejak ratusan tahun sebelum Masehi. Gas alam tersebut diambil dari tanah yang dilubangi menggunakan bor, lalu dialirkan melalui batang bambu dan digunakan sebagai sumber panas dan sumber cahaya di dalam kuil maupun istana.

Sebagian besar komponen kimia yang terdapat pada minyak bumi dan gas alam adalah senyawa hidrokarbon, dimana minyak bumi adalah senyawa hidrokarbon yang berbentuk cair dengan rantai hidrokarbon yang lebih berat/panjang/komplek, sedangkan gas alam adalah senyawa hidrokarbon yang berbentuk gas dengan rantai hidrokarbon yang lebih ringan/pendek/sederhana.

Mungkin anda masih ingat dengan pelajaran kimia di SMA, yang disebut senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang mengandung unsur H (Hidrogen) dan C (Carbon) yang bisa terdiri dari jenis alkana (ikatan tunggal), alkena (ikatan rangkap 2), alkuna (ikatan rangkap 3), siklik, aromatik dan banyak lagi jenis-jenis yang lebih komplek lainnya.

Kembali ke laptop yaitu apa bedanya Gas alam, CNG, LNG, NGL dan LPG ? Penjelasannya mungkin agak panjang, semoga dapat dipahami. Gas alam pada umumnya terdiri dari senyawa hidrokarbon alkana (CnH2n+2) yaitu metana (CH4) sebagai komponen utamanya, lalu berikutnya komponen etana (C2H6), propana (C3H8), butana (C4H10), pentana (C5H12), heksana (C6H14) dan seterusnya atau biasa disebut komponen C6+ dalam jumlah yang lebih sedikit, selain itu juga terkandung senyawa impurities seperti Mercuri, Nitrogen, H2O, CO2, H2S, Mercaptan dan senyawa sulfur lainnya dengan kadar yang bervariasi pada setiap lapangan gas.

Setelah proses pemisahan awal fasa gas dan fasa cair dari hidrokarbon yang terkandung dari gas alam yang berasal dari sumur, gas alam tersebut dapat langsung digunakan sebagai sumber energi atau bahan bakar terutama jika kandungan impuritiesnya kecil atau telah  memenuhi spesifikasi gas yang ditetapkan dan juga telah tersedia infrastruktur pengaliran gas atau sistem perpipaannya ke industri pengguna maupun rumah tangga. Untuk beberapa kota besar seperti Jakarta, Medan, Surabaya sebagian lokasi perumahan sudah tersedia jaringan perpipaan gas alam ini.

Jika sistem perpipaan gas belum tersedia atau penggunanya jauh dari sumber gas tersebut  misalnya di atas 1000 km, sehingga opsi pemasangan pipa menjadi tidak ekonomis lagi, maka pengangkutan gas tersebut dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu

1. Menaikkan tekanan gas tersebut sedemikian rupa sehingga gas tersebut berubah fasa menjadi cair atau sering disebut dengan CNG (Compressed Natural Gas) yang temperaturnya sekitar temperatur kamar, namun tekanannya sangat tinggi yaitu 200 - 250 atmosfir. Pengangkutan gas alam dalam bentuk CNG ini akan ekonomis untuk jarak 1000 - 2500 km dari sumber gas, yang dapat dilakukan dengan menggunakan truck atau kereta api.
2. Mendinginkan gas tersebut sehingga berubah fasa menjadi cair atau sering disebut dengan LNG (Liquefied Natural Gas) yang tekanannya sekitar 1 atmosfir namun temperaturnya sangat rendah yaitu sekitar -160 o Celcius (cryogenic temperature). Untuk proses pencairan gas alam  ini sebagian impurities gas seperti Hg, CO2, H2O dan fraksi HC berat harus dihilangkan terlebih dahulu agar tidak mengganggu proses pencairan gas tersebut. Pengangkutan gas alam dalam bentuk LNG ini biasanya untuk jarak di atas 2500 km dari sumber gas dan harus menggunakan kapal khusus untuk LNG.

Tujuan utama pemrosesan gas alam dari  fasa gas menjadi fasa cair ini adalah untuk memudahkan pengangkutan dan penyimpanannya karena bentuk cair tersebut akan mempunyai volume yang lebih kecil untuk massa yang sama. Perbandingan volume gas/volume CNG adalah sekitar 1/200 dan untuk LNG 1/600 artinya volume 200 m3 gas jika dikompresi akan menjadi 1 m3 CNG dan jika dicairkan akan setara dengan 0.3 m3 LNG, sehingga perubahan bentuk fasa gas menjadi cair ini dapat mengangkut atau menyimpan  jumlah/massa gas yang lebih besar untuk volume yang sama.

Jadi  gas pipa, CNG dan LNG ini sebenarnya komponen kimianya serupa namun yang berbeda adalah sifat fisikanya (physical properties) saja. Dalam penggunaannya sebagai bahan bakar, CNG dan LNG ini akan dikembalikan lagi  ke dalam bentuk fasa gas, yaitu CNG dengan menurunkan tekanannya menggunakan pressure regulator dan LNG dengan cara dipanaskan terlebih dahulu. BBG (bahan bakar gas) yang digunakan pada taxi maupun bus adalah berbentuk CNG. Sedangkan LNG saat ini belum digunakan di dalam negeri karena fasilitas regasifikasinya belum tersedia (sedang dalam tahap pembangunan).

Berbeda dengan gas alam/CNG/LNG, komponen utama LPG (Liquefied Petroleum Gas) adalah Propana (C3H8) dan Butana (C4H10) dan sedikit kandungan etana (C2H6) dan pentana (C5H12). Pada tekanan atmosferik dan temperatur kamar, propana dan butana tersebut berada dalam fasa gas, sedangkan LPG merupakan propana atau butana atau campuran propana dan butana dalam bentuk cair, untuk memudahkan penyimpanan dan pengangkutannya ke konsumen.

LPG dapat diperoleh dari hasil ekstraksi gas alam atau dari hasil penyulingan minyak bumi. Jika kandungan propana dan butana yang terkandung pada gas alam cukup besar dan ekonomis untuk dijadikan produk LPG, maka komponen C3 dan C4 tersebut akan dipisahkan dari gas alam melalui proses ekspansi yaitu dengan menurunkan tekanan gas alam sehingga fraksi propana dan butana akan terkondensasi dan dapat dipisahkan dari fraksi metana.

Pemrosesan LPG seperti ini pernah dilakukan di kilang LNG Arun dan LNG Bontang, dimana LPG yang dihasilkan merupakan refirigerated LPG yaitu LPG dengan tekanan 1 atmosfir dan temperatur lebih rendah dari temperatur kamar (-40 o C untuk propana dan -6 o Celcius untuk butana), sehingga tangki penyimpanannya harus dilengkapi dengan sistem pendinginan.

Sedangkan LPG yang dihasilkan dari hasil penyulingan minyak bumi (refinerynya Pertamina) merupakan pressurized LPG yaitu propana dan butana cair yang diperoleh melalui proses distilasi dengan temperatur sekitar temperatur kamar namun tekanannya tinggi yaitu sekitar 17 atmosfir untuk propana murni dan 6 atmosfir untuk butana murni. LPG yang dijual di tabung2 untuk keperluan rumah tangga merupakan campuran propana dan butana dengan perbandingan volume propana dan butana 50% : 50% dan tekanan sekitar 8 atmosfir.

NGL (Natural Gas Liquid) adalah hasil ekstraksi dari gas alam yang telah dipisahkan dari kandungan metananya, jadi NGL merupakan campuran Hidrokarbon dalam bentuk cair yang terdiri dari etana, propana, butana, pentana dstnya dan biasanya menjadi bahan baku untuk industri. Kandungan kimia NGL hampir sama dengan LPG namun istilah NGL biasanya untuk bahan baku  yang sudah dipisahkan komponen metana (CH4) nya sedangkan LPG merupakan istilah untuk produk propana dan butana yang sudah dimurnikan. NGL pernah dihasilkan dari ladang gas Arun, dimana gas alam (mayoritas komponen metana) dan NGL tersebut dialirkan secara terpisah melalui pipa ke kilang LNG Arun, lalu NGL tersebut kemudian dipisahkan kembali menjadi produk LPG berupa propana dan butana murni seperti yang telah dijelaskan di atas.

Masih terkait dengan senyawa hidrokarbon tersebut, mungkin sering juga mendengar istilah kondensat pada industri gas alam. Kondensat adalah fraksi Hidrokarbon cair yang dihasilkan dari proses pemisahan fasa gas dan cair dari gas alam yang berasal dari sumur gas. Selain itu kondensat juga dapat diperoleh dari hasil pemrosesan LPG maupun LNG. Komponen utama kondensat adalah fraksi pentana, heksana, heptana, oktana dan seterusnya yang dapat diproses lebih lanjut untuk menghasilkan bahan bakar lainnya seperti gasoline maupun untuk produk-produk petrokimia lainnya. Pada umumnya kondensat ini lebih banyak mengandung fraksi hidrokarbon yang lebih ringan  dibandingkan dengan minyak bumi, walaupun sama-sama berbentuk hidrokarbon cair.

Salam Ina