## Sudi Pendahuluan Pengaruh Karakteristik Batubara Peringkat Rendah Cekungan Kutai Terhadap Gasifikasi Batubara
(Preliminary Study Effect of Characteristic Low Rank Coal Kutai Basin Against Coal Gasification)
Agus Winarno 1 , D. Hendra Amijaya 2 , Agung Harijoko 2
1 Program Studi Teknik Pertambangan, Universitas Mulawarman
2 Departemen Teknik Geologi, Universitas Gadjah Mada

## Abstract
The  utilization  of  low  rank  coal  (lignite  and  sub-bituminous)  especially  gasification  is  part  of  the development  of  coal  conversion  in  Indonesia  as  drivers  of  the  increase  in  value-added  coal. Gasification  is  a  process  of  change  in  the  solid  fuel  into  gas.  In  contrast  to  combustion,  gasification process is the process of breaking the carbon chains to form other chemical elements or compounds. This research was conducted by looking at the effect of the type of maceral, mineral and geochemical low rank coal in the Kutai Basin. It also saw the effect of operating conditions (time and temperature), the condition of pyrolysis and gasification catalyst, so it will know the volume of the gas content of CH 4 , CO, CO 2 and H 2 results of the low rank coal gasification.
Keywords: lignite, sub-bituminous, maceral, mineral, geochemical.

## 1. Pendahuluan
Pengembangan konversi batubara di Indonesia  pada  dasarnya  merupakan  bagian yang  tidak  bisa  dipisahkan  dari  pendorongan peningkatan  nilai  tambah  batubara  yang  harus dilakukan  oleh  pengusaha  batubara  yang tertuang  dalam  Peraturan  Pemerintah  Nomor  23 Tahun  2010  pasal  94,  95,  dan  96  dan  kebijakan energi nasional berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 79 Tahun 2014  tentang  diversifikasi  energi,  dimana  pada pasal  18  ayat  2  butir  b  menyebutkan  bahwa salah  satu  diversifikasi  energi  tersebut  adalah melalui  peningkatan  pemanfaatan  batubara kualitas  rendah  untuk  batubara    tergaskan ( gasified coal ).
Gasifikasi  adalah  suatu  proses  perubahan bahan bakar padat menjadi gas. Berbeda dengan pembakaran,  proses  gasifikasi  adalah  proses pemecahan  rantai  karbon  ke  bentuk  unsur  atau senyawa kimia lain. Proses gasifikasi memerlukan  sedikit  oksigen  dan  seringkali digunakan  uap  air untuk  proses  pembakaran (Highman  dkk,  2008).  Dengan  mengubah batubara  menjadi  gas,  maka  material  yang  tidak diinginkan  yang  terkandung  dalam  batubara seperti  senyawa  sulfur,  karbon  dioksida (CO 2 ),
 Koreponden  penulis:  (Agus  Winarno)  Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas  Mulawarman,  Jl.  Sambaliung  No.  9 Kampus Gn. Kelua, Samarinda 75119. E-mail: aguswinar71@gmal.com HP. 081253295227
dan  abu  dapat  dihilangkan  dari  gas  dengan menggunakan  metode  tertentu  sehingga  dapat dihasilkan gas bersih.

## Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang dilakukan adalah: 1.  Mengetahui tipe maseral, mineral dan geokimia  batubara  peringkat  rendah  di Cekungan  Kutai  dan  pengaruhnya  terhadap gas hasil gasifikasi.
2.  Mengetahui  pengaruh  variabel  waktu  dan temperatur serta penggunaan katalis terhadap gas hasil gasifikasi.
3.  Mengetahui volume kandungan gas CH 4 , CO, CO 2 ,  dan  H 2 hasil  gasifikasi  batubara peringkat rendah dari Cekungan Kutai.

## Lokasi Penelitian
Lokasi  pengambilan  sampel  pada  penelitian berada  di  PKP2B  PT  Indominco  Mandiri  KW 01PB0435,  di  mana  secara  administratif  terletak di  Kabupaten  Kutai  Timur,  Provinsi  Kalimantan Timur. Wilayah PKP2B  PT Indominco  Mandiri ini terdapat  dalam  2  (dua)  blok,  yaitu  Blok  Barat seluas 18.100 ha dan Blok Timur seluas 7.021 ha. Secara  geografis  lokasi  ini  terletak  pada koordinat  117 o 12’50"  -  117 o 23’30"  BT  dan 00 o 02’20" - 00 o 13’00" LU (Gambar 1).

## Tinjauan Pustaka
Geologi Regional
Cekungan  Kutai  merupakan  salah  satu cekungan  Tersier  yang  terbesar  di  Indonesia,
luasnya  165.000  km 2 dan  kedalamannya  kurang lebih  mencapai  14.000  m.  Cekungan  Kutai (Gambar  2)  dibatasi  di  bagian  utara  oleh  suatu daerah  tinggian  batuan  dasar  yang  terjadi  pada Oligosen  yaitu  Tinggian  Mangkalihat  dan  Sesar Sangkulirang  yang  memisahkannya  dengan Cekungan  Tarakan.  Di  bagian  timur  daerah cekungan  ini,  terdapat  Delta  Mahakam  yang terbuka  ke  Selat  Makasar.  Di  bagian  barat, cekungan dibatasi oleh daerah Tinggian Kuching ( Central  Kalimantan  Ranges )  yang  berumur Kapur. Di bagian tenggara cekungan ini, terdapat Paparan Paternoster yang  dipisahkan  oleh gugusan Pegunungan Meratus. Di bagian selatan cekungan  ini,  dijumpai  Cekungan  Barito  yang dipisahkan  oleh  Sesar  Adang  (Biantoro  dkk, 1992; Moss dkk, 1997; Moss dkk, 1999; Satyana dkk, 1999; Bachtiar, 2004).
Moss dkk (1999), mengemukakan bahwasanya Cekungan Kutai dapat dibagi dalam dua  bagian  atau  sub  Cekungan,  yaitu  Cekungan Kutai  bagian  atas  dan  Cekungan  Kutai  bagian bawah.  Cekungan  Kutai  bagian  atas  terdapat  di bagian  barat  laut  yang  merupakan  area  yang terangkat  karena  proses  tektonik  pada  Miosen Bawah,  sedangkan  Cekungan  Kutai  bagian bawah terdapat di bagian timur dan lebih banyak dikenali  pada  endapan  Neogennya  daripada endapan-endapan  regangan  selama  Paleogen yang  merupakan  deposenter  di  Cekungan  Kutai bagian atas. Regangan-regangan yang terbentuk selama  Paleogen  tersebut  telah  mengalami inversi dan tererosi selama Neogen (Gambar 3).
Urutan regresif di Cekungan Kutai mengandung lapisan-lapisan klastik deltaik hingga  paralik  yang  mengandung  banyak lapisan-lapisan  batubara  dan  lignit,  sehingga merupakan kompleks delta yang terdiri dari siklus endapan  delta.  Tiap  siklus  dimulai  dengan endapan  paparan  delta  ( delta  plain )  yang  terdiri dari endapan rawa ( marsh ), endapan alur sungai ( channel ), point  bar ,  tanggul-tanggul  sungai ( natural  levees )  dan crevasse  splay .  Di  tempat yang lebih dalam diendapkan sedimen delta front dan prodelta .  Kemudian  terjadi  transgresi  dan diendapkan  sedimen  laut  di  atas  endapan paparan  delta.  Disusul  adanya  regresi  dan sedimen  paparan  delta  diendapkan  kembali  di atas  endapan delta  front dan prodelta .  Siklus- siklus endapan delta ini terlihat jelas di Cekungan Kutai  bagian  bawah  dari  Eosen  hingga  Tersier Muda prograding dari  barat  ke  timur.  Ditandai oleh  pengendapan  Formasi  Pamaluan,  Formasi Bebulu  (Miosen  Awal-Miosen  Tengah),  Formasi Pulau Balang (Miosen Tengah), Formasi
Balikpapan (Miosen Tengah-Miosen Akhir), Formasi  Kampung  Baru  (Miosen  Akhir-Pliosen) dan  endapan  rawa  yang  merupakan  endapan Kuarter.
Urut-urutan  stratigrafinya  Cekungan  Kutai bagian bawah dari tua ke muda menurut Sukardi dkk  (1995)  dan  Satyana  dkk  (1999)  (Gambar  4) adalah  Formasi  Pamaluan  (Tmp),  Formasi Bebulu  (Tmbe),  Formasi  Pulau  Balang  (Tmpb), Formasi  Balikpapan  (Tmbp),  Formasi  Kampung Baru (Tmkb) dan Aluvium (Qal).
Gambar 1. Lokasi dan kesampaian daerah penelitian
Gambar 2. Kerangka tektonik Pulau Kalimantan (modifikasi dari Bachtiar, 2004)
Gambar 3.
Peta geologi Cekungan Kutai, Kalimantan Timur dan perkiraan kontak basement- Tertiary, Eosen, Oligosen dan Miosen (Moss dkk, 1999)
Formasi lapisan batubara utama di Cekungan  Kutai  adalah  Formasi  Pulau  Balang Miosen  Awal,  Formasi  Balikpapan  Miosen  Akhir dan  Formasi  Kampungbaru  Pliosen  (Gambar  4 dan  5).  Peringkat  batubara  di  Cekungan  Kutai dari  rendah  sampai  sedang,  mulai  dari  lignit sampai high-volatile  bituminous .  Reflektansi Vitrinit  batubara  dangkal  dari  daerah  batubara terbuka  biasanya  antara  0,45%  sampai  0,63%, lebih  tinggi  dari  cekungan  batubara  Indonesia lainnya (Situmorang dkk, 2006).
Gasifikasi Batubara
Proses gasifikasi menunjukkan adanya hubungan  antara  proses  gasifikasi  batubara dengan  komposisi  mineral  pada  batubara. Misalnya bahwa oksida besi menyebabkan reaksi termal  karbon  pada  reaksi  gasifikasi  meningkat (Bai dkk, 2011). Pengaruh maseral dalam proses gasifikasi  juga  ditunjukkan  misalnya  dengan semakin  banyak  kandungan  persen  maseral intertinit  ditemukan  maka  lebih  reaktif  proses gasifikasinya (Huang dkk, 1991). Menurut Lin dkk (2007) yang meneliti tentang pengaruh peringkat batubara pada gasifikasi uap
air  dengan  campuran  batubara  dan  CaO menyimpulkan  bahwa  hasil  gas  H 2 per  mol karbon  dalam  conto  batubara  ( char )  menurun dengan  urutan  lignit  >  sub-bituminous  > bituminous.  Beberapa  variabel  yang  digunakan untuk  proses  gasifikasi  antara lain:  waktu  reaksi, temperatur  proses,  pemakaian  katalis,  agen gasifikasi  telah  dikemukakan  oleh  Kodama  dkk (2001);  Septianyah  (2008);  Wang  dkk  (2010); Sobah  (2012);  Triantoro  dkk  (2013);  Prasetyana (2014)  dan  Sundari  (2015).  Penelitian  gasifikasi batubara  sudah  dilakukan  oleh  Septianyah (2014)  dengan  sampel  dari  batubara  Berau Kalimantan  Timur;  Triantoro  dkk  (2013)  dengan sampel  batubara  peringkat  rendah  Indonesia; dan  Sundari  (2015)  dengan  sampel  batubara lignit dari Kalimantan Timur.

## 2. Dasar Teori
Batubara  adalah  batuan  sedimen  organik yang  mengandung  berbagai  jumlah  karbon, hidrogen,  nitrogen,  oksigen,  dan  sulfur  serta sejumlah  elemen  jejak  lainnya,  termasuk  bahan mineral (van Krevelen, 1993).
Gambar 4. Stratigrafi regional Cekungan Kutai bagian bawah (modifikasi dari Sukardi dkk, 1995 dan Satyana dkk, 1999)
Gambar 5. Peta Geologi Daerah Penelitian (modifikasi Peta Lembar Sangatta, Kalimantan Timur Skala 1:250.000 dari Sukardi dkk, 1995)

## Komponen Pembentuk Batubara
Komponen Organik
Dalam  Stach  dkk  (1982),  dijelaskan  bahwa secara mikroskopis bahan-bahan organik pembentuk  batubara  disebut  maseral  ( maceral ), analog  dengan  mineral  dalam  batuan.  Dengan mikroskop (sinar pantul) maseral dapat dibedakan  berdasarkan  pada  reflektifitas  dan morfologinya.  Maseral  dengan  sifat  optis  dan susunan  kimia  yang  sama  dimasukkan  dalam satu grup maseral.
Secara mikroskopis bentuk maseral ditentukan  dari  tumbuhan  asal  dan  dekomposisi awal sebelum dan selama tahap peatification dan coalification . Grup maseral terbagi tiga yaitu grup maseral  huminit/vitrinit  ( woody  materials ),  liptinit ( spores,  resins,  and  cutiles ),  dan  inertinit ( oxidized  plant  material ).  Liptinit  dan  inertinit memiliki nama yang sama dalam brown coal dan hard  coal ,  sedangkan  huminit  pada brown  coal dan  virinit  pada hard  coal (Teichmuller,  1989; Thomas, 2013).
Komponen Anorganik
Mineral  atau mineral matter pada  batubara berasal  dari  unsur  anorganik  pada  tumbuh- tumbuhan  pembentuk  batubara  atau  disebut inherent  mineral serta  mineral  yang  berasal  dari luar rawa  atau  endapan  kemudian  ditransport  ke dalam  cekungan  pengendapan  batubara  melalui air  atau  angin  dan  disebut extraneous atau adventitious mineral matter (Falcon dan Snyman, 1986; Speight, 2013) . Berdasarkan episode pembentukannya (Mackowsky  dalam  Stach  dkk,  1982;  Yossifova, 2007)  membagi mineral  matter menjadi  dua kategori yaitu: singenetik dan epigenetik. Sedangkan  berdasarkan  atas  kelimpahannya, mineral-mineral  pada  batubara  dibedakan  atas: mineral utama (major minerals), mineral tambahan (minor  minerals) dan  mineral  jejak (trace  minerals) (Kostova  dkk,  2007;  Yossifova, 2007;  Fatimah  dkk,  2009) . Ranton  (1982) menggolongkan  mineral  utama  jika  kadarnya >10%  berat,  mineral  tambahan  1-10%  dan mineral  jejak,  1%  berat.  Umumnya  yang termasuk  kelompok  mineral  utama  adalah kelompok mineral lempung dan kuarsa sedangkan  kelompok  mineral  tambahan  adalah kelompok mineral karbonat, sulfida dan sulfat.

## Kualitas Batubara
Untuk  mengetahui  kualitas  batubara  salah satunya  dengan  melakukan  analisis  kualitas batubara  secara  kimia  yaitu proximate dan ultimate  analysis (van  Krevelen,  1993).  Analisis klasifikasi  batubara  diperlukan  untuk mengetahui peringkat (rank) dari  batubara. Rank dipakai
untuk menyatakan  tahap  yang telah  dicapai  oleh batubara  dalam  urutan  proses  pembatubaraan (Anggayana,  1999).  Klasifikasi  yang  saat  ini umum  digunakan  yaitu  klasifikasi  yang  dibuat oleh American  Society  for  Testing  and  Materials dalam  Speight  (2005)  dari  peringkat  tinggi  ke rendah adalah antrasit, bituminous, sub- bituminous, dan lignit.

## Struktur Kimia Batubara
Batubara  adalah  batuan  heterogen  baik secara  fisik  dan  kimia  dimana  tersusun  dari material  organik,  yang  terbentuk  dari  sisa-sisa tumbuhan.  Material  organik  dalam  batubara mengandung  unsur-unsur  seperti:  karbon  (C), hidrogen (H), oksigen (O), sulfur (S) dan nitrogen (N)  dalam  bentuk  ikatan  kimia  (Haenel,  1992). Komposisi  unsur-unsur  ini  akan  berubah  sesuai dengan bertambahnya peringkat batubara. Unsur karbon  pada  lignit  sekitar  55  wt%  akan  menjadi sekitar 92 wt% pada antrasit, hidrogen sekitar 10 wt%  akan  turun menjadi  3  wt%  dan  oksigen  dari sekitar  35  wt%  menjadi  2  wt%.  Sulfur  dan nitrogen  prosentasenya  hanya  sedikit  dan perubahannya tidak terlalu signifikan.
Menurut Thomas (1986); Haenal (1992); dan Speight  (2013)  model  struktur  organik  batubara terdiri  dari  tiga  jenis  utama  yaitu:  model alifatik/ polyamantane ,  model  aromatik/hidroaro- matik, dan model saringan molekuler (Gambar 6).
Gambar 6. Konsep model batubara: sistem dua komponen yang melibatkan hubungan jaringan tiga dimensi dengan molekul kecil tersebar didalamnya (Haenel, 1992; Speight, 2013)
Batubara lignit dominasi oleh struktur alifatik, struktur  aromatik  dalam  jumlah  kecil  dan  gugus fungsional  eter  (–O–)  serta  gugus  samping dihidroksil  fenol  (katekol)  dan  metoksil  (CH 3 O–). Batubara sub-bituminous dan bituminus dibentuk oleh  campuran  struktur  alifatik  (rantai  lurus)  dan beberapa struktur aromatik siklik (tetrahidrofuran) serta  gugus  fungsional  (karboksil  dan  hidroksil), gugus  sampingnya  didominasi  fenol  (HO–). Batubara  antrasit  didominasi  oleh  struktur aromatik  (benzena)  yang  kompak  dan  sebagian
kecil  aromatik  siklik,  alifatik  serta  fungsional (eter). Struktur hidrokarbon batubara dari peringkat  lignit  sampai  antrasit  menunjukan kecenderungan dari struktur alifatik ke aromatik.

## Gasifikasi Batubara
Gasifikasi  batubara  adalah  proses  untuk mengkonversi  batubara  yang  berwujud  padat menjadi campuran gas yang memiliki nilai bakar. Pada proses gasifikasi digunakan pereaksi udara, O 2 ,  CO 2 ,  H 2 atau  campuran  dari  gas  tersebut. Gas  produk  gasifikasi memiliki  komponen  utama H 2 , CO dan CO 2 (Nowacki, 1981 dalam Triantoro dkk,  2013).  Medium  penggasifikasi  yang  dapat digunakan  sebagai  penggasifikasi  ( gasfying agent )  adalah  udara,  steam,  CO 2 ,  H 2 ,  atau campuran medium tersebut. Medium penggasifikasi  mempunyai  pengaruh  yang  besar terhadap  nilai  kalor  dari  gas  produk  dan komposisi  gas  yang  dihasilkan.  Menurut  Speight (2013)  gas  hasil  gasifikasi  batubara  ada  yang memiliki  konten  panas  rendah,  sedang,  atau tinggi  yang  ditentukan  oleh  proses  maupun pemanfaatannya (Tabel 1).
Tabel  1.  Gas  hasil  dari  gasifikasi  batubara (Speight, 2013)
Product Characteristics Low-Btu gas (150-300 Btu.scf) Medium-Btu gas (300-550 Btu/scf) High-Btu gas (980-1080 Btu/scf) Around 50% nitrogen, with smaller quantitie of combustible H 2 and CO, CO 2 and trace gases, such as methane Predominantly CO and H 2 , with some incombustible gases and sometimes methane Almost pure methane

## Dasar Proses Gasifikasi
Proses  gasifikasi  terdiri  dari  beberapa  tahap dan  tidak  ada  batasan  yang  pasti  antara  tahap satu  dengan  tahap  lainnya.  Gasifikasi  batubara diawali  dengan  proses  pirolisis  kemudian  diikuti dengan  proses  gasifikasi.  Hidrokarbon  rantai pendek, tar, fenol akan terlebih dahulu dilepaskan  sebagai volatile  matter .  Arang  hasil pirolisis akan bereaksi dengan reaktan gas untuk melepaskan  gas,  uap,  tar,  dan  residu  padat berupa arang dan abu. Produk utama dari proses gasifikasi adalah gas yang mengandung CO, H 2 , dan  sebagian  CH 4 dan  CO 2 .  Mekanisme gasifikasi  batubara  digambarkan  Cortes  dkk. (2009)  seperti  Gambar  7.  Sedangkan  proses- proses  yang  terjadi  di  dalam  reaktor  gasifikasi
menurut Basu (2006); Rajvanshi (1986); Nurhadi dkk  (2009);  dan  Heiskanen  (2011)  dapat  dilihat pada Gambar 8.
Faktor yang Berpengaruh pada Proses Gasifikasi
Menurut  Heiskanen  (2011),  proses  gasifikasi dipengaruhi  oleh  komposisi  bahan  baku,  ukuran partikel,  medium  penggasifikasi,  suhu,  dan tekanan proses, begitu juga dengan Sawettaporn dkk  (2009)  menyebutkan  bahwa  ada  beberapa faktor  yang  mempengaruhi  reaktivitas  arang batubara:  sifat  batubara  ( coal  properties ),  efek katalitik  dari lapisan  anorganik  ( inorganic  matter ) dalam  batubara,  kondisi  dari  reaksi  pirolisis,  dan faktor-faktor lainnya.
1. Kandungan mineral batubara
Menurut  penelitian  yang  dilakukan  Skodras dan  Sakellaropoulos  (2002)  terdapat  korelasi yang cukup baik antara laju gasifikasi dan indeks alkali  pada  proses  gasifikasi  batubara.  Laju gasifikasi meningkat secara proporsional dengan konsentrasi  Ca,  tetapi  korelasi  ini  tidak  jelas dengan Na dan K. Sedangkan menurut Kim dkk., (2011),  indeks  alkali  dapat  digunakan  untuk mengukur  kemampuan  katalis  mineral  yang terkandung  dalam  batubara.  Semakin  tinggi indeks alkali semakin tinggi pula efek katalitiknya. 2. Kondisi operasi (suhu dan tekanan gasifikasi)
Suhu  adalah  parameter  yang  paling  penting dalam  mengontrol  laju  gasifikasi.  Pada  suhu rendah  (kurang  dari  1050°C)  laju  gasifikasi dikontrol oleh reaksi kimia, sedangkan pada suhu tinggi  (di  atas  1050°C)  laju  gasifikasi  dikontrol oleh difusi melalui pori (Kim dkk, 2011).
Zhang  dkk  (2006)  menyebutkan  bahwa  laju gasifikasi  meningkat dengan  meningkatnya tekanan  parsial  gas  CO 2 atau  uap  air,  hal  ini disebabkan karena jumlah molekul gas CO 2 atau uap  air yang  mendifusi  dan  terjerap  pada permukaaan  arang  meningkat.  Ma  (2006) menyebutkan  bahwa  laju  gasifikasi  meningkat dengan  meningkatnya  tekanan  total  pada rentang low sampai medium  pressure .  Jika tekanan  total  cukup  tinggi,  pengaruh  tekanan total  dapat  diabaikan.  Pada  kondisi  tekanan tinggi,  terbentuknya  gas  CO  akan  menurunkan laju  reaksi.  Pada  kondisi  tekanan  rendah pengaruh  konsentrasi  gas  CO  terhadap  laju reaksi menjadi kecil.
3. Kondisi pirolisis
Wu  dkk.,  (2008)  menyebutkan  bahwa  laju pemanasan  pirolisis  mempunyai  efek  yang signifikan  terhadap  arang  yang  dihasilkan. Reaktivitas  gasifikasi  untuk  hasil  pirolisis  yang cepat  akan  lebih  tinggi  beberapa  kali  daripada arang dengan pirolisis lambat.
Gambar 7.   Mekanisme gasifikasi batubara (Cortes dkk., 2009)
Gambar 8. Skema tahapan gasifikasi batubara (Nurhadi dkk, 2009)
Menurut penelitian yang dilakukan Sawettaporn  dkk  (2009)  batubara subbituminous yang  dipirolisis  pada  suhu  700°C  akan  memiliki reaktivitas  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  500°C dan 900°C pada suhu gasifikasi yang sama.
Hasil  penelitian  Sobah  (2012)  menunjukkan bahwa  konversi  karbon  pada  gasifikasi  arang batubara  akibat  penambahan  Ca(OH) 2 dalam proses pirolisis lebih besar dibandingkan dengan tanpa  penambahan  Ca(OH) 2 .  Penambahan katalisator  Ca(OH) 2 dapat  meningkatkan  laju reaksi  gasifikasi  arang  dikarenakan  beberapa mekanisme  meliputi  menonaktifkan  lempung asam yang mengganggu proses gasifikasi (Wang dkk,  2010),  meningkatkan  aktivitas  mineral- mineral  pada  proses  perengkahan  (Franklin  dkk, 1981),  dekarbonisasi  gugus  fenol  (Wood  dan Sancier,  1980).  Menurut  Wood  dan  Sancier (1980),  laju  reaksi  pembentukan  CO  selama gasifikasi mempunyai korelasi dengan konsentrasi  gugus  fenol  di  dalam  batubara.  Laju reaksi  arang  batubara  dengan  gas  CO 2 secara keseluruhan ditentukan oleh proses dekarbonilasi gugus fenol.
Katalisator Gasifikasi Batubara
Reaksi  gasifiksi  berlangsung  lambat  pada suhu  rendah,  tetapi  dapat  dipercepat  dengan penambahan  katalisator.  Beberapa  katalisator yang  dapat  digunakan  untuk  reaksi  gasifikasi batubara adalah sebagai berikut:
1. Logam dari golongan transisi Logam golongan transisi yang dapat digunakan sebagai katalisator diantaranya adalah besi, nikel, seng, dan kobalt. Kodama dkk (2011)  menunjukkan  bahwa  reaktivitas  gasifikasi batubara menggunakan katalisator logam mengikuti  urutan  In 2 O 3 >ZnO>Fe 2 O 3 pada  suhu tinggi  di  atas  1123K,  sementara  pada  rendah urutan  berubah  menjadi  In 2 O 3 <ZnO<Fe 2 O 3 . Permasalahan yang sering muncul pada katalisator dari golongan transisi adalah deaktivasi. Besi dan nikel adalah katalisator yang baik,  tetapi  juga  mengalami  deaktivasi  yang cepat.
2. Alkali dan alkali tanah
Logam  dari  alkali  tanah  dapat  digunakan sebagai katalisator. Umumnya katalisator digunakan dalam bentuk karbonat dan oksidanya.  Katalisator  bimetal  dapat  digunakan untuk  mengatasi  keterbatasan single  catalyst pada  gasifikasi.  Katalisator  bimetal  akan  tetap aktif  selama  durasi  yang  lebih  lama  dan  lebih tahan  terhadap  racun  katalisator.  Katalisator yang tidak mengalami deaktivasi oleh sulfur akan memungkinkan gasifikasi batubara dengan kandungan  sulfur  tinggi.  Efek  sinergis  tersebut telah  diamati  oleh  Hippo  dan  Tandon  (2000). Hasil  penelitian  yang  mereka  lakukan  pada kondisi  sama  (suhu  500°C,  tekanan  500  psig,
berat  katalisator  10%)  yaitu  konversi  karbon menggunakan  katalisator  FeCl 2 adalah  29,7%, KOH  adalah  28,4%  dan  kombinasi  FeCl 2 /KOH adalah 42,16%.

## 3. Metode Penelitian

## Objek Penelitian
Berbagai objek yang menjadi fokus penelitian meliputi maseral, mineral dan geokimia batubara peringkat  rendah  di  Cekungan  Kutai  bagian bawah serta pengaruh variabel waktu, temperatur  dan  penggunaan  katalis  terhadap volume  kandungan  gas  CH 4 ,  CO,  CO 2 ,  dan  H 2 hasil gasifikasi batubara.

## Tahapan Penelitian
Metode  penelitian  yang  dilakukan  yaitu metode analisis dengan tujuan mengkarakterisasi batubara peringkat rendah pada Cekungan Kutai Kalimantan  Timur  dan  kaitannya  dengan  proses gasifikasi batubara. Metode  terutama  mencakup empat bagian: studi pustaka, pekerjaan lapangan, pekerjaan  laboratorium,  serta  analisis  dan interpretasi  data.  Studi  pustaka  mencakup tinjauan  literatur  baik  dari  jurnal  penelitian terdahulu maupun buku-buku sebagai dasar teori. Pekerjaan lapangan adalah untuk melihat kondisi geologi  daerah  penelitian,  stratigrafi  setempat untuk  melihat  formasi  batuan  daerah  penelitian dan  selanjutnya  pengambilan  sampel  batubara. Selanjutnya  pekerjaan  laboratorium  yang  terdiri dari  analisis  petrografi  dan  mineralogi,  analisis proksimat  dan  ultimat  batubara,  analisis  kimia anorganik  dan  organik  serta  pengujian  gasifikasi batubara.  Untuk  lebih  jelasnya  urutan  metode penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 9.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  pada  bab-bab  sebelumnya, maka hipotesis penelitian yang akan dirumuskan adalah sebagai berikut:
1.  a.  Batubara pada daerah penelitian mempunyai  peringkat  antara  lignit  –  sub- bituminous yang didominasi maseral huminit dengan sedikit inertinit, dodominasi mineral  kuarsa  dan  lempung,  dan  struktur kimia  batubara  yang  dominan  adalah karbon  rantai  panjang  dengan  fraksi aromatik yang teridentifikasi adalah kadalena dan pisena.
b.  Batubara  yang  memiliki  maseral  inertinit lebih  banyak  akan  bersifat  reaktif  pada gasifikasi batubara dan keberadaan mineral  lempung  dapat  menurunkan  laju reaksi gasifikasi.
© Mining Engineering, Univ. of Bangka Belitung
Gambar 9. Diagram alir metode dan langkah penelitian
2.  a.  Penggunaan  temperatur  gasifikasi  terbaik adalah pada suhu 700°C.
b.  Penggunaan  katalis  K 2 CO 3 dan  Ca(OH) 2 mampu  meningkatkan kinerja proses gasifikasi.
3.  Penggunaan  temperatur  gasifikasi  terbaik adalah  pada  suhu  700°C  selama  120  menit dengan pengambilan sampel setiap 20 menit, akan menghasilkan syngas dengan komposisi gas  CO 2 ,  CH 4 ,  CO,  dan  H 2 yang  paling maksimal.

## Daftar Pustaka
Bachtiar,  A.,  2004,  Kerangka  Stratigrafi  Sekuen dan  Karakter  Batuan  Induk  Miosen  Awal  di Cekungan  Kutai  Hilir,  Kalimantan  Timur, Disertasi  Program  Doktor ,  Institut  Teknologi Bandung.
Bai,  J.,  Li,  W.,  Bai,  Z.,  2011,  Effects  of  Mineral Matter  and  Coal  Blending  on  Gasification, Energy Fuels , 25, p. 1127-1131.
Basu,  P.,  2006,  Combustion  and  Gasification  in Fluidized Beds, CRC Press, 66p.
Biantoro,  E.,  Muritno,  B.P.,  Mamuaya,  J.M.B., 1992, Inversion Faults as The Major Structural Control  In  The  Northern  Part  Of  The  Kutai Basin,  East  Kalimantan, Proceedings  of  21 st
Annual  Convention  of  Indonesian  Petroleum Association .
Cortes,  C.G.,  Tzimas,  E.,  Peteves,  S.D.,  2009, Technologies  for  Coal  Based  Hydrogen  and Electricity Co-Production Power Plant with CO 2 Capture, 10.2790/23969.
Falcon  R.M.S.  &  Snyman,  C.P.,  1986,  An Introduction  to  Coal  Petrography. Geological Sociaty of South Africa , Johannesburg.
Fatimah,  &  Ward,  C.  R.,  2009,  Mineralogy  and Organic  Petrology  of  Oil  Shales  in  The Sangkarewang  Formation,  Ombilin  Basin, West Sumatra, Indonesia. International Journal of Coal Geology , 77(3-4), p. 424-435. Franklin,  H.D.,  Peter,  W.A.,  Howard,  J.B.,  1981,
Mineral  Matter  Effects  The  Rapid  Pyrolysis Hydropyrolysis  of  Bituminous  Coal, American Society  National  Meeting , Fuel  Chemistry Division Preprints , 26, No.23, p. 35-42.
Haenel,  M.W.,  1992,  Recent  Progress  in  Coal Structure  Research, Fuel, Vol.  71,  November, p. 1211-1223.
Heiskanen,  L.,  2011,  A  Study  on  Rate Correlations of Gasification, Bachelor’s Thesis ,
Degree  Program  of  Energy  Technology, Faculty of Technology, Lappeenranta University of Technology.
Higman, C., van der Burgt, M., 2008, Gasification,
2 nd edition,  published  by  Gulf  Profesional Publishing, Elsevier Inc ., 456 p.
Hippo,  E.J.,  and  Tandon,  D.,  2000,  Low Temperature Steam-Coal Gasification
Catalysts, Most , 62901(6), p. 216-220.
Huang,  Y.H.,  Yamashita,  H.,  Tomita,  A.,  1991,
Gasification  Reactivities  of  Coal  Macerals, Fuel  Processing  Technology ,  Volume  29, Issues 1-2, p. 75-84.
Kim,  Y.T.,  Seo,  D.K.,  Hwang,  J.,  2011,  Study  of effect of Coal Type and Particle Size on Char- CO 2 Gasification  via  Gas  Analysis, Energy , ACS Publications.
Kodama, T., Funatoh, A., Shimizu, K., Kitayama, Y.,  2001,  Kinetic  of  Metal  Oxide-Catalyzed CO 2 Gasification  of  Coal  in  a  Fluidized-Bed Reactor  for  Solar  Thermochemical  Process, Japan, Energy and Fuel , 15, p. 1200-1206. Kostova,  I.,  &  Zdravkov,  A.,  2007,  Organic Petrology, Mineralogy and Depositional
Environment  of  The  Kipra  Lignite  Seam, Maritza-West  Basin,  Bulgaria, International Journal of Coal Geology , 71, p. 527-541.
Lin  S.,  Wang  Y.,  and  Suzuki  Y.,  2007,  Effect  of Coal Rank on Steam Gasification of Coal/CaO Mixtures, Energy and Fuels , 21, p. 2763-2768.
Ma,  L.,  2006,  Combustion  and  Gasification  of Chars  in  Oxygen  and  Carbon  Dioxide  at Elevated  Pressure, PhD  thesis ,  Stanford University, Stanford.
Moss, S.J., Chambers, J., Cloke, I., Satria, D., Ali, J.R., Baker, S., Milsom, J., & Carter, A., 1997, New  Observations  on  The  Sedimentary  and Tectonic  Evolution  of the  Tertiary  Kutai  Basin, East  Kalimantan, Petroleum  Geology  of Southeast  Asia ,  Geological  Society  Special Publication No. 126, p. 395-416.
Moss,  S.J.  dan  Chambers,  J.L.C.,  1999.
Depositional Modelling and Facies
Architecture  of  Rift  and  Inversion in  The  Kutai Basin,  Kalimantan,  Indonesia. Indonesian Petroleum  Association,  Proceedings  27th Annual Convention , Jakarta, p. 459-486.
Nurhadi,  Suprapto,  S.,  Heryadi,  D.,  Yusnanto,
Saputra, R., Ropik, 2009, Prototype Plant Gas Sintesis  dari  Batubara, Puslitbang  Teknologi Mineral dan Batubara.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 23  Tahun  2010,  2010,  Pelaksanaan  Kegiatan Usaha Pertambangan Mineral dan Batubara.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 79  Tahun  2014,  2014,  Kebijakan  Energi Nasional.
Prasetyana,  Y.D.,  2014,  Kinetika  Reaksi  Dan Komposisi Kesetimbangan Gasifikasi Batubara Kalimantan Timur Dengan Uap Air Menggunakan  Katalis  Nikel  Karbonat, Tesis , Program Pasca Sarjana, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
PT. Indominco Mandiri, 2010, Laporan Kajian/Studi Kelayakan Penambangan Batubara, 251 p.
Rajvanshi,  A.K.,  1986,  Biomass  Gasification.
Nimbkar  Agricultural  Institute ,  Maharashtra,
India.
Ranton,  J.J.,  1982.  Mineral  matter  in  coal  In Meyer  R.A.,  Coal  structure, Academic  press , London, p. 283-324.
Satyana,  A.H.,  Nugroho,  D.,  Surantoko,  I,  1999. Tectonic  Controls  on  The  Hydrocarbon Habitats  of  The  Barito,  Kutai  and  Tarakan Basin,  Eastern  Kalimantan,  Indonesia;  Major Dissimilarities. Journal of Asian Earth
Sciences  Special  Issue  Vol.  17,  No.  1-2, Elsevier Science , Oxford, p. 99-120.
Sawettaporn,  S.,  Bunyakiat,  K.,  Kitiyanan,  B., 2009,  CO2  Gasification  of  Thai  Coal  Chars: Kinetics  and  Reactivity  Studies, Korean J.Chem. Eng ., 26(4), p. 1009-1015.
Septiansyah,  I.,  2008,  Studi  Proses  Gasifikasi Batubara  Berau  Kalimantan  Timur  dengan Fluidized  Bed  Gasification, Tesis ,  Program Magister  Rekayasa  Pertambangan,  Institut Teknologi Bandung.
Situmorang,  B.,  Dwiyoga,  C.D.,  Kustamsi,  A.,
2006.  The  untapped  “Unconventional”  Gas: CBM  Resources  of  Kutai  Basin  with  reference to  the  North  Kutai  Lama  Field,  Sangasanga area, East Kalimantan. Proceedings of International  Geosciences  conference  and exhibition .  Jakarta,  August  14-16,  2006. Jakarta 06-OT-07.
Skodras,  G.,  and  Sakellaropoulos,  G.P.,  2002,
Mineral  Matter  Effects  in  Lignite  Gasification, Fuel Processing Technology , 78, p. 151-158.
Sobah,  S.,  2012,  Gasifikasi  Arang  Batubara Bituminus  dengan  Gas  CO 2 Menggunakan Ca(OH) 2 pada Proses Pirolisis, Tesis , Program Pasca Sarjana, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Speight, J. G., 2005, Handbook of Coal Analysis,
Published  by  John  Wiley  &  Sons,  Inc. , Hoboken, New Jersey, 222 p.
Speight,  J.G.,  2013,  The  Chemistry  and Technology  of  Coal.  3 rd edition, CRC  Press Taylor  &  Francis  Group ,  Broken  Sound Parkway NW, Florida, 845 p.
Stach,  E.,  Mackowsky,  M.T.H.,  Teichmuller,  M., Taylor,  G.H.,  Chandra,  D.,  Teichmuller,  R., 1982.  Stach’s  Textbook  of  Coal  Petrology. Gebruder Borntraeger, Berlin, Stuttgart, 535 p.
Sukardi,  Sikumbang,  N.,  Umar,  I.,  Sunaryo,  R., 1995, Peta Geologi Lembar Sangatta, Kalimantan, Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi , Bandung, Indonesia.
Sundari,  K.,  2015,  Gasifikasi  Arang  Batubara Lignit menggunakan Gas CO 2 dengan Penambhana NiCO 3 sebagai Katalisator , Tesis, Program Pasca Sarjana, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Teichmüller,  M.,  1989,  The  Genesis  of  Coal from  The  Viewpoint  of  Coal  Petrology, International Journal of Coal Geology , v. 12, p.
1-87.
Thomas, K.M., 1986. Coal Structure. Proceedings of The NATO Advanced Study Institute “Carbon and Coal Gasification - Science and Technology”,  edited  by    Figueiredo,  J.  L.  and Moulijn,  J.  A., Alvor Portugal ,  May  20-31  1985, p. 57-92 Thomas, L., 2013, Coal Geology, 2 nd Ed, Wiley- Blackwell ,  John  Wiley  &  Sons ,  Ltd.,  England, 444 p.
Triantoro,  A.,  Mustofa,  A.,  Riswan,  (2013), Pengaruh  Agen  Gasifikasi  Batubara  Terhadap Produk  Gas  yang  Dihasilkan  oleh  Batubara Peringkat Rendah, Info-Teknik , Jurnal Keilmuan  dan  Aplikasi  Teknik ,  Banjarbaru, Kalimantan Selatan, p. 201-210.
Van  Krevelen,  D.W.,  1993,  Coal,  Typology- Physics-Chemistry-Constitution, 3 rd Ed., Elsevier, Amsterdam, 979 p.
Wang,  J.,  Yao,  Y.,  Cao,  J.,  Jiang,  M.,  2010,
Enhanced  Catalysis  of  K2CO3  for  Steam Gasification of Coal Char by Using Ca(OH)2 in Char Preparation, Fuel , 89(2), p. 310-317.
Wood,  B.J,  and  Sancier,  K.M.,  1980,  A  Current View  of  The  Mechanism  for  The  Catalytic Gasification  of  Coal  Char,  Material  Research Laboratory, SRI International , p. 104-108. Wu, S., Gu, J., Zhang, X., Wu, Y., Gao, J., 2008, Variation  of  Carbon  Crystalline  Stuctures  and CO2  Gasification  Reactivity  of  Shenfu  Coal Chars  at  Elevated  Temperatures, Energy ,  (6), p. 199-206.
Yossifova,  M.  G.,  2007.  Mineral  and  inorganic chemical  composition  of  the  Pernik  coal, Bulgaria. International Journal of Coal Geology , 72(3-4), p. 268-292.