Andai cadangan minyak bumi dari makin menipis, lalu bagaimana dengan nasib bumi kita ? Itu sebabnya banyak Negara saling berpacu untuk menemukan BBM terbarukan. Biosolar dari tanaman jarak pagar boleh menjadi yang paling muktakhir. Dibelakangnya, mikroalga atau ganging mikro siap masuk gelanggang.
Mikrolga, kalau anda belum pernah mendengar namanya, adalah isitilah umm bagi organism fotosintetik akuatik bersel satu, alias mikroskopis. Dia memang tidak berdaun atau berakar, namun keberadaanya krusial di muka bumi ini. Walau kecil, dia berjasa menghasilkan setengah dari oksigen di atmosfer dari hasil olahannya terhadap gas rumah kaca, seperti karbomonoksida. Wajib kita berterima kasih kepadanya.
Bukan Cuma itu, si hijau kecil ini juga diketahui menjadi baham pembuatan obat dan suplemen seperti spirulina. Kandungan Omega-3 yang terdapat pada ikan salmon juga berasal dari mikroalga yang jadi santapan siang ikan salmon. Kelak perannya di bumi bakal bertambah, yakni sebagai bahan bakar kenderaan.
Studi soal mikroalga sudah dimulai sejak 1970-an di amerika serikat. Tepatnya oleh departemen Energi AS lewat Aquatic Species Program yang mencari species perairan yang berpotensi menghasilkan minyak pengganti BBM dari fossil. Maklum saja, ketika itu harga minyak bumi sedang melambung dan pasokannya langka.
Para peneliti dalam program tersebut melirik mikroalga. Usut punya usut, ternyata si hijau kecil ini bisa memproduksi dan meyimpan minyak 50% lebih dari massa tubuhnya. Dan bila di-reaksikan dengan alcohol seperti etanol dan methanol, ia mampu menghasilkan zat yang mirip dengan diesel (petrosolar). Karena solar yang satu ini berasal dari makhluk hidup maka dinamakanlah biosolar.
Memang ada beberapa tumbuhan lain yang mampu menghasilkan minyak, tapi biaya dan waktu yang dibutuhkan akan lebih besar dan lebih lama. Sedangkan mikroalga “bandel”, ia bisa tumbuh di jenis perairan apa pun, baik tawar ataupun tidak. Makanannya pun mudah, hanya zat-zat hara, limbah, dan gas karbondioksida. Makin banyak CO2 yang diserap, makin cepat ia mengonversi limbah.
Hebatnya lagi, makin banyak limbah yang dikonversi menjadi biomassa, makin banyak pula kandungan minyak pad alga itu. Saking efisiennya, tercatat bahwa mikroalga mampu menghasilkan minyak 10-30 kali lebih banyak dari pada tanaman berat.
DIBUAT KELAPARAN
Apa boleh buat, kenyataan sering berbicara lain. Solar yang dipakai sekarang tetap hasil sintetis dari bahan bakar fosil dan bukan sepenuhnya dari mikroalga. Penyebabnya, biaya produksi solar berbahan mikroalga jauh lebih tinggi.
Mikroalga yan ingin dipergunakan di industry, ternyata tidak bisa ditumbuhkan di perairan terbuka. Ia akan kalah bersaing dengan mikroorganisme liar lain dan rentan terhadap virus. Paling cocok ditumbuhkan dalam fotobioreaktor, reactor berbentuk tabung yang digunakan mereaksikan organism dengan bantuan cahaya.
Dengan sistem tertutup seperti itu, maka produksinya juga harus dikendalikan secara penuh. Pemberian makanan – seperti nitrogen tereduksi misalnya – juga harus terjamin kualitas dan kuantitasnya. Kita juga tidak boleh memberikan limbah yang tidak memenuhi syarat.
Pemberian nitrogen – tereduksi sebenarnya juga tidak murah. Masalahnya, nitrogen-tereduksi dapat ditemukan dari pupuk kimia yang proses pembuatannya sangat memakan energy. Apalagi sisa pupuk yang kalau teroksidasi oleh udara bebas bisa menjadi oksida nitrat (N2O) yang 300 kali lebih berbahaya dari CO2.
Agar si mikroalga bisa memproduksi minyak dalam jumlah tinggi, ia harus dibuat kelaparan terlebih dahulu, karena saat itulah sebagian biomassanya akan berubah menjadi minyak. Tetapi pada saat yang bersamaan pertumbuhannya akan berhenti. Gambarannya seperti kita mengambil uang pokok tabungan di bank dan bukan bunganya.
Sekitar pertengahan decade 1990-an, penelitian mikroalga dihentikan karena harga minyak bumi kembali normal. Tetapi belakangan ia kembali dilirik lantaran isu-isu lingkungan kembali di santer terdengar seperti pemanasan global dan konflik geopolitik yang sekarang sedang memanas.
Para peneliti kembali menyisingkan lengan baju, salah satunya, Prof. James Liao dan tim dari Univ California Los Angeles (UCLA). AS. Sejak 2008, James bersama tim-nya telah melakukan penelitian kembali dan dalam laporan penelitian yang dimuat dalam jurnal Nature Biotechnology, 6 maret 2011, ia menjabarkan tentang mengubah protein dari mikroalga menjadi bensin. Juga tentang cara mengembangbiakan mikroalga tanpa asupan pupuk.
Isu ini sangat menarik, karena sejauh ini belum ada satupun skema Industri BBM terbarukan yang mampu menggunakan bahan baku protein. Biasanya, bakteri yang diberi makan protein tidak akan mendegradasi protein itu menjadi BBM, melainkan menjadi protein tubuhnya sendiri.
TUMBUH CEPAT
Bakteri yang bisa mensintesis bensin sebenarnya sudah berhasil dibuat sejak tiga tahun silam oleh kelompok peneliti yang sama. Dengan memanfaatkan kemajuan bioteknologi, mereka berhasil merekayasa jalur metabolism bakteri E. Coli hingga bakteri tersebut mampu mensekresi alcohol seperti Isobutanol, 2 metil-1-butanol dan 3-metil-1-butanol.
Ketiga alcohol itu memiliki sifat yang sangat menyerupai bensin, sehingga dapat dipakai dalam mesin kendaraan tanpa perlu dicampur dengan petrobensin, dan tidak akan mengganggu performa mesin. Ini berbeda jauh dengan bioethanol (bensin dari alcohol) yang terbuksi korosif dan kandungan energinya 30% dari petrobensin.
Masalahnya, E Coli yang telah termutasi itu membutuhkan asupan makanan. Ada 3 kelompok besar makanan baginya yaitu : kalbohidrat, lipid dan protein. Kalau member makan bakteri tersebut menggunakan kalbohidrat atau lemak, maka ia akan rebutan dengan manusia dan timbul krisis pangan di bumi. Berbeda kalau makananya protein. Alam bunya sumber protein yang tidak kita konsumsi yakni mikoralga.
Hampir setengah badan is hijau kecil ini memang merupakan protein. Sebagian besar protein ini bertindak sebagai “mesin –mesin” fotosinstesis intraseluler. Karena tumbuhnya sangat cepat ( dua kali lipat dalam 24 jam) produktivitas sintesi proteinnya juga lebih tinggi dari tumbuhan dan hewan. Apalagi kalau diinduksi untuk menghasilkan minyak, maka mereka akan terus tumbuh tak terhingga dan memproduksi semakin banyak protein. Seperti ledakan penduduk saja.
Strategi inilah yang dipakai kelompok James dan tim. Mikroalga akan dipanen dan kandungan biomassanya (pati, gula sederhana, lemak dan protein) akan dihidrolisis. Hidrolisat –hidrolisat atau saripati akan diberikan kepada si E. Coli agar dicerna untuk berbagai kepentingan sel, termasuk pembuatan bio-bensin
Sayangnya, ketika sari protein diberikan, E Coli justru mengubahnya menjadi asam amino yang berguna untuk protein tubuhnya sendiri. Melihat hal ini James dan tim-nya segera memutar akal mencoba menghilangkan gen pengkode enzim dalam bakteri tersebut. Dengan cara itu akhirnya sang bakteri takluk dan memproduksi biobensin.
SIAP UNTUK DIKEMBANGKAN
Untuk pengembangan skala industry, factor biaya sangatlah sensitive. Dan setidaknya ada dua hal yang masih berpotensi membengkakkan biaya di level industry. Pertama adalah masalah kultivasi dan pemanenan mikroalga skala besar. Kedua adalah masalah ekstraksi dan purifikasi biobensin dari medium.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar