Batu bara adalah salah satu bahan bakar fosil yang sangat penting bagi kehidupan kita sehari-hari. Seperti minyak bumi, banyak sekali kegiatan sehari-hari kita yang memanfaatkan batu bara sebagai sumber energi.
Oleh karena itu, batu bara merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat diperlukan dalam industrialisasi. Negara-negara pengekspor batu bara terbesar di dunia mendapatkan keuntungan yang sangat besar dari perdagangan batu bara.
Namun, batu bara merupakan sumber daya alam yang tidak terbarukan. Hal ini terjadi karena proses terbentuknya batu bara sangat lama, membutuhkan waktu jutaan tahun.
Selain itu, proses pembentukan batu bara juga dipengaruhi oleh faktor-faktor tektonik dari bumi itu sendiri. Oleh karena itu, produksi batu bara sangat sulit dikontrol oleh manusia. Hal ini menjadikan batu bara sebagai salah satu sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui.
Apa itu Batu Bara?
Secara singkat, batu bara adalah batuan yang terbentuk dari hasil dekomposisi tumbuhan-tumbuhan yang telah mati dan tersedimentasikan. Oleh karena itu, batu bara dianggap sebagai batuan yang bersifat organik, karena asal usulnya juga dari makhluk hidup.
Batubara umumnya ditemukan pada lapisan-lapisan batuan sedimen, karena memang proses terbentuknya meliputi proses sedimentasi. Namun, batu bara juga dapat ditemukan di lapisan batuan lain jika terjadi uplift atau aktivitas tektonik lainnya.
Karena berasal dari tumbuhan, batu bara umumnya hanya ditemukan pada daerah-daerah tropis, subtropis, atau daerah yang memiliki banyak hutan.
Namun, belakangan ini batu bara ditemukan di antarktika, artinya, zaman dahulu, daerah tersebut memiliki banyak hutan. Ini adalah salah satu fakta yang memperkuat teori apungan benua Wegener.
Karena berasal dari bahan organik, batu bara mengandung energi yang dikandung oleh jasad renik tersebut. Energi ini terwujud dalam bentuk rantai karbon yang dapat terbakar dan mengeluarkan energi.
Semakin banyak karbon yang terdapat dalam suatu batu bara, maka semakin tinggi energi yang dihasilkan oleh batu bara tersebut. Dalam pembakaran, kadar karbon yang tinggi akan menghasilkan api yang lebih besar dan panas.
Selain karbon, batu bara juga kerap mengandung sulfur dan mineral lainnya. Mineral ini sebenarnya merupakan ketidakmurnian dari batu bara, sehingga menurunkan kualitasnya.
Batu bara berkualitas rendah yang memiliki banyak sekali sulfur cenderung akan menyebabkan polusi udara dan fenomena hujan asam ketika dibakar. Berbeda dengan batu bara berkualitas tinggi yang lebih bersih dan menghasilkan energi yang lebih besar.
Proses Terbentuknya Batu Bara
Batu bara terbentuk ratusan jutaan tahun yang lalu saat bumi masih dipenuhi oleh hutan-hutan berawa yang ditumbuhi oleh pepohonan berukuran besar.
Seiring berjalannya waktu, pohon-pohon tersebut tumbang dan menggenang di dasar hutan rawa tersebut. Hal inilah yang menjadi bahan dasar dari pembentukan batu bara.
Secara umum, kita dapat mengurutkan proses pembentukan batu bara dalam 7 proses sebagai berikut
- Tumbuhan-tumbuhan berukuran raksaksa yang hidup jutaan tahun lalu tumbang dan menggenang di dasar hutan rawa
- Seiring dengan berjalannya waktu, terbentuk lapisan tebal yang berisikan tumbuhan-tumbuhan mati di dasar rawa. Tumbuhan-tumbuhan ini mengalami pembusukan
- Permukaan bumi mengalami perubahan-perubahan. Air, tanah, dan lumpur menimbun lapisan tumbuhan tersebut, sehingga mereka berhenti membusuk. Pembusukan sukar terjadi jika tidak ada oksigen yang cukup
- Seiring berjalannya waktu, tumbuh pohon-pohon lain yang akhirnya mati dan menggenang juga. Menciptakan lapisan-lapisan lain yang akhirnya ditimbun lagi oleh tanah, lumpur, atau air.
- Seiring dengan munculnya lapisan-lapisan lain, tekanan yang dirasakan oleh lapisan terbawah semakin tinggi. Hal ini mengkompresi jasad-jasad tumbuhan tersebut, memulai proses transformasi menjadi batu bara
- Tekanan dan suhu yang tinggi di lapisan-lapisan bawah yang dekat dengan perut bumi memaksa oksigen untuk keluar dan batu mengalami metamorfosis. Yang tersisa adalah material organik yang kaya akan karbon
- Seiring dengan berjalannya waktu, semakin banyak oksigen dan material lainnya yang dihilangkan dari lapisan tersebut. Batu bara yang paling berkualitas adalah yang berasal dari lapisan paling bawah. Tekanan dan suhu yang sangat tinggi menciptakan batu bara dengan kadar karbon yang sangat tinggi.
Jadi, kurang lebih seperti itu teman-teman proses pembentukan batu bara, dari jasad tumbuhan-tumbuhan menjadi batu hitam yang kita kenal saat ini.
Jenis-Jenis Batu Bara
Seperti yang sudah dijelaskan pada proses pembentukan batu bara diatas. Semakin lama batu bara tersebut terpapar pada tekanan dan panas yang tinggi di dalam perut bumi, semakin tinggi pula kadar karbonnya.
Oleh karena itu, terdapat beberapa klasifikasi batu bara yang mencoba untuk membedakan kualitas batu bara tersebut. Sejauh ini, klasifikasi yang ada mencakup material gambut, lignit, sub-bituminus, bituminus, dan antrasit.
Klasifikasi ini didasarkan pada kandungan karbon, oksigen, dan hidrogen yang ada pada batu bara tersebut. Semakin tinggi kadar karbon nya relatif terhadap material lain, maka semakin tinggi kualitas batu bara tersebut.
Berikut ini adalah penjelasan lebih lanjut mengenai jenis-jenis batu bara yang dapat kita temui di alam.
Gambut
Gambut atau dikenal sebagai peat adalah transformasi tahap pertama dari jasad tumbuhan menjadi batu bara. Gambut memiliki kandungan karbon lebih rendah dari 40 hingga 55 persen, jauh dibawah standar kualitas batu bara.
Gambut juga umumnya masih mengandung cukup banyak air dan partikulat-partikulat ukuran kecil. Kedua hal ini membuat gambut menghasilkan banyak asap dan polusi ketika dibakar.
Karakteristik pembakaran gambut cenderung seperti kayu, berbeda dengan batu bara pada umumnya. Pembakarannya menghasilkan lebih sedikit panas, lebih banyak asap, serta banyak abu residu pembakaran.
Lignit
Lignit atau kerap dikenal sebagai lignite/brown coal adalah batu bara yang sudah bisa dimanfaatkan untuk pembakaran, namun masih berkualitas rendah. Batu bara ini memiliki kandungan karbon di antara 40 hingga 55 persen, masih tergolong sedikit, namun lebih tinggi dari gambut.
Lignit memiliki warna hitam atau coklat kehitaman dan merupakan tahap kedua dari transformasi jasad tumbuhan menjadi batu bara. Saat ini, kandungan batu baranya masih cukup tinggi, diatas 35%.
Sayangnya, lignit kerap mengalami spontaneous combustion atau terbakar tiba-tiba. Oleh karena itu lignit susah untuk dijadikan sumber energi yang dapat diandalkan. Selain itu, hal ini juga berbahaya bagi para penambangnya, karena dapat menyebabkan kebakaran di lubang tambang.
Sub-Bituminus
Batu bara sub bituminus adalah semua jenis batu bara yang memiliki kandungan karbon di antara bituminus dan lignit. Meskipun memiliki kualitas yang kurang baik, batu bara sub bituminus tersedia dalam jumlah banyak.
Batu bara jenis ini umumnya digunakan sebagai bahan bakar pada pembangkit listrik tenaga batu bara.
Bituminus
Bituminus merupakan jenis batu bara yang paling banyak tersedia dan digunakan di seluruh dunia. Batu bara ini mengambil nama dari sejenis cairan pekat bernama bitumen.
Batu bara berjenis ini memiliki kadar karbon 60 hingga 80%, sudah cukup tinggi untuk digunakan sebagai bahan bakar yang efisien. Selain itu, kadar karbon yang tinggi ini juga memungkinkan batu bara bituminus untuk diubah menjadi coke, bahan penting dalam industri besi dan baja.
Karena sudah cukup lama berada di dalam permukaan bumi, kandungan cairan dan partikulat lainnya cukup rendah, hanya sekitar 15-40%. Selain itu, sudah tidak lagi terlihat bekas-bekas tumbuhan pada batu bara bituminus.
Batu bara ini memiliki karakteristik warna yang relatif gelap dan tingkat kekerasan yang cukup tinggi. Hal ini terjadi karena bituminus sudah lama berada dalam tekanan dan suhu tinggi di perut bumi.
Umumnya batu bara dengan kualitas bituminus digunakan sebagai bahan bakar bagi pembangkit listrik tenaga batu bara yang sudah cukup canggih. Selain karena memiliki kadar karbon yang tinggi, kadar sulfur dan material lainnya pun rendah, sehingga pembakaran lebih bersih dan efisien.
Bituminus juga dapat digunakan sebagai coking coal dalam industri produksi besi baja serta sebagai smithing coal dalam industri tempaan besi-baja.
Antrasit
Batu bara berjenis antrasit atau anthracite merupakan batu bara kualitas tertinggi yang dapat terbentuk di alam. Antrasit hampir seluruhnya terdiri dari karbon, yaitu sekitar 80-95%.
Karena sudah sangat murni, antrasit memiliki kadar mineral lain dan partikulat yang sangat sedikit. Selain itu, kandungan air pada batu bara ini juga sangat rendah. Hal ini menyebabkan antrasit memiliki karakteristik pembakaran yang sangat baik.
Pembakaran antrasit akan menghasilkan api berwarna biru. Api biru menunjukkan bahwa proses pembakaran yang terjadi merupakan pembakaran sempurna dan menghasilkan sedikit polusi.
Karena kualitasnya yang sangat tinggi dan kelangkaannya di alam, antrasit umumnya digunakan sebagai bahan bakar pemanas ruangan. Meskipun akan sangat efektif jika digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik, harganya terlalu mahal sehingga tidak ekonomis.