Biochar Untuk Meningkatkan Produksi Biogas

Arang (biochar) adalah bahan baku untuk produksi arang aktif (activated carbon). Produksi arang aktif itu sendiri melalui dua proses utama yakni karbonisasi (pengarangan) dan aktivasi. Luas permukaan arang (biochar) juga lebih kecil dibandingkan dengan arang aktif, tetapi lebih besar dibandingkan biomasa mentahnya. Proses karbonisasi meningkatkan luas permukaan (surface area) dari biomasa mentah tersebut. Perbandingan luas permukaan antara biomasa mentah, arang dan arang aktif kurang lebih sebagai berikut 25 m2/gram, 200 m2/gram, 2000 m2/gram. Semakin luas permukaan bahan biomasa yang dimasukkan ke dalam reaktor biogas maka semakin besar penetrasi bakteri ke dalam substrate tersebut sehingga proses fermentasi yang terjadi semakin sempurna sehingga produksi biogas semakin besar. Biochar sendiri tidak ikut terfermentasi karena komponen utama berupa karbon yang stabil sedangkan hemiselulose, selulose dan lignin telah terdekomposisi sewaktu proses karbonisasi.

Contoh lainya adalah penambahan briket biomasa ke dalam reaktor biogas, pembriketan dengan tekanan dan panas tinggi juga membuka pori-pori atau memperluas permukaan biomasa tersebut, sehingga produksi biogas juga meningkat, untuk lebih detail baca disini. Penambahan briket biomasa ke dalam reaktor biogas, juga akan meningkatkan C/N ratio, bahkan biochar dan arang aktif memiliki kandungan karbon (C) yang tinggi.

Arang (biochar) sudah banyak digunakan di dunia pertanian untuk memperbaiki kerusakan tanah sehingga meningkatkan kesuburannya. Kesuburan tanah yang baik juga akan meningkatkan produksi pertaninan. Biochar tersebut menjadi rumah bagi mikroba tanah, sehingga bahan-bahan organik atau kompos akan terurai lebih sempurna dan terserap oleh tumbuhan lebih banyak sebagai nutrisi tanaman tersebut. Pori-pori arang (biochar) tersebut yang dijadikan rumah bagi mikroba tersebut. Semakin banyak pori-pori tersebut juga membuat semakin banyak mikroba yang mendiami rumah biochar tersebut. Prinsip yang sama ketika diaplikasikan pada unit biogas. Bonus lain penggunaan biochar adalah bahwa biochar menyerap CO2 dari atmosfer, sehingga berkontribusi untuk menurunkan gas rumah kaca penyebab perubahan iklim dan pemanasan global.

Penelitian di Jerman menunjukkan bahwa penambahan biochar 5% ke dalam reaktor biogas akan meningkatkan produksi metana sebanyak 5% - berdasarkan pada bahan kering biochar terhadap substrat. Tetapi ketika jumlah biochar menjadi 10% ternyata tidak lagi terjadi pertambahan metana. Hal tersebut menunjukkan bahwa kondisi optimum penambahan biochar adalah jumlah 5%  tersebut. Mikroba dalam biochar tersebut menambah volume mikroba dalam reaktor sehingga produksi biogas atau khususnya metana juga meningkat hingga 5% tersebut. Biochar sendiri tidak terdekomposisi pada dalam proses fermentasi tersebut.

Sedangkan pada penambahan briket biomasa setiap 1 ton briket akan meningkatkan produksi biogas sebesar 400 Nm3. Hal tersebut karena pada briket biomasa baik selulose, hemiselulose dan lignin belum terdekomposisi sehingga menambah substrat pada reaktor biogas tersebut. Sedangkan pada biochar baik selulose, hemiselulose dan lignin telah terdekomposisi sewaktu proses termal karbonisasi, sehingga praktis tidak ada tambahan  substrat, tetapi hanya terjadi pertambahan mikroba dalam pori-pori biochar tersebut.  

Hal penting dari penambahan biochar tersebut adalah kompos atau digestat yang dihasilkan berkualitas lebih baik dengan penambahan biochar tersebut. Biochar akan membuat akan membuat kompos yang dihasilkan sebagai pupuk lepas lambat (slow release organic fertilizer).  Hal tersebut semakin mendorong produksi biochar terutama pada perusahaan sawit yang peduli masalah lingkungan dan bahkan mengupayakan kondisi zero waste. 

Pabrik-pabrik kelapa sawit potensial untuk mengaplikasikan unit biogas maupun biochar. Limbah-limbah padat seperti tandan kosong dan mesocarp fiber bisa digunakan untuk produksi biochar. Pabrik sawit bahkan bisa mengganti tungku pembakaran pada boilernya dengan gasifier atau pyrolyser. Hal tersebut menjadi lebih menguntungkan karena selain energi panas digunakan untuk produksi kukus (steam) yang digunakan untuk pembangkit listrik dan sterilisasi buah segar, juga akan dihasilkan biochar. Biochar yang dihasilkan selanjutnya untuk meningkatkan produksi biogas dan meningkatkan kualitas pupuk komposnya, juga sebagai campuran pupuk pada perkebunan sawit. Dan bahkan potensi penggunaan biochar untuk penghematan pupuk pada perkebunan sawit besar, untuk lebih detail bisa dibaca disini.