Momentum Kebun Energi Tidak Akan Lama Lagi

Seiring meningkatnya harga minyak dunia (pernah mencapai harga $30/barrel pada awal 2016) dan juga tekanan akibat kerusakan lingkungan dari pembakaran fossil maka penggunaan energi terbarukan khususnya biomasa semakin mendapat perhatian. Sejumlah biomasa sudah banyak digunakan untuk sumber energi seperti cangkang sawit (PKS / Palm Kernel Shell) dan wood pellet. Semakin baik karakteristik bahan bakar biomasa akan semakin banyak dicari dan digunakan. Semakin banyak digunakan berarti akan semakin terbatas ketersediaannya, sehingga perlu upaya penyediaannya. Sebagai sumber energi terbarukan tentu bukan hal sulit untuk menyediakan jenis energi tersebut. Urutan penyediaan bahan bakar biomasa akan tergantung pada permintaan, ketersediaan dan proses produksinya. Sebagai contoh cangkang sawit ditinjau dari permintaan besar, ketersediaan berlimpah dan proses produksi atau pengolahannya mudah sehingga bisa digunakan juga sangat mudah,  sehingga menjadi prioritas utama. Sedangkan wood pellet walaupun permintaan besar dan ketersediaan bahan baku juga melimpah tetapi membutuhkan proses produksi yang tidak sederhana sehingga menjadi prioritas kedua. Tentang pemanfaatan tandan kosong dan batang sawit bisa dibaca disini, disini dan disini. Selanjutnya sejumlah limbah biomasa perkebunan seperti tandan kosong sawit, pelepah dan batangnya yang jumlahnya juga berlimpah akan menjadi prioritas berikutnya.

Kebun energi walaupun membutuhkan rute lebih panjang, diyakini tidak akan lama lagi menemukan momentumnya.  Hal tersebut karena dengan kebun energi selain kapasitas supply lebih stabil dan terjamin juga kemampuan supply hingga puluhan tahun. Keamanan supply tersebut menjadi hal vital bagi suatu proses produksi misalnya produksi wood pellet, hingga pengguna akhir seperti pembangkit listrik. Indonesia dengan iklim tropis dan tanah luas banyak tersedia menjadikan potensi pengembangan kebun energi sangat potensial dan strategis. Hanya butuh waktu 1 tahun untuk menghasilkan kayu dari kebun energi di Indonesia sementara butuh waktu 4 tahun di negara sub-tropis. Walaupun kebun energi kemungkinan besar menjadi pilihan terakhir setelah pemanfaatan sejumlah limbah pertanian yang jumlahnya masih melimpah saat ini, tetapi diyakini tidak akan lama lagi akan banyak dikembangkan dan saat ini sudah ada sejumlah perusahaan yang mencanangkan kesana.

Pengembangan kebun energi juga memiliki kelebihan berupa manfaat lingkungan yakni meningkatkan kesuburan tanah, konservasi air dan penyerapan karbon. Manfaat lain lagi dari kebun energi adalah sektor pangan, khususnya melalui peternakan domba/sapi dan peternakan lebah madu. Supplai daging Indonesia yang masih rendah butuh pasokan dari dalam negeri dan juga peluang exportnya yang besar. Daun-daun dari kebun energi bisa sebagai sumber pakan ternak dan di lokasi yang sama dibuat padang penggembalaan, untuk memperjelas bisa dibaca disini. Optimalisasi kebun energi dengan integrasi peternakan sehingga terjadi semacam hubungan ketergantungan saling menguntungkan akan memberi manfaat yang optimal pula, baik secara ekonomi, sosial dan lingkungan. Pengembangan tersebut adalah pendekatan yang komprehensif, sebagai pendekatan terbaik untuk mencapai manfaat dan keseimbangan lingkungan terbaik serta bukan pengembangan parsial yang cenderung merusak lingkungan itu sendiri. Mari kita bersama-sama menciptakan peluang ini sekaligus menangkap dan menggarapnya. Secara lebih sistematis dan komprehensif berikut sejumlah indikator yang menjadi daya dorong percepatan implementasi kebun energi tersebut
:

1.      Permintaan bahan bakar biomasa dari pasar internasional semakin besar seiring kesadaran tentang lingkungan dan perubahan iklim. Dan khusus Asia saat ini Jepang dan Korea adalah konsumen / user terbesar bahan bakar biomasa khususnya wood pellet serta Eropa juga pengguna terbesar selanjutnya.  Tentang karakteristik pasar Korea dan Jepang dalam mengimport wood pellet ada sedikit perbedaan untuk lebih detail bisa dibaca disini.

2.      Melemahnya sektor ekonomi di Indonesia akibat tidak mandiri dan sangat tergantung pada utang luar negeri dalam membangun infrastruktur dan ekonomi dalam negeri. Hal tersebut terlihat dari rendahnya pertumbuhan ekonomi yakni sekitar 5%, bangkrut dan hancurnya perusahaan-perusahaan negara termasuk industri-industri strategis dan tingginya angka pengangguran.

3.      Investasi untuk kebun energi dan produksi wood pellet jauh lebih murah dibandingkan perkebunan sawit, selain itu hanya dibutuhkan waktu singkat yakni 1 tahun saja untuk bisa produksi untuk kebun energi tersebut. Produksi kayu dari pohon kayu-kayuan membutuhkan waktu hingga puluhan tahun untuk bisa dipanen, sehingga praktis tidak ada pemasukan selama puluhan tahun tersebut. Untuk itu peluang usaha baru pada sektor strategis khususnya energi, kehutanan dan pangan menjadi perhatian baru apalagi dengan investasi lebih kecil dan berorientasi jangka panjang.

4.      Dengan iklim tropisnnya Indonesia sangat potensial pengembangan kebun energi, bahkan lebih baik dibandingkan potensi solar photovoltaic atau energi matahari, untuk lebih detail bisa dibaca
disini. Secara teknis budidaya kebun energi juga lebih mudah dan cepat daripada perkebunan sawit dan semacamnya. Tetapi Sri Lanka bisa jadi akan mendahului Indonesia tentang ini, lebih detail baca disini.

5.      Kebun energi akan menyerap CO2 atau gas rumah kaca dari atmosfer, menahan erosi tanah,konservasi air dan menyuburkan tanah.Manfaat lingkungan yang tidak ternilai harganya.

6.      Integrasi dengan peternakan ruminansia (domba & sapi) serta peternakan lebah madu akan mengoptimalkan pemanfaatan lahan tersebut, terjadi keseimbangan lingkungan dengan pemanfaatan kotoran ternak tersebut untuk pupuk kebun energi serta mendorong swasembada daging (baca : pemerintah import daging kerbau 100.000 ton dan jika industri wood pellet 100% dikuasai asing) sehingga pemanfaatan kebun energi untuk produksi wood pellet & integrasi dengan peternakan tersebut sebagai salah satu upaya menghindari atau mencegah penguasaan asing dan aseng yang berlebihan terhadap tanah-tanah di Indonesia yang tidak berpihak pada mayoritas pendududuk Indonesia itu sendiri.

7.      Banyaknya lahan-lahan tidur, lahan-lahan marjinal dan lahan-lahan kritis yang perlu segera dimanfaatkan sebagai solusi energi, pangan, lingkungan, ketenagakerjaan dan sosial.

8.      Sebagai entry point menyambut era bioeconomy yang akan segera menggantikan era fossil economy.

Permintaan Wood Pellet Merangkak Naik?

Terpuruknya pasar wood pellet beberapa waktu lalu juga sangat dipengaruhi harga minyak bumi. Rendahnya harga minyak bumi yang menyentuh harga $30/barrel pada awal 2016 silam juga menurunkan harga jual serta permintaan wood pellet. Kondisi ini bahkan sampai menggeser posisi wood pellet sebagai bahan bakar termurah untuk sektor pemanas. Pada saat tersebut harga energi per kalori dari minyak yang merupakan bahan bakar cair yang kualitasnya lebih baik dan banyak diminati murah, sehingga bahan bakar padat yang kualitasnya lebih rendah dan kurang diminati juga menjadi semakin murah. Bahkan ada banyak industri beralih menggunakan bahan bakar minyak dari sebelumnya menggunakan bahan bakar padat seperti batubara. Wood pellet sebagai salah satu bahan bakar padat (walaupun dari sumber terbarukan) juga terimbas oleh harga minyak dunia tersebut, karena basis perhitungan harga perkalori atau panas bahan bakar tersebut.

Setelah hampir 3 tahun harga minyak turun secara bertahap, saat ini harga minyak telah naik secara drastis di harga $70/barrel. Sejumlah analisis menyatakan jika harga minyak mentah lebih dari $63/barrel maka permintaan wood pellet akan kembali meningkat dengan harga yang juga lebih menarik. Harga minyak menjadi satu dari tiga penyebab turunnya pasar wood pellet di pasar dunia pada 3-4 tahun terakhir. Dua penyebab lainnya adalah pertama, karena sejumlah kebijakan untuk pemakaian wood pellet belum efektif dilaksanakan karena pembangkit-pembangkit listriknya belum selesai dibuat atau dalam tahap pembangunan, dan sejumlah pembangkit listrik juga masih dalam tahap ujicoba co-firing dengan wood pellet, Dan yang kedua, akibat perubahan iklim maka musim-musim dingin di Eropa tidak dalam beberapa tahun terakhir lebih hangat atau tidak sedingin waktu-waktu sebelumnya. Logikanya ketika kondisi diatas bisa berubah menjadi sebaliknya tentu pasar wood pellet akan membaik. Dan yang kita saksikan hari ini adalah terjadinya kenaikan harga minyak bumi yang signifikan, karena telah melebihi $63/barrel.

Ketika industri wood pellet mulai menggeliat dan bergairah, seharusnya juga memacu produksi wood pellet di Indonesia. Pasar export atau pasar wood pellet dunia yang lebih siap dan harga yang menarik perlu segera diisi, hingga kalau perlu didominasi. Lahan-lahan kosong yang tidak dimanfaatkan bahkan yang tandus sekalipun bisa dihijaukan dengan kebun energi. Tahapan merancang kebun energi untuk produksi wood pellet bisa dibaca disini. Selanjutnya pasar dalam negeri juga segera dibuat dan dikembangkan, karena dalam jangka tidak terlalu lama lagi minyak bumi kita juga akan habis, dengan kondisi saat ini telah menjadi nett importir minyak bumi tersebut. Bagaimana kalau kita hanya diam saja seperti penonton? Tentu akan memperburuk kondisi energi kita. Seharusnya kita ikut berpartisipasi mendorong kedaulatan energi negeri kita khususnya dengan energi terbarukan seperti wood pellet karena memberi banyak manfaat. 

Bahan Bakar Cair Dari Biomasa Di Era Bioeconomy

Bahan bakar padat biomasa terutama wood pellet telah mendapat perhatian besar sehingga penggunaannya terus meningkat, sebagai alat menurunkan suhu bumi. Estimasi penggunaan wood pellet dunia akan mencapai 50 juta ton/tahun pada tahun 2024 sementara Korea dan Jepang saja akan mencapai 20 juta ton/tahun pada 3-4 tahun mendatang. Mengapa bahan bakar padat biomasa tersebut mendapat perhatian sebegitu besar? Hal ini diantaranya karena pembangkit listrik batubara-batubara besar yang telah beroperasi bisa secara bertahap bisa menggunakan wood pellet tersebut, bahkan pembangkit-pembangkit baru juga dibangun khusus menggunakan wood pellet atau bahan bakar biomasa lainnya seperti cangkang sawit atau wood chip. Bagaimana dengan bahan bakar cair dari biomasa? Bahan bakar cair memiliki porsi besar sebagai bahan bakar kendaraan maupun industri, baik berasal dari fossil maupun dari biomasa. Bioenergi (energi dari biomasa yang meliputi padat, cair dan gas) saat ini mencapai porsi sekitar 10% dari total penggunaan energi global, atau equivalent sekitar 53 EJ/tahun (sekitar 6 menit pancaran energi matahari ke bumi). Konsumsi minyak bumi  mencapai sepertiga dari energi global diikuti batubara dan gas alam. Bioenergi menyuplai energi paling besar dibandingkan sumber energi non-fossil, seperti tabel dibawah ini. Bahan bakar cair dari kelompok bioenergi sendiri mencapai sekitar 6% atau 3 EJ/tahun (pancaran energi matahari ke bumi selama setengah menit). Bahan bakar cair tersebut terutama digunakan pada sektor transportasi. Bahan bakar cair dari biomasa yakni minyak tumbuh-tumbuhan (fatty acid), biometanol, bioetanol, biodiesel dan biooil. Diantara semua itu bioetanol dan biodiesel paling mendapat perhatian, karena sebagian besar mesin-mesin baik kendaraan dan industri menggunakan bahan bakar tersebut.

Sumber : Biomass in the energy industry, BP & Energy Biosciences Institute

Brazil dan Amerika Serikat adalah dua negara produsen utama bahan bakar cair dari biomasa berupa bioetanol dari tebu dan jagung. Lahan perkebunan tebu di Brazil 9 juta hektar dan pertanian jagung di Amerika 39 juta hektar. Selain untuk produksi bahan bakar, tebu dan jagung sebagian diolah menjadi produk pangan. Indonesia produsen terbesar minyak kelapa sawit atau CPO dengan produksi 23 juta ton/tahun dengan luas lahan saat ini 9 juta hektar dan masih terus berkembang. CPO selain untuk bahan baku biodiesel, bisa juga sebagai bahan bakar langsung, juga adalah minyak makan (edible-oil) yang penting. Saat ini banyak kita saksikan di SPBU-SPBU di Indonesia yang menjual Bio-Solar atau B-20 untuk bahan bakar kendaraan bermesin diesel dengan  komposisi 80% minyak diesel petroleum dan 20% biodiesel dari CPO. Untuk produksi bahan bakar cair dari biomasa di Indonesia selain pohon kelapa sawit dicanangkan antara lain dengan tanaman tebu, ketela pohon, shorghum,dan jarak pagar. Secara umum produksi bahan bakar cair dari biomasa di Indonesia belum menggembirakan. Bahkan jarak pagar telah gagal sebagai bahan baku biodiesel karena harganya masih mahal, sehingga produk biodiesel-nya tidak bisa bersaing dengan minyak diesel dari minyak bumi, ditambah lagi minyak jarak pagar juga bukan produk pangan. Masih perlu banyak upaya untuk mencapai kondisi yang diharapkan pada sektor ini. Apalagi tanah-tanah yang dibutuhkan untuk pertanian komoditas-komoditas diatas pada umumnya membutuhkan tanah yang subur dan biaya perawatan yang tinggi. Hal ini berbeda dengan kebun energi dari tanaman leguminoceae untuk produksi wood pellet yang mampu bertahan pada tanah marjinal, kritis dan lahan-lahan tidur.

Al Qur'an juga membahas energi terbarukan dari biomasa ini, yakni dari pepohonan yakni QS Yaasiin : 80, QS Al Waqi'ah : 71-72, dan QS An Nuur : 35. Di surat Yassiin Dan Al Waqi'ah indikasinya sumber energi tersebut dari pohonnya, sedangkan dalam surat An Nuur indikasinya dari buah. Rincian pengembangan energi terbarukan berbasis Al Qur'an secara lebih detail bisa dibaca di sini. Berdasarkan informasi diatas bahwa hampir semua bakar cair dari biomasa tersebut ternyata juga menjadi makanan bagi manusia. Lantas bagaimana kita seharusnya menyikapi kondisi demikian? Apalagi juga sudah terjadi huru-hara Tortilla di  Mexico pada tahun 2007 silam. Huru-hara tersebut terjadi karena Amerika Serikat mengolah jagungnya menjadi bahan bakar bioetanol, sedangkan Mexico sebagai negara tetangganya sudah tergantung import jagung dari Amerika sebagai bahan pangan sehingga sebagai akibatnya terjadilah krisis pangan. Dua hadist Nabi Muhammad SAW menjadi solusi dan panduan untuk masalah pangan dan energi, bagi kita sebagai pengikutnya :

Dari Aisyah dia berkata : "Sekali peristiwa keluarga Abu Bakar (ayahnya) mengirim (sop) kaki kambing kepada kami, lalu aku tidak makan, dan beliau (Nabi Muhammad SAW) juga tidak makan karena kami tidak punya lampu. Jika kami ada minyak ketika itu, tentu kami utamakan untuk dimakan." (HR. Ahmad).

Diriwayat lain dari Abu Hurairah : "Ada kalanya sampai berbulan-bulan berlalu, namun rumah-rumah Rasulullah tidak ada satu haripun yang berlampu. Dan dapurnyapun tidak berasap. Jika ada minyak dipakainya untuk dijadikan makanan."

Akhirnya dengan petunjuk Al Qur'an dan contoh soal dari kehidupan Nabi Muhammad SAW, uswatun hasanah kita, sudah semestinya umat ini mampu mengatasi konflik pangan dan energi, sekaligus mengembangkan kemampuan inovatifnya untuk mengeksplorasi sumber-sumber energi terbarukan tersebut.

Pencarian sumber energi murah dan berlimpah terus dilakukan untuk berpacu menurunkan suhu bumi. Limbah cair dari pabrik CPO yang masih mengandung minyak walaupun asam lemaknya bebas (FFA) tinggi yakni hingga 60%, asalkan kadar air dan benda pengotornya (M&I) kurang dari 2%, atau total minyaknya minimal 98% banyak dicari berbagai negara untuk produksi biodiesel. Minyak dari limbah pabrik CPO yang awalnya limbah atau biasa disebut minyak kotor (Miko) atau PAO (Palm Acid Oil) saat ini telah menjadi komoditas yang laris manis untuk bahan baku biodiesel. Pada dasarnya memangsa semua asam lemak (fatty acid) dapat diproses atau dikonversi menjadi biodiesel tersebut. Potensi Indonesia untuk PAO/Miko tersebut juga sangat besar mengingat sekitar 600 pabrik CPO di Indonesia dan tidak berkonflik dengan pangan manusia. Pengolahan PAO menjadi biodiesel murah sehingga bisa digunakan sebagai pembangkit listrik atau bahan bakar kendaraan atau mesin industri di dalam negeri seharusnya juga menjadi perhatian dan bisa diimplementasikan dalam waktu yang tidak lama lagi. Pemanfaatan PAO/Miko lainnya bisa sebagai bahan bakar langsung untuk berbagai pemanas. Pengolahan tandan kosong sawit (EFB) dan batang sawit menjadi EFB pellet dan OPT pellet banyak mengalami masalah karena bahan bakunya yang sangat basah, sehingga biaya pengeringan mahal. Penggunaan PAO/Miko tersebut bisa menjadi salah satu solusi masalah tersebut.

Melihat Tumpukan PKS Lebih Dekat

Sebagian besar PKS (palm kernel shell) atau cangkang sawit saat ini hanya ditumpuk di halaman terbuka (stockpile) untuk penyimpanannya. Kondisi tersebut membuatnya sangat terpengaruh dengan kondisi cuaca. Ketika cuaca panas pada bagian luar tumpukan PKS tersebut kering, tetapi bagian dalamnya masih tetap basah. Tumpukan PKS biasanya bisa mencapai ketinggian lebih dari 5 meter. Semakin tinggi tumpukan akan semakin sulit menjangkau kondisi di dalamnya. Ketika kondisi hujan pada bagian luar tumpukan menjadi basah, tetapi pada bagian masih lebih kering. Selanjutnya apa yang terjadi pada tumpukan PKS pada kondisi cuaca hujan maupun panas?

Sebagai bahan organik maka biomasa juga bisa mengalami dekomposisi baik dengan proses fisika , biologi maupun kimia. Semua biomasa tidak terkecuali PKS akan terdekomposisi seiring waktu mengeluarkan sejumlah gas beracun dan mengurangi konsentrasi oksigen, seperti karbon monoksida (CO), karbondioksida (CO2), dan metana (CH4). Sebagai produk atau komoditas yang akan dijual maka penurunan kualitas maupun kuantitas akibat proses dekomposisi tersebut sebisa mungkin untuk dihindari. Penanganan yang baik mulai dari pengumpulan, pembersihan, dan penyimpanan PKS akan meminimalisir terjadinya dekomposisi tersebut.

Dekomposisi biologi yang terutama terjadi pada tumpukan PKS tersebut. Sejumlah bahan organik pengotor PKS seperti serabut, minyak dan sebagainya akan mudah terdekomposisi secara biologi. Aktifitas mikroba dalam tumpukan PKS tersebut mendorong terjadinya fermentasi pada bahan organik. Semakin lunak dan tinggi kandungan airnya maka bahan organik tersebut akan semakin cepat terdekomposisi secara biologi, yakni fermentasi tersebut. PKS sendiri adalah material yang keras dengan kandungan lignin yang tinggi sehingga tidak mudah terfermentasi dalam waktunya singkat. Lantas bagaimana untuk tumpukan PKS yang dibiarkan selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun? Aktivitas mikroba seperti apa yang terjadi? Dan seberapa besar terjadi penurunan kualitas maupun kuantitas?

Pada produksi kompos, produksi CH4 atau metana biasanya terkait dekomposisi anaerob biomasa, sedangkan CO2 lebih pada dekomposisi aerob. Semakin tinggi temperature maka rasio CO/CO2 juga semakin besar. Semakin meningkat suhunya, baik CO2 dan CH4 juga semakin meningkat, dan CH4 menjadi semakin besar dibanding CO2 pada suhu lebih tinggi.

Komparasi dengan wood pellet
Sebagai perbandingan yakni pada penyimpanan wood pellet. Persamaan PKS dengan wood pellet adalah sama-sama bahan bakar biomasa yang memiliki nilai kalori yang hampir sama dan bisa dituang (pourable) sehingga dimungkinkan untuk pengumpanan otomatis (automatic feeding) dengan kalibrasi yang sangat akurat. Wood pellet dibuat atau diproduksi dengan memadatkan (densifikasi) serbuk kayu pada umumnya seukuran serbuk gergaji dengan kadar air berkisar 10%, menjadi berukuran panjang 10-20 mm dan diameter 3-12 mm. Wood pellet harus disimpan dalam ruang yang kering dan terlindung dari air/hujan. Penyimpanan wood pellet dalam jumlah besar yakni pada level kapasitas 30.000 ton ke atas, bisa menimbulkan masalah tersendiri. 

Penyimpanan wood pellet curah (bulk) kapasitas besar diatas terbukti menimbulkan emisi gas berbahaya dan panas (self-heating). Resin dalam bentuk gula dan senyawa organik dalam kayu melalui proses produksi wood pellet, mulai pecah selama penyimpanan pengapalan. Produsen-produsen wood pellet harus menyiapkan produk terbaik sehingga bisa diterima pembeli di seberang lautan dengan memuaskan. Penyiapan bahan baku berupa pengeringan kayu secara alami setelah ditebang sedang di ujicoba untuk meminimalkan emisi gas dan panas selama penyimpanan. Alasan dibalik metode tersebut adalah karena kayu cenderung memiliki kadar air bervariasi setiap tahunnya, sehingga pengeringan kayu secara alamiah akan mengurangi pecahnya senyawa kimia pada wood chip dan sawdust. Panas spontan dari tumpukan wood chip dan sawdust akibat dari oksidasi asam lemak tidak jenuh (unsaturated fatty acid) dan ekstraktif yang lain.

Sebuah kapal cargo yang memuat wood pellet dalam ruangan tertutup dilaporkan terdeteksi konsentrasi gas karbon monoksida (CO) sekitar 1% (10.000 ppm) pada hari ke 18 setelah dimuat (loaded). Konsentrasi oksigen pada saat itu juga menjadi kurang dari 1% dan emisi karbondioksida dari tumpukan  wood pellet tersebut 100-885 mg/ton/hari. Dan sudah umum diketahui bahwa konsentrasi yang tinggi dari karbon monoksida (CO) sangat berbahaya dan perlu dihindari. Sebuah analisa mengatakan bahwa gas tersebut terbentuk dari auto-oksidasi dari lemak dan asam lemak (fatty acid) di dalam kayu, tetapi faktor-faktor mendorong produksi gas tersebut belum sepenuhnya diketahui.

Sebuah kecelakaan fatal terjadi di pelabuhan Rotterdam tahun 2002 dan pelabuhan Helsingborg tahun 2006 memuat masalah keselamatan (safety) mendapat perhatian serius. Ditambah kecelakaan fatal terjadi lagi di Finlandia dan Jerman, masalah safety menjadi semakin mengemuka. Keracunan karbon monoksida (CO) tersebut telah menewaskan 5 orang dan cedera otak parah bagi sejumlah orang. Pada tahun 2005 IMO (International Maritime Organization) juga memasukkan wood pellet sebagai bahan berbahaya karena terbentuknya gas karbon monoksida (CO) yang menyebabkan defisiensi oksigen. Alat deteksi atau instrumentasi seperti oxygen-meter atau CO-meter dibutuhkan bagi awak kapal atau personel yang berurusan dengan wood pellet tersebut.

Aerasi yakni memasukkan udara (ambient air) yang mencukupi pada tumpukan wood pellet menjadi solusi untuk penyimpanan wood pellet. Tujuan dari aerasi wood pellet adalah untuk mendinginkan pellets, mengatur suhu pada tumpukan pellets, mencegah pemanasan biologis pada pellets basah, sirkulasi emisi gas, dan menghilangkan bau yang ditimbulkan dari emisi gas. Kecepatan reaksi kimia kemerosotan atau penurunan kualitas menjadi sangat lambat dan kadang-kadang tidak signifikan pada suhu rendah. Kenaikan reaksi kimia terlihat signifikan setiap kenaikan suhu 10 C, sehingga menjaga tetap pada suhu rendah adalah essensial pada wood pellet.

PKS
Tumpukan PKS di ruang terbuka tidak menimbulkan masalah berarti pada emisi gas berbahaya. Hal ini karena emisi gas berbahaya tersebut segera terurai di atmosfer karena berada pada ruang terbuka. Sedangkan panas akan menimbulkan masalah keselamatan (safety) pada pekerja yang mengelola tumpukan PKS tersebut. Semakin tinggi tumpukan dan semakin banyak kandungan bahan organik pengotornya maka tingkat oksidasi dan fermentasi semakin tinggi. Suhu dalam tumpukan tersebut menjadi semakin tinggi, yakni mencapai 70 - 80 C sehingga cukup panas terkena kulit atau kaki. Pihak pengelola PKS sering memasukkan air untuk mendinginkan suhu dalam tumpukan tersebut. Kualitas PKS akan rusak secara biologis apabila proses fermentasi tersebut berjalan dalam jangka waktu lama, yakni 6 bulan atau lebih. Memasukkan air tersebut akan mendinginkan suhu tumpukan yang juga berarti menurunkan kecepatan reaksi fermentasi tersebut. Menjaga kondisi tumpukan PKS tetap juga merupakan hal penting untuk menjaga kualitas dan kuantitas PKS tersebut. Kandungan unsur nitrogen (N) dalam PKS bisa juga dijadikan tolok ukur seberapa besar derajat fermentasi pada PKS tersebut khususnya dan bahan bakar biomasa pada umumnya. Ultimate analysis di laboratorium bisa untuk mengetahui unsur-unsur kimia dalam biomasa tersebut. Standar nitrogen (N) perlu dicantumkan untuk bahan bakar biomasa yang menurut European Standard (CEN) dikelompokkan dari kurang dari 0,3% sampai kelompok yang diatas 3%. 

Selain itu pengelola PKS juga sering melakukan aerasi dengan membolak-balik tumpukan tersebut. Alat mekanik berat seperti backhoe. Aerasi juga akan menurunkan suhu tumpukan akibat fermentasi selain itu dengan membolak-balik tersebut dengan adanya panas matahari akan mengeringkan atau menurunkan kadar air PKS tersebut. Pada dasarnya kedua metode diatas digunakan untuk tetap menjaga kualitas dan kuantitas PKS serta yang tidak kalah pentingnya adalah masalah keselamatan (safety).

5F Project For The World!

Setidaknya ada 7F yang menjadi kebutuhan materi esensial manusia seluruh dunia, yakni Food, Fuel, Fiber, Fodder, Feedstock, Fertilizer, dan Favor. 7F tersebut menjadi tema berbagai pembicaraan hangat di seluruh dunia hari ini hingga terus diupayakan untuk mencari berbagai skenario untuk memecahkan masalah terkait 7F tersebut. Masalah pangan misalnya menurut WHO hampir 1/3 penduduk dunia atau kurang lebih 2 milyar manusia mengalami kelaparan, bahkan dalam FAO headline country report lebih tajam lagi, bahwa ada 60 juta orang”…go bed hungry every night…” di Asia Tenggara dan hampir sepertiganya di Indonesia atau mendekati 20 juta orang,  tentu ini masalah serius untuk segera dicari solusinya. Masalah kompleks tersebut karena melibatkan multidimensi kehidupan manusia.

Dalam tulisan ini setidaknya saya menawarkan skenario 5F yakni fuel (bahan bakar/energi), Food (pangan), Fodder (pakan ternak), Fiber (sandang) dan Fertilizer (pupuk) dengan mengoptimalkan potensi tanah atau lahan yang tersedia di Indonesia dan semoga bisa diimplementasikan dalam waktu tidak lama lagi.   Di Indonesia banyak sekali dijumpai tanah yang rusak atau tandus, gersang bahkan mati serta beberapa bahkan sudah mulai terjadi penggurunan (desertifikasi) akibat tidak dimanfaatkan dengan baik.   Tanah rusak atau tandus bahkan mati tersebut harus diperbaiki terlebih dahulu apabila manusia ingin mendapatkan hasil pangan darinya. Lalu bagaimana memperbaiki bahkan menghidupkan tanah mati tersebut? Allah SWT memberi petunjuk dalam Al Quran surat Yaasiin (36) : 33,yakni menghidupkan tanah mati tersebut adalah dengan menggunakan tanaman jenis leguminocea (biji-bijian), hal ini ternyata sejalan dan didukung dengan berbagai penelitian ilmiah dan telah teruji dilapangan. Dalam Al Qur’an Surat Yaasiin (36) : 80 Allah SWT juga menyebutkan sumber energi dari pohon yang hijau, semakin menguatkan kayu dari tumbuhan hijau semacam kaliandra sebagai sumber energi seperti wood pellet.

Banyak sekali tanaman jenis legumiceae ini, yakni lebih dari 19.000 spesies sehingga harus dipilih mana yang paling cocok sesuai karakteristik daerah tersebut dan tujuan spesifik yang akan dicapai. Ketika tanaman jenis leguminocea ditanam di tanah mati tersebut maka dengan adanya air hujan akan tumbuh dan selanjutnya mengikat nitrogen (N) dari udara lalu nitrogen disimpan dalam bintil-bintil  akar tanaman tersebut sehingga menyuburkan tanah karena menjadi pupuk. Kaliandra adalah salah satu contoh tanaman leguminoceae tersebut. Ketika tanah rusak bahkan telah mati ingin diperbaiki dan mampu menghasilkan 5F (Fuel, Food, Fodder, Fiber dan Fertilizer) tersebut diatas, maka kaliandra bisa menjadi salah satu pilihannya. Kaliandra adalah tanaman rotasi cepat, yakni dalam waktu 1 tahun sudah bisa dipanen dan bisa tumbuh dari trubusannya tersebut hingga puluhan tahun sehingga tidak perlu replanting setiap tahunnya.

Ketika menanam kaliandra lalu ditempat tersebut digembalakan domba-domba yang memakan rumput-rumputan disela-sela tanaman kaliandra tersebut, lalu kayu hasil kebun kaliandra tersebut digunakan untuk produksi wood pellet (fuel), lalu daun-daun dari tanaman kaliandra tersebut digunakan untuk pakan sapi, kotoran sapinya digunakan produksi biogas, sisa produksi biogas tersebut akan menjadi pupuk organik, dan bulu-bulu domba menjadi bahan tekstil yang mahal. Kebun kaliandra tersebut juga akan menjadi subur karena domba-domba tersebut membuang kotorannya disana yang sekaligus menjadi pupuk kebun tersebut. Kotoran domba adalah pupuk yang sangat bagus, berikut komposisinya kimianya : Nitrogen (N) 2,03%; Phospor (P) 1,42%; Potassium (K) 1,61%; Calcium (Ca) 2,45%; Magnesium(Mg) 0,62%; Manganese (Mn) 0,49%; Iron (Fe) 2,19%; Copper (Cu) 0,02% dan Zinc (Zn) 0.22%. Jadi proses penyuburan tanah selain pengiktan nitrogen oleh akar juga akan semakin diakselerasi dengan kotoran domba tersebut. Dan setiap minimal 6 bulan sekali bulu domba-domba tersebut dicukur sehingga akan dihasilkan bulu domba sebagai bahan tektstil.  Pada panen kayunya daun-daun kaliandra dikumpulkan untuk pakan sapi, ketika daun-daun tersebut tersisa banyak maka bisa diolah lanjut seperti fermentasi sehingga untuk cadangan makanan masa depan ketika pasokan dari kebun terganggu ataupun bisa dikomersialisasi. Kayu tersebut kemudian diolah lebih lanjut menjadi wood pellet. Wood pellet memiliki pangsa pasar yang luas sebagai bahan bakar (fuel) atau energi. Dari aspek lingkungan neraca karbon juga akan memberi terhadapdampak yang baik bagi lingkungan karena bahan bakar biomasa adalah bahan bakar karbon netral.

     

Pola tanam kaliandra pada umumnya yakni 1 x 1m, sehingga cukup ruang diantaranya untuk pengembalaan domba, atau jenis penggembalaan ini adalah penggembalaan presisi. Padang untuk gembalaan domba dalam kebun kaliandra tersebut disekat-sekat untuk luasan tertentu tergantung pada faktor-faktor topografi lahan, akses jalan, sistem rotasi panen kayu dan radius penggembalaan terbaik. Untuk lahan ribuan hektar bisa dibuat banyak pos-pos atau unit-unit untuk penggembalaan domba-domba tersebut. Pola tersebut diatas akan membuat tanah atau lahan menjadi sangat produktif, dan tentu apabila ada banyak pihak yang melakukannya dengan baik maka krisis-krisis kebutuhan manusia akan bisa dihindari, apalagi ada jutaan hektar lahan atau tanah di Indonesia yang terbengkalai. Domba demikian juga sapinya tersebut nantinya dipasarkan kepada yang membutuhkan baik di dalam negeri maupun diluar negeri. Arab Saudi misalnya membutuhkan 8 juta ekor domba, dan ¼-nya dibutuhkan pada musim haji. Selain kapal pengangkut domba akan mendatangi peternak domba tersebut apabila mampu menyediakan 20.000 ekor setiap kali pengiriman (shipment).

Lantas bagaimana setelah tanah kembali subur? Tentu saja bisa digunakan untuk berbagai pohon yang lebih menguntungkan seperti pohon buah-buahan dan sebagainya. Pohon kaliandra dapat trubus dengan baik selama kurang lebih 20 tahun dan tanpa perlu penanaman ulang setiap tahunnya (replanting). Kita ambil 15 tahun misalnya, maka selama itu pula sejalan dengan lifetime mesin-mesin pabrik wood pellet pada umumnya. Sehingga praktis pada kurun waktu tersebut tanah terus produktif dengan berbagai hasil bumi dengan pengelolaan yang baik dan berkesinambungan (sustainable). Apabila setelah itupun terus digunakan untuk tanaman kaliandra juga hasilnya akan semakin maksimal karena pengelolaan yang baik tersebut. Tanaman kaliandra merupakan tanaman jenis perintis atau pioneer sehingga sangat cocok untuk perbaikan tanah rusak dan mati.

Bahwasannya muslim juga harus bersyirkah dalam pengelolaan lahan (padang rumput atau sumber makanan, air dan api (sumber energi), jelas adanya dalam petunjuk Nabi Muhammad SAW :”Orang-orang muslim itu bersyirkah dalam tiga hal, dalam hal padang rumput, air dan api” (HR. Sunan Abu Daud). Pengelolaan air selalu membutuhkan lahan, pohon-pohon perlu lahan untuk tempat tumbuhnya agar dia bisa membantu menyerap air, mata air-mata air munculnya dipermukaan tanah, maka untuk bisa mengelola air kita harus juga memiliki akses untuk pengelolaan lahannya. Apa akibatnya jika sesama kita tidak mau bersyirkah? Sumber-sumber penghidupan yang utama kita berupa pangan, air dan energi akan dikelola orang lain dan umat menjadi tidak mandiri dalam pemenuhan kebutuhan-kebutuhan utamanya. Ketika kita tidak mandiri dalam hal kebutuhan pokok, kita mudah diperdaya dalam berbagai urusan lainnya.    

Menanam Pohon Untuk Menjawab Berbagai Masalah Dunia

Dengan menanam berbagai masalah esential manusia dalam kehidupan bisa teratasi, yakni pangan (food), energi dan air (water). Masalah-masalah tersebut saat ini dihadapi oleh manusia karena berbagai kerusakan lingkungan yang juga diakibatkan oleh ulah tangan-tangan manusia itu sendiri. Ada banyak jenis tanaman yang diciptakan Allah SWT di alam ini, sehingga memilih salah satu yang paling sesuai adalah hal yang perlu kita lakukan. Menghidupkan tanah mati dan menjadikannya produktif sehingga produktif bagi kehidupan manusia, tentu adalah hal yang sangat dianjurkan apalagi ketika dunia didera oleh berbagai krisis seperti pangan, energi, air bersih termasuk udara yang bersih menyegarkan. Saat ini diperkirakan ada 1 milyar manusia di muka bumi ini yang menghadapi masalah kelaparan. Jutaan hektar tanah masih terlantar dan belum dimanfaatkan, bahkan secara global setiap tahunnya ada kurang lebih 6 juta hektar tanah atau lahan pertanian yang menjadi gurun pasir (desertifikasi = penggurunan) akibat terbengkelai dan tidak dimanfaatkan. Luas hutan yang terus menyempit sehingga masih sangat jauh dari standar kebutuhan minimal bagi suatu kawasan adalah suatu keprihatinan tersendiri.

Ketika kondisi tanah telah rusak sehingga perlu segera dipuihkan maka jenis tanaman polong-polongan (leguminosae) adalah jenis yang paling cocok pada kondisi tersebut.  Hal ini karena tanaman jenis polong-polongan memiliki karakteristik : mendinginkan/melembabkan permukaan tanah, akarnya berbintil-bintil karena mampu mengikat nitrogen dari atmosfer artinya mampu menuburkan tanah rusak / tandus tersebut, dan mampu mencegah terjadinya erosi. Kaliandra adalah jenis tanaman polong-polongan (leguminoceae) yang cocok untuk kondisi tersebut. Hasil utama kayu untuk energi seperti untuk produksi wood pellet dan hasil samping berupa daun untuk peternakan kambing atau sapi serta  bunga untuk peternakan lebah adalah untuk menjawab masalah pangan. Integrasi kebun/hutan kaliandra tersebut dengan peternakan kambing/sapi akan menjadikan usaha tersebut optimal. Selain itu sumber air baru juga sangat mungkin muncul akibat dari kebun atau hutan kaliandra tersebut. Tanaman kaliandra yang bisa dipanen relatif cepat yakni rata-rata 1 tahun dan masih bisa produktif hingga sekitar 25 tahun ke depan tanpa harus menanam setiap tahunnya karena dengan pola trubusan, memiliki daya tarik tersendiri. Selanjutnya di sela-sela tanaman kaliandra tersebut bisa ditanam dari jenis lain yang disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi setempat, sebagai contoh kalindra dengan jagung, kaliandra dengan pisang, kaliandra dengan pinus, kaliandra dengan zaitun, kaliandra dengan kurma dan sebagainya.

Kaliandra usia 1 minggu

Kaliandra usia 2 minggu

Pembibitan tanaman kaliandra untuk kebun energi seluas 1200 ha

 

Hal lain yang perlu kita syukuri adalah posisi kita di daerah tropis dengan alam yang indah, wilayah yang luas  dan tanah yang subur (sebelum rusak).  Dengan iklim tropis tersebut matahari akan bersinar sepanjang tahun sehingga proses photosintesa dari tanaman akan berjalan secara optimal hal ini akan mempercepat produktivitas tanaman seperti kaliandra tersebut. Dengan kondisi tersebut  produktivitas kayu kaliandra di Indonesia rata-rata 4 kali lebih cepat dengan tanaman poplar/willow di daerah sub-tropis atau butuh waktu 1 tahun di Indonesia yang sama dengan 4 tahun di daerah sub-tropis untuk jumlah hasil kayu yang sama. Apabila semua dioptimalkan maka Indonesia sangat mungkin akan menjadi penghasil biomasa terbesar di dunia yang mampu menjawab berbagai masalah dunia.  Sedangkan di sektor energi kondisi tersebut sangat sesuai ketika dunia juga berlomba-lomba untuk menurunkan suhu bumi dengan gelombang energi biomasa-nya.

Meyuplai Bahan Bakar Biomasa Dalam Jumlah Besar dan Berkesinambungan

Pemilihan species tanaman, ketersediaan lahan, pengelolaan yang berkesinambungan dan penyerapan produk kayu sebagai bahan bakar biomasa dengan maksimal adalah sejumah faktor yang mendorong terwujudnya dan suksesnya usaha suplai bahan bakar biomasa dalam jumah besar dan berkesinambungan.  Untuk terciptanya faktor pengelolaan lahan yang baik sejumah instrument dibuat sehingga praktek pengelolaan hutan tersebut bisa sesuai yang diharapkan. Instrument tersebut yang paling banyak digunakan adalah pemberian sertifikasi. Sertifikasi diberikan apabila pengelolaan lahan tersebut telah memenuhi syarat-syarat tertentu dan dievauasi secara berkala. Ketika pengelolaan lahan, hutan atau perkebunan telah mendapatkan sertifikasi tersebut, maka produk kayu sebagai bahan biomasa yang dihasilkan juga lebih mudah diterima oleh pengguna. Saat ini juga hampir semua pengguna bahan bakar biomasa dalam jumlah besar membutuhkan syarat pengakuan berupa sertifikasi tersebut.

Pembibitan Kaliandra Untuk Kebun Energi Seluas 1200 ha

Optimalisasi tanah atau lahan adalah hal penting sehingga manfaatnya benar-benar bisa dirasakan bagi kehidupan manusia. Tanah-tanah yang semula hanya dibiarkan dan tidak dimanfaatkan akan bermanfaat dengan adanya tumbuhan berupa tanaman penghasil kayu untuk energi tersebut. Manfaat tersebut bisa lebih ditingkatkan lagi dengan mengintegrasikan hutan atau kebun energi dengan peternakan sapi atau kambing atau bahkan lebah madu. Ketika siklusintegrasi tersebut bisa terjadi maka usaha menyuplai bahan bakar biomasa daam jumlah besar dan berkesinambungan tersebut akan mampu bertahan cukup lama. Berbagai manfaat dari semua aktifitas usaha tersebut dalam arti inti maupun sampingannya juga bisa dirasakan nyata.

Seiring meningkatnya kesadaran lingkungan banyak pembangkit listrik biomasa dibangun. Banyak juga yang sedan transisi menuju 100% menggunakan biomasa yang pada awalnya menggunakan batubara 100%, dengan teknologi diantaranya adalah co-firing biomasa dengan batubara. Pembangkit listrik adalah pasar utama untuk bahan bakar biomasa jumlah besar dan berkesinambungan. Secara perhitungan karbon juga bahan bakar biomasa adalah karbon netral sehingga tidak menambah konsentrasi gas CO2 atau gas rumah kaca di atmosfer.  Selain itu kebun atau hutan energi yang dibuat juga merupakan upaya untuk menyerap CO2 diatmosfer ke dalam tanaman. Apabila kecepatan pemanenan biomasa masih lebih rendah daripada pertumbuhan tanaman atau selalu masih ada kebun yang cukup luas dari sebagian yang dipanen maka penyerapan karbon oleh tanaman masih efektif.

Bahan bakar biomasa tersebut umumnya diolah terlebih dahulu sebelum digunakan. Produk bahan bakar biomasa tersebut bisa berupa batang  kayu (log), wood chip, wood pellet/briquette, dan  torrified pellet/briquette. Wood chip merupakan olahan kayu yang populer dan umum dalam penggunaan di pembangkit listrik biomasa. Wood pellet juga tidak kalah populer tetapi dari sisi teknologi dan produksi lebih mudah untuk menghasilkan wood chip. Wood chip juga biasa digunakan sebagai bahan baku pabrik kertas (pulp and paper). Sedangkan dari sisi transportasi maka wood pellet lebih efisien karena memiliki kepadatan (density) yang besar. Faktor-faktor itulah yang perlu diperhatikan produsen maupun pengguna bahan bakar biomasa sehingga baik kualitas dan kuantitas bisa dipenuhi dan menjadi kegiatan yang menguntungkan secara ekonomi serta bermanfaat bagi lingkungan.

Berpacu Menurunkan Suhu Bumi (Bagian 2)

Biomasa sebagai bahan bakar 'carbon neutral' tentu tidak berdiri sendiri sebagai suatu skenario besar untuk menurunkan suhu bumi akibat pemanasan global oleh emisi gas rumah kaca. Kelebihan biomasa sebagai sumber energi terbarukan dengan penggunaannya yang stabil, dalam artian tidak terpengaruh oleh kondisi iklim dan cuaca menjadi produk yang diandalkan dalam berbagai skala aplikasinya. Upaya mengoptimalkan potensi biomasa sebagai sumber energi bisa ditinjau dari sisi pasokan hingga pemanfaatannya.

Dari sisi pasokan, maka keterjaminan pasokan biomasa sebagai bahan baku adalah hal mutlak jika akan digunakan sebagai sumber energi utama, untuk itu sejumlah upaya mulai dari mengumpulkan berbagai limbah biomasa yang pada awalnya hanya dibuang hingga mencari spesies tanaman dengan rotasi cepat (SRC), produktivitas tinggi dan berefek positif di alam dengan dibuat kebun energi. Salah satu tanaman tersebut adalah kaliandra untuk daerah tropis sedangkan di daerah sub-tropis seperti Eropa menggunakan spesies poplar dan willow. Kita patut bersyukur kepada Allah SWT karena lokasi di Indonesia yang beriklim tropis membuat produktivitas tanaman kaliandra bisa 4 kali lebih cepat daripada yang beriklim sub tropis atau konkritnya 4 tahun poplar dan willow di Eropa sama seperti 1 tahun kaliandra di Indonesia.

Sedangkan ditinjau dari pemanfaatannya, energi biomasa harus bisa dimanfaatkan secara luas, mudah, murah dan efisien. Biomasa bisa dimanfaatkan ditempat ataupun digunakan ditempat lain yang cukup jauh. Pada penggunaan di tempat atau yang jaraknya dekat, biomasa hanya diseragamkan ukurannya atau ditambah pengeringan. Sedangkan untuk digunakan pada lokasi cukup jauh biomasa tersebut perlu ditambah proses lagi berupa dipadatkan seperti dalam bentuk pellet atau briket. Biomasa tersebut lalu diproses rute thermal (yang paling populer) dengan pembakaran, pirolisis atau gasifikasi untuk mengekstrak kandungan energinya.

Saat ini posisi Eropa telah melampaui Amerika Utara dalam berpacu menurunkan suhu bumi atau upaya mengurangi pemanasan global. Setelah sebelumnya Uni-Eropa menerapkan RED (EU's Renewable Energy Directive) yang biasa dikenal target 20-20-20 atau yang dimaksudkan adalah mandat untuk menurunkan 20% emisi gas rumah kaca dari tahun 1995 sebagai level dasarnya; menurunkan 20% konsumsi energi; dan untuk 20% untuk energi terbarukan. Hal ini juga yang membuat Eropa adalah konsumen atau pasar terbesar wood pellet dengan perkiraan 80% dari produksi dunia, lalu diikuti Amerika Serikat dan posisi ketiga, Korea Selatan.

Saat ini Uni-Eropa sedang mendekati tahun 2020 untuk realisasi target 20-20-20 tetapi disisi lain mereka mulai menyiapkan rancangan untuk kebijakan baru masalah iklim dan energi dari tahun 2020-2030. Uni-Eropa telah mengusulkan target baru 2030 termasuk menurunkan 40% emisi gas rumah kaca, menurunkan 30% konsumsi energi dan 27% untuk penggunaan energi terbarukan. Saat ini mereka juga sedang mencari strategi untuk mencapai target 2030. Sejarah juga menunjukkan bagaimana kebijakan biomasa adalah pendorong utama untuk perkembangan pasar pellet di Eropa. Hal ini juga yang banyak digunakan sebagai model kawasan atau negara tertentu untuk menerapkan  kebijakan energi terbarukan khususnya biomasa.