Kebun Energi Sumber Energi Sepanjang Zaman

 “Yaitu (Allah) yang menjadikan api untukmu dari kayu yang hijau, maka seketika itu kamu nyalakan (api) dari kayu itu.” (QS. Yaasin (36) : 80)

 

Matahari diciptakan Allah SWT sebagai sumber energi utama bagi manusia dan makhluk hidup di bumi. Butuh sekitar 8 menit sinar matahari sampai ke bumi dan oleh tumbuhan dikonversi menjadi sumber makanan sehingga bisa dikonsumsi hewan dan manusia. Manusia juga memperoleh makanan dari sumber hewani. Semakin banyak sinar matahari maka semakin banyak pula yang bisa dikonversi oleh tumbuhan melalui proses photosintesisnya. Tanpa matahari, maka tumbuhan mati, hewan mati, manusia mati sehingga tidak akan ada kehidupan di muka bumi. Bahan bakar fossil pada hakekatnya adalah sumber energi dari tumbuhan dan hewan masa lalu. Penambangan serta penggunaan bahan bakar fossil akan melepaskan sejumlah gas rumah kaca (GRK) yang membuat suhu bumi meningkat yang pada level tertentu membahayakan penduduk bumi itu sendiri. Upaya mengatasi hal tersebut yakni dengan penggunaan energi non-fossil dan energi terbarukan sehingga tidak berkontribusi pada peningkatan konsentrasi GRK di atmosfer yang meningkatkan suhu bumi tersebut. 

Dari tumbuhan atau pepohonan bisa langsung digunakan sebagai sumber energi atau bahan bakar yakni kayu bakar. Turunan atau produk-produk energi dari tumbuhan juga sangat beragam dan bisa memenuhi semua kebutuhan manusia baik energi dalam bentuk bahan bakar padat, bahan bakar cair dan bahan bakar gas. Produksi kayu bakar, wood chip, wood briquette, sawdust, torrified biomass hingga charcoal adalah sejumlah produk bahan bakar padat. Sedangkan produksi biooil, bioethanol, biodiesel, renewable diesel / green diesel, dan bioavtur / bio jet fuel adalah sejumlah sejumlah bahan bakar cair. Dan biogas serta bio-syngas adalah bahan bakar gas yang bisa dihasilkan dari bahan asal berupa tumbuhan tersebut. 

Sejumlah teknik konversi yang berbasis fisika, kimia dan biologi dibutuhkan untuk konversi tersebut. Penggunaan spesies tanaman yang sesuai juga dibutuhkan untuk memudahkan konversi tersebut, misalnya untuk produksi bahan bakar padat dibutuhkan sumber biomasa seperti kayu-kayuan, sedangkan jika targetnya bahan bakar cair maka jenis tumbuhan penghasil minyaklah yang perlu diupayakan. Konversi dari bahan bakar padat sehingga menjadi bahan bakar cair maupun gas juga bisa dilakukan tetapi pada umumunya semakin panjang dan rumit proses maka biaya produksinya akan menjadi mahal. Tetapi tetap saja kebun energi adalah basis untuk hal itu semua.

Pengolahan biomasa yang populer dan cukup mudah yakni menjadi wood chip dengan pengecilan ukuran / size reduction lalu wood pellet dan wood briquette melalui pemadatan biomasa / biomass densification. Selanjutnya untuk mengubah biomasa bergula menjadi ethanol dengan fermentasi dan distilasi azeotrop, mengubah biomasa lignin (lignocellulosic biomass) menjadi ethanol dengan reaksi hidrolisis enzimatis diikuti dengan fermentasi dan distilasi azeotrop. Mengubah biomasa kayu-kayuan menjadi bahan bakar dengan proses termal bisa dibakar langsung atau apabila ingin dibuat menjadi arang yakni mengkonsentrasikan fixed carbonnnya yakni dengan pirolisis atau karbonisasi, dan apabila ingin memaksimalkan produk cair / bio-oil / pyro-oil yakni dengan pirolisis cepat serta apabila ingin memaksimalkan produk gasnya yakni dengan gasifikasi. Dan supaya karakteristik biomasa tersebut seperti batubara yang hidrophobik maka dengan proses torrefaksi atau mild-pyrolysis bisa dilakukan. Torrefaksi dan densifikasi biasanya dilakukan bersamaan untuk mengoptimalkan produk bahan bakar biomasa tersebut. 

Dengan gas to liquid (GTL) yakni proses gasifikasi dan diikuti proses Fisher – Tropsch akan bisa dihasilkan bio-ethanol, biodiesel maupun bioavtur / bio jet fuel. Sedangkan dari kelompok tanaman-tanaman yang menghasilkan minyaknya seperti sawit akan bisa dibuat biodiesel terutama dengan proses transesterifikasi ataupun estran (esterifikasi plus transesterifikasi). Bahkan minyak bekas (waste oil) atau minyak goreng bekas / minyak jelantah dan miko / minyak kotor atau PAO (palm acid oil) juga bisa digunakan untuk biodiesel / green diesel tersebut ataupun diolah lebih lanjut menjadi bio-jet fuel / bio-avtur dengan proses HVO / HEFA - SPK (Hydro-processed Esters and Fatty Acids-Synthesized Paraffinic Kerosene) . 

Jadi dari biomasa berasal dari pepohonan pada dasarnya bisa diolah aneka bentuk energi ataupun bahan bahan bakar yang dibutuhkan manusia. Selain digunakan langsung sebagai sumber panas, energi tersebut juga bisa diubah menjadi energi mekanik maupun energi listrik, misalnya kendaraan berbahan bakar biofuel hingga pembangkit listrik biomasa. Jadi sumber energi sepanjang zaman yang tersimpan dalam tumbuh-tumbuhan adalah biomasa ini seperti yang firman Allah SWT dalam ayatnya di atas dan tidak ada keraguan sedikitpun atas hal tersebut. Indonesia sebagai negara tropis adalah “surga” bagi produksi biomasa tersebut karena pancaran sinar matahri sepanjang tahun dan curah hujan memadai serta tanah yang luas. Penyimpanan energi dalam tumbuh-tumbuhan dari sinar matahari tersebut juga diibaratkan seperti baterai yang bisa digunakan kapan saja dan dimana saja untuk lebih detail baca disini.  

Hal lain yang penting diperhatikan untuk pembuatan kebun energi atau kebun biomasa tersebut adalah tentang status lahan yang digunakan. Lahan tersebut harus bukan dari deforestatsi ataupun pengalihan fungsi lahan yang merusak lingkungan. Hutan tanaman industri (HTI) yang memang sesuai peruntukannya bisa dijadikan kebun energi tersebut. Selain itu biomassa untuk memproduksi energi juga dapat dibudidayakan di lahan kritis, atau disebut sebagai lahan yang 'tidak produktif'. Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK) memperkirakan bahwa lahan kritis di Indonesia pada tahun 2016 seluas 24,3 juta hektar (Times Indonesia, 2017). Ini adalah wilayah yang sangat luas, dan secara keseluruhan wilayah Indonesia cukup luas untuk menyediakan biomassa bagi produksi energi terbarukan tersebut.  

Go Biomass, Go Bioeconomy!

“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi orang-orang yang berakal (ulil albab). Yaitu orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi – (kemudian berkata) ‘Ya Tuhan kami, tiadalah engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka”. (QS 3:190-191)

Energi berada pada pondasi dari berbagai aktvitas ekonomi. Untuk memanaskan, mendinginkan, menerangi, komunikasi dan berbagai sistem komputer, transportasi, kerja mekanik selalu membutuhkan energi. Saat ini sebagian besar energi tersebut berasal dari bahan bakar fossil yang ternyata berdampak buruk bagi lingkungan berupa naiknya konsentrasi CO2 di atmosfer (carbon positif) yang mengakibatkan masalah perubahan iklim dan pemanasan global. Selain itu bahan bakar fossil tersebut di nilai juga tidak berkelanjutan (sustainable) karena sumbernya yang terbatas, sehingga kata kunci pengembangan energi untuk masa kini dan akan datang adalah keberlanjutan (sustainibility) tersebut. Dalam Qur'an Surat An Naba' (78) : 13, Allah SWT menjadikan matahari sebagai penerang atau sumber energi bagi alam raya, lalu menjadikan hujan dari awan (QS 78 : 14) dan dengan air hujan tersebut Allah menumbuhkan biji-bijian dan tumbuh-tumbuhan (QS 78 : 15) serta kebun-kebun yang rindang (QS 78 : 16).

Mauna Loa Observatory : tahun 1959 tercata konsentrasi CO2 316 ppm, dan tahun 2013 telah mencapai 400 ppm atau meningkat 27% pada kurun waktu setengah abad. Hal ini juga berarti 50% lebih tinggi sebelum era-revolusi industri

Sinar matahari sebagai sumber energi bagi alam raya sehingga suhu bumi bisa terjaga dan berbagai proses kehidupan bisa berjalan. Termasuk energi fossil tersebut juga berasal dari berbagai tumbuhan yang berphotosintesis pada masa lampau. Mengekstrak atau mengambil energi matahari sebagai energi telah menjadi perhatian manusia saat ini. Dengan cara apa seharusnya manusia mengekstrak energi matahari tersebut? Tidak lain yakni dengan menggunakan pohon-pohon melalui proses photosintesisnya untuk produksi biomasa. Pada energi fossil, proses geologi telah membuatnya terkonsentrasi dan menjadi deposit yang kaya, sedangkan pada energi terbarukan maka keberadaan sinar matahari menjadi sangat vital. Bahkan dari keberadaan berbagai pepohonan tersebut maka mata-mata air akan muncul lalu menjadi sungai-sungai. Pertanyaannya dimana di bumi ini lokasi bisa mendapat curahan matahari yang melimpah ruah dan terus menerus sepanjang tahun? Daerah tropis seperti Indonesia inilah lokasinya sehingga secara alamiah proses photosintesis bisa berjalan dengan optimal dan untuk lebih detailnya bisa dibaca di sini. Lalu mengapa Indonesia yang mayoritas muslim dengan lahan yang luas dengan curahan sinar matahari melimpah ruah tidak juga punya peran berarti pada era bioeconomy dengan energi terbarukan khususnya biomasa sebagai komoditas utamanya? Bukankah Allah SWT juga memerintahkan kita untuk memakmurkan bumi ini (QS 11:61)? Mari kita renungkan bersama.

Ditengah gencarnya efisiensi energi, proyeksi konsumsi energi secara global terus meningkat, yakni dengan kenaikkan 1,5% setiap tahunnya sejak 2012 hingga 2035. Energi terbarukan khususnya biomasa meningkat signifikan yakni lebih dua kali pertumbuhan energi nuklir dan lebih tiga kali pertumbuhan energi hidro. Sedangkan pertumbuhan konsumsi energi fossil hanya berkisar 1/6-nya. Hal ini menunjukkan era bioeconomy semakin terbuka.  Biomasa kayu dari pepohonan sudah menjadi sumber energi bagi masyarakat sejak jaman dulu dan dalam era-bioeconomy ternyata sejarah berulang. Amerika Serikat saat ini misalnya menggunakan 1% biomasa kayu untuk produksi listrik dan 2% di sektor industri. Bahkan baru-baru ini Amerika melalui department energinya (The US Department of Energy) mencanangkan produksi biomasa kering minimal 1 milyar ton pada 2040 dan misi tersebut ternyata juga mendorong negara tetangganya, yakni Kanada untuk mengembangkan program yang serupa. Sedangkan Finlandia dan Swedia bahkan telah mencapai hampir 1/5 dari sektor energinya menggunakan biomasa kayu yakni untuk produksi listrik dan sumber panas. Berbeda lagi dengan Italia yang terkenal sebagai pengguna biomasa kayu terbesar untuk sektor rumah tangga pada pemanas ruangan, untuk lebih detail bisa dibaca di sini. Sedangkan di Asia, Jepang dan Korea adalah dua negara yang mempelopori biomasa kayu secara massif. Korea dengan RPS (Renewable Portofolio standard) yang dicanangkan sejak 2012 telah mentargetkan penggunaan biomasa kayu 20% pada 2020. Jepang setelah tragedi PLTN Fukushima 2011 juga telah mendorong penggunaan biomasa kayu untuk sumber energinya. Pada umumnya negara-negara besar telah memasukkan biomasa sebagai kebijakan energinya atau secara umum dikenal dengan bioeconomy. Bagaimana Indonesia? Meski memiliki posisi strategis di katulistiwa dan tersedia tanah luas tetapi visi energi biomasa di Indonesia belum menggembirakan, karena hanya menempati porsi 3% dalam bauran energinya. Wood pellet adalah bentuk energi biomasa kayu yang sangat populer saat ini karena efisien dan mudah digunakan serta disimpan. Teknologi proses produksi wood pellet bisa dibaca di sini.

Pada dasarnya ada banyak energi yang bisa dihasilkan dari biomasa dan semua energi dari fossil juga bisa dihasilkan dari biomasa karena kesamaan unsur-unsur kimia penyusunnya. Mengapa unsur-unsur kimia penyusun biomasa sama seperti pada fossil? Kembali lagi karena asal muasal fossil tersebut dari biomasa dan seperti dijelaskan dalam firman Allah SWT dalam rangkaian QS 78 diatas. Hanya pada prakteknya belum semua biomasa saat ini diolah menjadi energi seperti fossil yang beraneka ragam termasuk berbagai bahan kimia, hal ini karena pada umumnya masih terkendala teknis dan ekonomis. Ditinjau dari bentuknya bentuk energi tersebut meliputi jenis padat, cair dan gas, antara lain wood chip, wood pellet, wood briquette, torrified wood, arang pada bentuk padat, lalu bioetanol dan biodiesel pada bentuk cair serta biogas dan syngas pada bentuk gas. Dan yang lebih penting bahwa penggunaan pepohonan sebagai sumber biomasa untuk energi sesuai dengan Al Qur'an dan untuk lebih detailnya silahkan dibaca di sini. Dengan mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (QS 3:190-191) tentu bukan hanya sekedar menjadi pemenang dalam era-bioeconomy tetapi lebih jauh meningkatkan iman dan takwa kepada-Nya yang memberi kebahagiaan dunia dan akhirat. Bagi yang tertarik diskusi dan mengelobarsi peluang ini sehingga terimplementasi silahkan menulis email : eko.sbs@gmail.com