Visi Besar Pabrik Kelapa Sawit : Tidak Hanya Menghasilkan Listrik Dengan Steam Turbine Generator Tetapi Juga Biochar dan Bio-Oil

Pada pabrik kelapa sawit, listrik dihasilkan dari steam turbine generator sehingga dibutuhkan unit water treatment untuk menyediakan air umpan boiler (boiler feed water) dan unit boiler untuk menghasilkan kukus (steam). Spesifikasi steam yang dihasilkan adalah superheated steam dengan tekanan 30 bar atau ekuivalen dengan suhu 240 C. Steam tersebut kemudian memutar turbine dan menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Steam yang keluar dari turbine dengan penurunan suhu dan tekanan tidak dibuang begitu saja, tetapi digunakan untuk steamming tandan buah segar (TBS) di sterilisizer. Dengan alasan itulah mengapa produksi listrik di pabrik sawit menggunakan steam turbine generator, walaupun sebenarnya menghasilkan listrik tidak harus menggunakan steam turbine tersebut. Ada sejumlah teknologi yang bisa digunakan untuk produksi listrik tersebut.

Bahan bakar boiler untuk produksi steam tersebut juga tidak menggunakan bahan bakar fossil tetapi menggunakan limbah pabrik sawit itu sendiri yakni (mesocarp) fiber dan cangkang sawit (palm kernel shell). Hal inilah yang membuat pabrik sawit sangat ramah lingkungan ditinjau dari penggunaan sumber energinya karena menggunakan bahan bakar biomasa yakni limbah padat berupa (mesocarp) fiber dan cangkang sawit (palm kernel shell) tersebut. Ditinjau dari aspek lingkungan penggunaan bahan bakar biomasa ini adalah carbon neutral, sehingga tidak menambah CO2 di atmosfer. Isu-isu lingkungan sangat marak saat ini karena sejumlah kerusakan lingkungan, hingga puncaknya perubahan iklim dan pemanasan global. Hal tersebut mendorong berbagai aktivitas industri untuk semakin memperhatikan aspek lingkungan tersebut.

Ketika pabrik sawit menggunakan limbah biomasanya sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik dan steam untuk operasional pabrik tersebut dan dihasilkan limbah atau residue berupa abu, maka itu adalah sesuatu hal yang biasa dan hampir dilakukan oleh semua pabrik sawit saat ini. Tetapi ketika perusahaan sawit tersebut memiliki visi lebih besar maka yang dihasilkan selain listrik dan steam adalah biochar, dan bukan abu. Mengapa biochar? Walaupun manajemen perusahaan sawit yang memisahkan divisi kebun dan pabrik lazim diterapkan tetapi dengan implementasi biochar juga diharapkan membuat hubungan timbal balik lebih baik. Saat ini buah sawit atau tandan buah segar disetor ke pabrik untuk diambil minyaknya, maka ketika biochar dihasilkan pabrik maka biochar tersebut akan disetor ke kebun untuk mengikatkan produktivitas sawit. Ketika perusahaan sawit akan mengoptimalkan produk CPO maka juga berarti memaksimalkan produktivitas buah sawitnya. Produktivitas buah kelapa sawit bisa maksimal jika aspek budidayanya maksimal juga. Biochar bisa digunakan untuk memaksimalkan pemupukan bahkan mereduksi pemakaian pupuk di kebun sawit yang jumlahnya mencapai puluhan milyar rupiah, untuk lebih detail bisa dibaca disini.

Adakah pabrik sawit yang berani menerima tantangan tersebut? Wallahu Alam. Tetapi perusahaan sawit yang memiliki visi besar dan memahami pentingnya meningkatkan produktivitas buah sawit yang sejalan dengan aspek lingkungan, semestinya tertantang dengan hal ini. Perusahaan-perusahaan sawit yang memiliki visi besar juga akan melihat ini sebagai solusi lingkungan (pro-planet) yang jitu. Hal ini karena selain berpengaruh positif pada produktivitas kelapa sawit, juga dengan aspek lingkungan. Aplikasi biochar adalah carbon negative, sehingga CO2 di atmosfer akan diserap ke dalam pori-pori biochar tersebut, sehingga mengurangi gas rumah kaca berupa CO2 di atmosfer. Ketika puluhan hingga ratusan bahkan ribuan ton biochar diaplikasikan di perkebunan sawit maka juga akan sangat banyak CO2 di atmosfer yang terserap ke dalam tanah. Biochar juga bisa bertahan puluhan bahkan ratusan tahun sehingga kandungan karbon di tanah meningkat atau tidak rusak seiring produktivitas kebun sawit tersebut.

Selain itu pada produksi biochar dengan pyrolysis kontinyu tersebut juga dihasilkan biooil yang juga bisa sebagai bahan bakar atau diolah menjadi berbagai biomaterial lainnya. Dengan karakteristik mendekati crude oil minyak bumi maka itu juga berarti semua material yang bisa diproduksi dari crude oil minyak bumi bisa diproduksi dengan biooil. Aplikasi lain biooil adalah untuk blending dengan minyak kapal (marine fuel oil). Produk cair lainnya berupa biomass vinegar, penggunaannya juga sangat mendukung di perkebunan sawit, yakni sebagai bio-insecticida maupun bio-pestisida. Hama tikus yang banyak menyerang buah sawit juga bisa ditanggulangi dengan biomass vinegar tersebut, untuk lebih detail bisa dibaca disini.

Kalium dan Klorin, 2 Unsur Perlu Perhatian Lebih Pada Wood Pellet

Sebagian besar pembangkit listrik saat ini menggunakan teknologi pulverized combustion yang beroperasi pada temperatur lebih dari 1400 C. Tingginya suhu operasi tersebut membuat persyaratan untuk bahan bakar yang digunakan cukup ketat, artinya tidak semua bahan bakar langsung bisa diterima. Bahan bakar pembangkit listrik tersebut standarnya dirancang dengan menggunakan batubara, sehingga apabila menggunakan bahan bakar biomasa bisa jadi akan membutuhkan modifikasi. Pada rasio cofiring kecil misalnya 5% pembangkit listrik tersebut besar kemungkinan bisa beroperasi secara standard tanpa modifikasi. Pertanyaan besarnya : mengapa pembangkit listrik teknologi pulverized combustion yang kapasitasnya bisa ratusan bahkan ribuan MW tersebut tidak langsung bisa menggunakan biomasa hingga 100% tanpa kendala? Hal itulah yang akan coba kita ulas pada tulisan dibawah ini. 

Perbedaan utama bahan bakar biomasa dengan batubara ditinjau dari pembangkit listrik tersebut adalah kimia abunya. Kimia abu batubara tersusun bahan anorganik yang memiliki titik leleh sangat tinggi dan cenderung tidak korosif terhadap logam-logam pada suhu tinggi. Hal ini membuat secara teknis bahan bakar batubara lebih friendly terhadap pembangkit listrik berteknologi pulverized combustion. Walaupun ditinjau secara lingkungan bahan bakar batubara kurang bersahabat karena fly ash banyak, limbah abunya tergolong B3 dan emisi SOx menyebabkan terjadinya hujan asam. Sedangkan tinjauan dari perubahan iklim dan pemanasan global, jelas batubara merupakan bahan bakar fossil dan merupakan carbon positive sehingga meningkatkan konsentrasi CO2 yang merupakan gas rumah kaca di atmosfer. Banyak negara saat ini yang dalam kebijakannya mengurangi bahkan menghilangkan penggunaan batubara.

Sedangkan bahan bakar biomasa memiliki kandungan kimia abu yang terdiri bahan anorganik yang memiliki titik leleh rendah dan cenderung korosif sehingga menjadi hambatan bagi teknologi pulverized combustion tersebut. Kalium adalah salah satu unsur kimia abu dalam biomasa yang menjadi sorotan utama, hal ini karena kalium memiliki titik leleh rendah dan dalam sejumlah biomasa jumlahnya cukup banyak. Abu kalium yang meleleh tersebut akan menutupi dan terdeposit pada pipa-pipa penukar panas pada boiler pembangkit tersebut. Deposit tersebut membuat efisiensi transfer panas menurun sehingga konsumsi bahan bakar akan meningkat. Hal tersebut diindikasikan dari temperatur cerobong meningkat yang berarti terjadi kehilangan panas yang besar. 

Mekanisme reaksi kimia korosi klorin

Unsur lain yang menjadi sorotan utama selain kalium yakni klorin. Klorin ini korosif dan ibarat hantu bagi pembangkit listrik pulverized combustion tersebut. Sifat korosif tersebut akan memperpendek umur pakai atau umur operasi pembangkit listrik tersebut, misalnya dengan kandungan klorin tinggi pada bahan bakarnya maka membuat umur operasi pembangkit listrik menjadi setengah atau seperempat dari yang seharusnya. Tentu saja hal tersebut sangat merugikan, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Di samping kedua hal diatas yang dianggap tidak menguntungkan dari penggunaan bahan bakar biomasa, tetapi seiring masalah kerusakan lingkungan berupa perubahan iklim dan pemanasan global, maka bahan bakar biomasa menjadi solusi masalah tersebut. Hal tersebut karena bahan bakar biomasa merupakan energi terbarukan , berkesinambungan (sustainable), carbon neutral dan berbagai manfaat lingkungan lainnya.

Bahan bakar biomasa yang sangat populer hari ini adalah wood pellet. Ketika ternyata wood pellet yang merupakan bahan bakar biomasa mengandung kalium (potassium) dan klorin tinggi maka menjadi kurang diminati bahkan ditolak oleh pembangkit listrik pulverized combustion tersebut. Para produsen wood pellet harus memperhatikan masalah ini jika segmen pasarnya pembangkit listrik. Memastikan produk wood pellet dengan kandungan klorin dan potassium sesuai persyaratan teknisnya menjadi keharusan para produsen tersebut. Ketika wood pellet terlanjur telah diproduksi tetapi spesifikasinya tidak bisa memenuhi persyaratan, maka perlu mengubah pasarnya atau memperbaiki kualitas wood pelletnya.

Pada dasarnya untuk mengatasi kandungan klorin dan potassium (kalium) tersebut bisa dengan dua cara yakni dari sisi produksi wood pelletnya maupun dari sisi penggunanya. Produsen wood pellet bisa memilih bahan baku yang bisa memenuhi spesifikasi yang diminta atau bahkan melakukan sejumlah treatment sehingga spesifikasinya bisa tercapai. Sedangkan dari sisi penggunanya yakni dengan menggunakan teknologi pembangkit listrik dengan suhu operasi lebih rendah sehingga masalah kalium dan klorin bisa direduksi bahkan dieliminasi. Teknologi pembangkit listrik dengan fluidized bed dan gasifikasi bisa sebagai solusi hal tersebut. 

Mengapa Tidak Produksi Wood Pellet Saja?

Mengetahui latar belakang sejarah, potensi dan karakteristik suatu bangsa akan memudahkan pengambilan kebijakan secara efektif dan efisien bagi bangsa tersebut. Tetapi apabila hanya mencontoh dari bangsa lain tanpa mempertimbangkan latar belakang sejarah, potensi dan karakteristiknya maka bisa dipastikan kebijakan yang akan diambil juga tidak efektif dan efisien. Betapa seringnya bangsa kita mencontoh kemajuan ekonomi suatu bangsa, tetapi tidak memperhatikan tiga poin penting diatas, sehingga hasilnya juga tidak optimal. Setiap negeri punya karakternya sendiri, sehingga kita tidak bisa mencontoh model pertumbuhan ekonomi negara lain secara membabi buta. Sebagai contoh : kita ikut-ikutan mengejar pertumbuhan ekonomi dari industri dan jasa, sebagaimana yang dilakukan oleh negara-negara maju, sedangkan sektor pertanian dan kehutanan malah menjadi rebutan negeri-negeri lain. Begitu juga tambang dan gas alam, sedangkan untuk minyak bumi kita saat ini malah menjadi negara pengimport. 

Negara tetangga, yakni Singapura yang penduduknya sedikit dan lahannya tidak seberapa, tentu saja sumber ekonomi yang menarik adalah sektor jasa. Demikian pula pada negara maju, yang selain memiliki banyak resources, setelah kebutuhan penduduknya terpenuhi, maka sumber pertumbuhan harus dikejar dari negeri lain. Maka mereka menggunakan sektor industri dan jasa untuk mengejar pertumbuhan tersebut. Lalu bagaimana dengan Indonesia?

Indonesia memiliki jumlah penduduk sangat banyak, 260 juta dan tanah yang luas dan subur. Iklim tropis dan tingginya curah hujan yang 3 kali rata-rata dunia membuatnya sangat potensial untuk produksi biomasa, baik nantinya untuk sektor pangan, energi atau lainnya. Kalau kita kaji dan analisis seberapa besar sektor pangan dan energi untuk 260 juta jiwa tersebut, kita akan tahu betapa besarnya nilai ekonominya. Lalu dengan mudah pula kita bisa menjawab, mengapa sampai negeri-negeri lain ramai-ramai rebutan sektor pertanian dan kehutanan di negeri kita ini.

Silahkan para pembaca membuat kalkulasi sendiri betapa banyak kebutuhan pangan (karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan mineral) begitu juga energi atau bahan bakar (untuk rumah tangga, industri, kendaraan hingga pembangkit listrik). Tentu nilainya akan sangat besar, ratusan milyar dollar bahkan ribuan milyar dollar. Belum lagi berapa banyak pemenuhan kebutuhan pangan dan energi tersebut dari negeri-negeri lain (import), misalnya berapa banyak import beras kita, import kedelai, import daging, import minyak bumi, import gandum dan sebagainya. Bagaimana jika barang-barang import tersebut kita subtitusi dengan memenuhi sendiri dan jangka panjangnya bisa swasembada atau berdaulat pada sektor pangan dan energi. Sementara puluhan bahkan ratusan juta hektar lahan tersedia, lalu tenaga kerja juga melimpah.

Akankah kita ikut-ikutan mati-matian untuk mengejar sektor pertumbuhan ekonomi  di sektor industri dan jasa, sedangkan produksi pangan dan energi kita bergantung pada negeri-negeri lain? Tentu saja tidak jawabannya. Akan mudahkah menghilangkan ketergantungan tersebut? Jawabannya juga tidak mudah. Pertama kita harus mengubah paradigma, bahwa kita bisa mandiri pangan (yang tentu bukan hanya karbohidrat saja) dan energi. Kedua, kita harus kembali menghidupkan sektor pertanian dan kehutanan, untuk mencukupi sektor pangan dan energi tersebut.

Di sektor energi, lahan-lahan tersebut bisa digunakan untuk kebun energi yang nanti kayunya untuk produksi wood pellet. Selain itu area perkebunan tersebut juga bisa digunakan untuk penggembalaan domba dan daun-daun dari kebun energi tersebut juga menjadi pakan bernutrisi tinggi bagi domba-domba tersebut. Domba-domba yang digembalakan akan menyebarkan kotorannya sebagai pupuk bagi kebun energi tersebut. Dengan kebun energi dan peternakan domba berarti selain menjadi solusi masalah energi juga solusi masalah pangan khususnya protein. Lahan-lahan yang awalnya tandus menjadi hijau kembali dan memberi manfaat ekonomi dan lingkungan.

Contoh kompor masak berbahan bakar wood pellet

Kembali ke jumlah penduduk Indonesia sebanyak 260 juta tersebut, tentu kebutuhan energi atau bahan bakar juga akan sangat besar juga. Dahulu tungku-tungku dengan kayu bakar banyak digunakan, saat ini hanya sebagian kecil daerah pedesaan yang menggunakannya karena telah beralih menggunakan gas LPG. Beberapa waktu lalu kompor minyak tanah juga populer digunakan sebelum gas LPG. Sehingga pada dasarnya tidak ada masalah menggunakan bahan bakar padat, bahan bakar cair maupun bahan bakar gas selama bahan bakar tersebut tersedia, harga terjangkau dan kompor juga tersedia. Ketika wood pellet diproduksi dimana-mana maka masalah kelangkaan bahan bakar akan teratasi. Hal ini karena kebun energi dan produksi wood pellet bisa dilakukan dimana saja, berbeda dengan gas alam yang sumbernya hanya di tempat-tempat tertentu. Mengapa tidak produksi wood pellet saja? Lahan luas, subur, iklim tropis, curah hujan dan tenaga kerja melimpah. Produksi wood pellet selain juga berbasis potensi wilayah, juga bisa sebagai model pertumbuhan ekonomi baru yang efektif dan efisien. 

Kontainer Masih Menjadi Pilihan Utama Export Wood Pellet Indonesia?

Kepuasan pembeli karena mendapatkan barang sesuai pesanannya, tidak rusak dan cacat, adalah faktor penting keberlangsungan suatu bisnis sehingga pembeli terus kembali dan membeli lagi (repeat order), yakni dengan membuat atau memperpanjang kontrak yang ada, bahkan dengan menambah kapasitas pembeliannya. Hal tersebut juga berlaku pada bisnis wood pellet. Upaya mendapatkan barang yang sesuai pesanan bagi pembeli salah satunya dengan menjaga barang tersebut sepanjang perjalanan dari berbagai kerusakan adalah hal penting salah satunya dengan memilih kemasan atau sarana atau jenis pengiriman wood pellet yang sesuai. Hampir semua export wood pellet Indonesia saat ini menggunakan kontainer atau peti kemas dengan wood pelletnya berada dalam jumbo bag lalu ditata atau disusun didalam kontainer tersebut. Beberapa menggunakan kemasan karung lalu menempatkannya dalam kontainer juga. Ada juga  dengan cara curah atau tidak dikemas dalam jumbo bag atau karung tetapi masih dalam kontainer. Penggunaan kontainer dipilih karena, pertama volume export wood pellet belum besar, kedua belum tersedia sarana penunjang yang memadai untuk export wood pellet jumlah besar secara curah. 

Wood pellet adalah produk yang sangat sensitif dengan air, sehingga proteksi atau menjaganya supaya terhindar dari air harus dilakukan untuk menjaga kualitas wood pellet tersebut. Dengan menempatkan wood pellet tersebut dalam kontainer maka proteksi dari air seperti air hujan bisa dilakukan, sehingga saat ini masih dijadikan pilihan utama. Lalu bagaimana untuk export wood pellet dalam jumlah besar apalagi rutin dilakukan setiap bulan? Perlu upaya extra saat ini apabila hendak menggunakan pengapalan curah ( bulk shipment), terutama untuk proteksi dari air tersebut. Apalagi pada musim penghujan. Curah hujan di Indonesia cukup tinggi dibandingkan negara-negara lain pada umumnya, yakni rata-rata 2700 mm/tahun atau tiga kali lebih tinggi dari rata-rata dunia yang hanya 900 mm/tahun. Curah hujan Indonesia lebih Indonesia lebih tinggi pula dibanding India (1.080 mm), Amerika (715 mm), China (645 mm), Brasil (1.750 mm), Argentina (591 mm) dan bahkan Thailand (1.625 mm). Hanya dua negara tetangga kita yang mampu melampaui curah hujan Indonesia yakni Malaysia (2.875 mm) dan Papua Nugini (3.140). Sedangkan negara-negara di kawasan Timur Tengah pada umumnya hanya memiliki curah hujan yang kecil seperti Yordania (111 mm), Qatar (74 mm), Arab Saudi (59 mm) dan Mesir yang hanya mendapatkan curah hujan 51 mm pertahun. Sehingga apabila pengapalan wood pellet curah akan dilakukan maka pada musim kemarau akan lebih mudah karena proteksi air lebih mudah dilakukan. Sebagai perbandingan kita akan melihat pengapalan cangkang sawit atau palm kernel shell (pks) yang juga bahan bakar biomasa telah banyak di export ke luar negeri terutama dengan pengapalan curah (bulk shipment).

Cangkang sawit tidak sesensitif wood pellet atau pellet fuel terhadap air, sehingga handlingnya juga tidak sesulit wood pellet. Ada tiga hal utama yang menjadi parameter utama cangkang sawit yakni kadar air, nilai kalor dan kadar pengotor (impurities). Terkait kadar air ini karena cangkang sawit tidak rusak karena air tetapi hanya menjaganya supaya tidak terlalu basah, sedangkan wood pellet yang merupakan produk industri dari pemadatan biomasa kayu-kayuan (biomass densification) akan rusak bahkan hancur akibat keberadaan air dalam jumlah tertentu. Mechanical interlocking yang terjadi sewaktu pemadatan tersebut akan terurai dan lepas karena keberadaan air yang banyak tersebut sehingga wood pelletnya hancur. Pada pengiriman cangkang sawit dari lokasi stockpile hingga pelabuhan export penggunaan kapal, penggunaan truck atau tongkang biasa dilakukan dan kadang-kadang hanya ditutup (sealed) dengan plastik yang tidak terlalu rapat. Pada wood pellet penutupan dengan plastik sewaktu menuju kapal pengangkut juga bisa dilakukan tetapi apabila tidak rapat akan rawan terhadap air terutama pada musim penghujan, ditambah lagi apabila pemuatan (loading) ke kapal dilakukan di tengah laut (transhipment) karena kapal tidak bisa bersandar di pelabuhan seperti biasa dilakukan di Kalimantan. 

Perbedaan tingkat toleransi terhadap keberadaan air antara cangkang sawit dan wood pellet tersebut, berimplikasi pada handling bahkan peralatan yang digunakan. Faktor cuaca (seperti badai) dan padatnya lalu lintas pelabuhan muat menambah kesulitan pemuatan (loading) wood pellet ke kapal tersebut. Hal tersebut membuat pengapalan wood pellet dalam jumlah besar dengan pengapalan curah (bulk shipment) masih sulit dilakukan, sehingga pengapalan dengan kontainer masih menjadi pilihan utama. 

Terminal wood pellet di Kanada, dengan silo-silo penampung wood pellet sementara sebelum pengapalan

Loading wood pellet dari silo ke kapal pengangkut

Terminal semen di pelabuhan 

Loading semen dari silo ke kapal pengangkut

Sebuah referensi lain yang bisa kita jadikan acuan adalah pengapalan curah semen. Semen adalah produk yang juga sangat sensitif dengan air, dengan adanya air maka semen akan menggumpal sehingga menjadi tidak bisa digunakan, sehingga proteksi terhadap air mutlak diperlukan. Jalur distribusi semen hingga pengapalan curahnya semua terlindungi dari masuknya air. Di jalan-jalan raya mudah kita jumpai truck-truck besar pengangkut semen curah melintas, lalu di sejumlah pelabuhan juga dibangun terminal-terminal semen berupa silo atau bin seperti menara-menara tinggi.  Ketika produksi wood pellet sudah massif maka infrastruktur atau peralatan pendukungnya juga hampir sama seperti semen dan hal tersebut saat ini juga sudah bisa kita saksikan di negara-negara produsen wood pellet seperti Amerika dan Kanada. Pada sisi pelabuhan penerima atau pelabuhan tujuan pengapalan tersebut peralatan yang memadai juga dibutuhkan untuk menangani bongkar muat (unloading) wood pellet tersebut. Untuk perbandingan, pada produk pellet pakan (feed pellet) dalam jumlah besar juga akan membutuhkan hal yang hampir sama untuk export pengapalan curahnya (bulk shipment). Lantas apakah bisa bahan bakar biomasa seperti wood pellet menjadi tahan air (hidropobik) seperti batubara? Jawabnya bisa yakni dengan teknologi torrefaction  sehingga produknys menjadi torrefied wood pellet. Torrefaction akan kita bahas lebih detail lain tulisan mendatang. InsyaAllah.   

Export Pellet Fuel Dan Kesuburan Tanah

Ada sejumlah kalangan yang mengkhawatirkan apabila export bioenergi khususnya pellet fuel dilakukan secara massif maka kesuburan tanah akan menurun atau tanah menjadi rusak. Mengapa mereka mengkhawatirkan hal ini? Karena pellet fuel yang dimaksudkan adalah EFB pellet atau pellet tandan kosong (tankos) sawit. Tankos sawit sebagai bahan baku EFB pellet atau pellet tankos sawit tersebut memang saat ini banyak yang diolah menjadi kompos atau pupuk organik padat yang digunakan lagi pada perkebunan sawit tersebut. Apabila tidak ada pupuk atau nutrisi bagi pohon-pohon sawit tersebut maka memang benar bahwa kesuburan tanah akan rusak. Limbah-limbah perkebunan sawit seperti pelepah dan daunnya juga bisa dijadikan kompos tetapi akan lebih sulit pertama, karena memerlukan usaha tambahan untuk mengumpulkannya, sedangkan tankos sawit adalah limbah pabrik sawit yang setiap hari dihasilkan pabrik tersebut dalam jumlah besar sehingga tidak perlu mengumpulkan lagi. Sementara pelepah dan daun sawit adalah limbah perkebunan tersebut yang tersebar atau berserakan di perkebunan itu sendiri. Kedua, tankos dari pabrik sawit memiliki kadar air tinggi karena sebelumnya dilakukan proses pengukusan (steamming) pada produksi CPO. Kadar air yang tinggi dari tankos sawit atau sekitar 60% membuatnya mudah dikomposkan karena material tersebut mudah busuk dan terurai menjadi kompos. Sedangkan pelepah dan daun pada umumnya kering, sehingga lebih sulit untuk dikomposkan.

Masalah diatas bisa diatasi dengan penggembalaan (grazing) ternak, terutama domba. Dengan penggembalaan maka rerumputan diantara pohon sawit menjadi pakan bagi domba-domba tersebut, kotoran ternak menjadi pupuk bagi pohon-pohon sawit dan dagingnya untuk konsumsi manusia. Dengan penggembalaan tersebut manusia bisa memproduksi daging dan memupuk perkebunan sawitnya dengan sangat ekonomis. Sebuah referensi success story tentang penggembalaan ini adalah Allan Savory seorang biologist dari Zimbabwe, yang konsep penggembalaan terencananya (Holistic Planned Grazing) yang telah diaplikasikan saat ini hingga sekitar 16 juta hektar di seluruh dunia atau sekitar dua kali luas perkebunan sawit kita. Ada sejumlah faktor Keunggulan penggembalaan domba dibandingkan sapi, yang bisa dibaca di link ini, ini dan ini.

Lalu bagaimana dengan pellet fuel dari biomasa kayu-kayuan atau wood pellet dari kebun energi? Pohon-pohon yang ditanam sebagai pohon kebun energi pada umumnya berupa leguminoceae yang akarnya mampu mengikat nitrogen (nitrogen fixing trees), sehingga bisa sebagai tanaman perintis dan bisa tumbuh hampir dimana saja termasuk di lahan-lahan tandus atau gersang. Pohon-pohon tersebut bahkan mampu menyuburkan tanah yang awalnya gersang atau bumi yang mati tersebut. Tetapi untuk mendapatkan produktivitas kayu terbaiknya tanah yang subur dan dirawat semestinya (walaupun perawatannya juga sangat mudah) harus dipenuhi. Penggembalaan domba secara terencana dan presisi adalah salah satu perawatan tersebut sekaligus kita akan memproduksi daging paling ekonomis. 

Belajar Dari Potret Kota-Kota Di Bumi Pada Malam Hari

Mari sejenak kita cermati photo satellite negeri kita di malam hari. Tampak hanya pulau Jawa yang gemerlapan, sedangkan pulau-pulau lain gelap dan hanya diibukota provinsi  saja yang menampakkan titik terang. Mengapa hal itu terjadi? Tentu saja karena pembangunan yang lebih berkembang atau infrastruktur fisik dan populasi penduduk yang jauh lebih banyak dari berbagai pulau di Indonesia. Diperkirakan lebih dari separuh atau sekitar 60% penduduk Indonesia berada di pulau Jawa. Titik-titik terang atau gemerlapnya kota-kota tersebut adalah indikator tentang kemajuan fisik di daerah tersebut. Pembangunan bisa sangat berkembang di Jawa karena tiga pilar ekonomi yakni modal, pasar dan produksi bisa berjalan secara cepat dan efisien. Ketimpangan pemerataan pembangunan tersebut tentu harus segera diatasi,tetapi bagaimana caranya?

Caranya adalah dengan melakukan penyebaran atau distribusi pembangunan melalui tiga pilar ekonomi diatas. Modal, pasar dan produksi harus masuk di pulau-pulau di luar Jawa dengan tingkat kecepatan dan efisiensi yang sama. Akselerasi tersebut bisa terjadi apabila banyak aktifitas bisnis yang dilakukan disana. Untuk menjalankan aktifitas roda bisnis yang banyak juga akan dibutuhkan banyak tenaga kerja, sehingga distribusi penduduk yang lebih merata juga dibutuhkan. Lantas bidang atau bisnis apa yang bisa dilakukan di luar Jawa sehingga pada waktunya juga tidak kalah gemerlapnya apabila dipotret satellite pada malam hari? 

Dengan luasnya tanah terhampar, iklim tropis dan curah hujan yang tinggi, maka industri berbasis agroforestry sangat tepat untuk daerah-daerah tersebut. Apalagi era bioeconomy sudah mulai nampak di depan mata. Produksi wood pellet adalah salah satu bisnis yang sangat cocok untuk era saat ini, dan yang penting untuk menarik tiga pilar ekonomi tersebut masuk ke daerah-daerah tersebut. Tanah-tanah luas tersebut digunakan untuk kebun-kebun energi sehingga produksi wood pelletnya bisa terus berproduksi secara berkesinambungan (sustainable). Apalagi dengan kondisi Indonesia sebagai nett importer atau pengimport minyak bumi untuk memenuhi kebutuhan dalam negerinya, maka produksi energi dari sumber terbarukan khususnya biomasa seharusnya mendapat perhatian lebih. Bahkan di Eropa energi dari biomasa mendapat porsi sekitar 70% dari total energi terbarukan. 

Tetapi dengan agroforestry atau wanatani ini masih ada yang kurang, yaitu sumber daging yang juga sangat kita butuhkan, sekaligus juga sumber pupuk untuk pepohonan (syajara) maupun tanaman-tanaman (zar'a) tersebut. Maka disinilah letak keindahan dan kelengkapan petunjukNya itu, yaitu Dia sisipkan ternak yang digembalakan diantara pepohonan dan tanaman-tanaman (QS 16:10).

Ternak yang digembalakan adalah sumber daging yang paling ekonomis karena tidak perlu kerja keras manusia untuk mencarikan atau membelikan pakannya. Ternak yang digembala juga menjadi sumber pupuk yang paling efisien, karena tidak memerlukan tenaga manusia untuk memproduksinya, mendistribusikannya hingga melakukan pemupukannya. Maka dengan solusi agroforestry plus grazing atau wanatani plus gembala ternak inilah yang menjadi solusi meningkatkan pertumbuhan ekonomi daerah-daerah 'gelap' di negeri kita. 

Sehingga dengan integrasi dengan peternakan domba, maka masalah pangan juga bisa secara bertahap diatasi. Konsumsi daging perkapita penduduk Indonesia yang rendah atau menurut FAO hanya 1/4 dari rata-rata penduduk dunia, yakni 10 kg/kapita/tahun (rata-rata konsumsi daging penduduk dunia 40 kg/kapita/tahun) perlu untuk ditingkatkan dengan menggenjot produksi dalam negeri, bukan malah menggenjot import daging, yang harganya juga semakin tidak terjangkau. Domba-domba tersebut juga akan menjadi harta terbaik, sekaligus mata rantai menyelamatkan bumi. 

Sebuah referensi yang menarik, kita akan mendapati dua negeri yang bangsanya sama, kondisi dan sumber daya alam relatif sama, tetapi perbedaan photo satellite malam hari sangat mencolok perbedaannya. Dua negeri itu adalah Korea Utara dan Korea Selatan. Mengapa hal tersebut bisa terjadi? Hal tersebut terjadi karena tiga pilar ekonomi di Korea Selatan bisa berkembang, sedangkan di Korea Utara yang dipimpin oleh rezim diktator komunis ketiga pilar tersebut dimatikan, bahkan tidak ada pasar disana karena dianggap bagian dari kapitalisme. Betapa faktor pemimpin yang adil sangat berperan untuk kemajuan bangsanya. Korea Selatan seolah tidak mau kalah dengan gemerlapnya Jepang di sebelah kanannya dan China di sebelah kirinya. 

Pada pemerintahan Islam di Madinah, Nabi Muhammad SAW bahkan membuat pasar sehingga tiga pilar ekonomi bisa berjalan dengan semestinya. Dengan adanya pasar maka barang-batang yang diproduksi bisa terserap dan dengan sendirinya modal akan mengalir dalam aktifitas tersebut. Pasar Nabi di Madinah tersebut bahkan mampu menumbangkan pasar Yahudi yang didalamnya banyak dilakukan praktek kecurangan dan kedholiman. Pasar seperti itulah yang seharusnya dibuat dan dijalankan baik untuk pasar kecil maupun pasar global sehingga keadilan ekonomi bisa terwujud. Bila pasar yang menjadi lokomotif kemakmuran dikuasai oleh umat, maka  gerbong-gerbong  kemakmuran  berikutnya  akan  mudah ditarik  yaitu  produksi  barang-barang  dan  jasa  untuk  memenuhi berbagai  kebutuhan  umat  ini.  Bila  pasar  dan  produksi  dikuasai, maka modal akan datang dengan sendirinya. Ketika keadilan ekonomi bisa terwujud maka photo satellite malam hari negeri-negeri di berbagai penjuru bumi akan nampak bergemerlapan. Hal tersebut juga karena sangat banyak pembangkit-pembangkit listrik bahkan hanya seukuran kulkas kita. InsyaAllah.

Masalah Abu Hingga Modifikasi Pembangkit Listrik Dalam Rangka Subtitusi Batubara ke Wood Pellet pada Pulverized System

Abu berbagai biomasa pada pembakaran menimbulkan sejumlah masalah tersendiri pada pulverized system. Hal itu karena pulverized system tersebut dibuat atau dirancang untuk membakar batubara. Bukankah pada batubara juga menghasilkan abu setelah pembakaran bahkan jumlahnya lebih banyak? Ya benar, tetapi kandungan kimia abu batubara berbeda dengan biomasa. Perbedaannya adalah abu batubara banyak mengandung logam berat seperti arsenic, cadmium, mercury, selenium, timbal, dan nickel yang memiliki titik leleh (melting point) yang tinggi sehngga tidak menimbulkan masalah pada pulverized tersebut, sedangkan abu biomasa terutama mengandung logam alkali seperti kalium/potasium dan alkali tanah yakni kalsium, yang memiliki titik leleh rendah sehingga menimbulkan masalah pada pulverized tersebut. Kadar atau kandungan abu batubara pada umumnya juga terpaut jauh dengan kandungan abu biomasa.

Ash Slagging : Deposit lelehan abu dinding air pada boiler atau secara umum pada radiant exposed surface di tungku pembakaran pada suhu diatas 1.000 C

High-temperature fouling (around 1000°C) sedangkan low-temperature fouling (300-600°C) biasanya terjadi pada pipa-pipa boiler

Masalah apa yang ditimbulkan oleh kimia abu biomasa tersebut? Ada beberapa masalah yang ditimbulkan oleh kimia abu tersebut pada pulverized system, yakni slagging dan fouling. Bagaimana menghindarinya? Ada beberapa cara menghindarinya, yakni pertama, menentukan prosentase yang tepat bahan bakar biomasa dalam pulverized system tersebut atau co-firing. Pada prosentase yang sesuai bahan bakar biomasa bisa digunakan bersamaan (co-firing) dengan batubara. Jenis bahan bakar biomasa juga menentukan prosentase-nya, misalnya wood pellet akan memiliki porsi lebih besar daripada agro-waste pellet. Kedua, yakni dengan melakukan modifikasi pada pembangkit listrik batubara tersebut sehingga bahkan bisa 100% dengan bahan bakar biomasa seperti wood pellet.

Pembakaran bahan bakar biomasa selain ramah lingkungan atau carbon neutral, emisi CO2 lebih sedikit, emisi SO2 juga sangat kecil, sangat sedikit bahkan tidak terjadi fly ash, dan abunya kaya kalium, dan phospur sehingga menjadi pupuk yang baik bagi tanaman. Sedangkan abu batubara sebaliknya dan bahkan dikategorikan limbah B3 karena kandungan sejumlah logam berat tersebut. Berdasarkan hal-hal tersebut wajar jika penggunaan bahan bakar biomasa terus ditingkatkan bahkan telah menjadi kebijakan pemerintah di sejumlah negara.

Entry point untuk penggunaan bahan bakar biomasa secara massif adalah dengan co-firing batubara. Modifikasi pembangkit listrik batubara tersebut telah menjadi peluang tersendiri, sehingga sejumlah perusahaan muncul untuk menangkap peluang tersebut seperti Ramboll dan Doosan Babcock. Sedangkan di Indonesia sepertinya masih cukup lama untuk menjadikan bahan bakar biomasa memiliki porsi yang besar sebagai sumber energi, khususnya pada pembangkit-pembangkit listriknya, karena belum ada kebijakan yang mendukungnya.

Di Biomasa-pun, Sejarah Kembali Terulang Bagian 2

Pasca revolusi industri manusia berlomba-lomba mengeksploitasi tambang batubara dan migas untuk bahan bakar berbagai mesin-mesin produksi dan pabrik-pabrik. Dengan "dugaan" ilmiahnya manusia beranggapan dan berargumentasi bahwa hanya dengan bahan bakar tersebut mesin-mesin produksi dalam berbagai industri bisa berjalan dan manusia bisa merasakan kesejahteraaan dengan berbagai sarana dan fasilitas hidupnya. Konsumsi bahan bakar tersebut digenjot, sehingga cadangannya semakin menipis. Disamping itu,  saat ini dalam rentang yang tidak terlalu lama, ternyata dampak dari "dugaan" ilmiah manusia tersebut sudah terasa, berbagai masalah lingkungan yang ditimbulkan ternyata tidak kalah hebatnya, yang bahkan bisa mengancam kehidupan manusia itu sendiri. 

Gambar diambil dari sini

Karena alasan itulah manusia sampailah pada kesimpulan bahwa konsumsi bahan bakar fossil harus dibatasi dan bahkan dihentikan, karena tidak ramah lingkungan dan tidak berkesinambungan (sustainable). Fenomena tersebut mirip dengan penggunaan pupuk kimia untuk pertanian. Pupuk kimia mulai marak digunakan di seluruh dunia pasca perang dunia II, karena juga menggunakan bahan-bahan sisa perang tersebut. Tidak sampai  70  tahun,  kini  pupuk-pupuk  kimia  banyak  sekali  ditentang karena  berbagai  alasan  seperti  dampak  terhadap  kesehatan
maupun dampak terhadap lingkungan.

Hal lain yang mirip lagi adalah rekayasa genetika yang menghasilkan tanaman  yang  dimodifikasi  secara  genetis (Genetically Modified  Crops). Pada kemunculan  pertamanya  tahun  1994  dipandang  sebagai  solusi pangan bagi dunia  – kini  belum juga berusia dua  dasawarsa sudah ditentang di mana-mana, karena muncul "dugaan" baru bahwa bisa jadi GM  Crops  ini  membawa  potensi  resiko  yang  sangat  besar  bagi kesehatan manusia dalam jangka panjang.

Berbagai upaya dilakukan untuk melepaskan dari jerat bahan bakar fossil tersebut, yang tentu juga tidak mudah dan menghadapi berbagai masalah, sehingga perlu dibuat tahapan yang sistematis dan realistis. Tidak kurang 23 konferensi iklim telah dilakukan dan diikuti oleh hampir semua negara di dunia. Prakteknya berbagai negara memiliki strategi yang berbeda-beda menyesuaikan dengan kondisi setempat. Energi terbarukan atau clean energy juga telah menjadi target PBB untuk direalisasikan bersama 17 target lainnya dalam Sustainable Development Goals (SDGs).

Padahal Allah SWT telah berfirman dalam Al Qur'an sekitar 14 abad silam, tentang penggunaan bahan bakar dari pepohonan sebagai sumber energi.QS Yaasiin : 80, QS Al Waqi'ah : 71-72, dan QS An Nuur : 35 dan untuk penjelasan lebih rinci bisa dibaca disini. Hanya dengan kembali kepada petunjuk-Nya dan meyakini Al Qur'an sebagai jawaban atas segala persoalan (QS 16 :89) maka dipastikan manusia akan selamat dan bahagia dunia akhiratnya. Pepohonan akan menjadi sumber energi masa depan. Kebun atau hutan energi menjadi salah satu skenario untuk penyediaan bahan bakar biomasa tersebut, terutama untuk produksi wood pellet. Konsumsi bahan bakar dari pepohonan tetapi mengabaikan aspek lingkungan itu sendiri juga akan mengakibatkan malapetaka lingkungan. Jangan sampai karena keserakahan manusia dengan eksploitasi berlebihan melampaui daya dukung lingkungan itu sendiri maka kerusakan alam malah semakin parah. Selain memberikan petunjuk penggunaan pepohonan sebagai sumber energi, Allah SWT juga memerintahkan kita sebagai pemakmur bumi-Nya (QS 11:61). Betapa lengkap dan indahnya petunjuk dari Allah SWT tersebut.

Meningkatkan Efisiensi Pengering Pada Pabrik Wood Pellet Dan Wood Briquette

Rotary dryer atau drum dryer adalah jenis pengering yang umum digunakan pada industri biomasa yakni pabrik wood pellet dan wood briquette. Keunggulan rotary dryer karena konstruksi sederhana, mudah dalam operasionalnya dan kapasitas pengeringan cukup besar. Ada 2 point penting yang harus diperhatikan pada penggunaan pengering rotary dryer:  1. Pola aliran pemanasan, single pass atau triple pass drum; 2. Type alat untuk kontrol emisi, seperti sistem multiple cyclone atau jenis lainnya. Kedua hal tersebut selain akan berpengaruh efisiensi pengering juga terkait aspek lingkungan. Dalam prakteknya di Indonesia hampir semua rotary dryer menggunakan single pass dengan aliran searah (co-current) dengan material yang akan dikeringkan. Multi-cyclone dengan cyclone juga berfungsi sebagai penampung sementara (temporary storage) juga banyak ditemui.

Sisi efisiensi lainnya yang bisa ditingkatkan yakni pada media pemanasnya. Hal ini karena konsumsi bahan bakar untuk pengeringan ini menghabiskan biaya yang cukup besar. Saat ini proses pengeringan pada rotary atau drum dryer yang beroperasi dengan kontrak langsung (direct-contact) antara panas gas buang (flue gas) dengan material yang dikeringkan seperti serbuk gergaji. Flue gas tersebut biasanya berasal dari pembakaran limbah-limbah kayu juga. Apabila lokasi pabrik tersebut banyak limbah-limbah biomasa yang bersifat curah (bulk material) seperti sekam padi, kulit kacang, cangkang sawit, cangkang mete dan sebagainya, maka efisiensi dengan teknologi gasifikasi bisa dilakukan.  Caranya yakni mengganti tungku pembakaran penghasil flue gas tersebut dengan gasifier atau sejak awal telah merancang rotary dryer dengan gasifier sebagai penghasil panasnya. Kenaikan efisiensi sebesar 20% bisa dicapai dengan menggunakan gasifier tersebut.

Heat gasifier tipe downdraft dan bekerja secara kontinyu akan cocok digunakan untuk sumber panas tersebut. Hal ini karena heat gasifier tidak membutuhkan unit pembersihan syngas yang rumit dan dengan tipe downdraft juga syngas akan lebih bersih karena tar yang dihasilkan jauh lebih sedikit dibandingkan tipe updraft.

Memasyarakatkan Wood Briquette Sebagai Bahan Bakar Terbarukan dan Ramah Lingkungan

Judul tentang pemanfaatan energi terbarukan dan ramah lingkungan, telah ramai menghiasi berbagai media cetak maupun elektronik pada saat ini. Ketersediaan energi fossil yang semakin menipis dan tidak berkelanjutan (sustainable) menjadi daya dorong utama untuk memberikan perhatian terhadap energi terbarukan. Seiring waktu dengan meningkatkan kebutuhan energi, maka tidak bisa dielakkan lagi energi terbarukan akan menjadi kebutuhan wajib pada waktunya. Biomasa ligno-celullose seperti kayu-kayuan adalah sumber berlimpah yang mudah didapat sekaligus juga mudah dibudidayakan untuk keberlanjutan pasokannya. Fakta tentang rendahnya penggunaan energi terbarukan seperti biomasa bisa ditinjau dari sejumlah faktor, antara lain kesadaran lingkungan yang masih rendah termasuk membiarkan tanah-tanah produktif tanpa hasil bahkan cenderung terjadi penggurunan (desertifikasi), rendahnya kesadaran untuk mandiri atau berdaulat di sektor energi sebagai salah satu kebutuhan vital, kurangnya atau lemahnya penguasaan teknologi untuk produksi energi terbarukan maupun pemanfaatannya sehingga berakibat tidak mampunya melihat potensi biomasa yang sangat besar di wilayah tropis seperti negeri kita.

Wood briquette adalah produk pemadatan (densifikasi) biomasa. Dibanding wood pellet, wood briquette kalah populer dan produksinya juga tidak sebanyak wood pellet. Secara teknis kualitas wood briquette tidak kalah dengan wood pellet, karena pada umumnya kepadatan (densitas) wood briquette lebih tinggi daripada wood pellet. Selain itu pada kulit wood briquette juga terjadi pengarangan sebagian yang membuatnya mudah dinyalakan. Ukuran wood briquette yang besar membuatnya tidak mudah mengalir atau dicurahkan seperti halnya wood pellet, yang bisa jadi faktor inilah yang membuat wood briquette kurang diminati. Pada dasarnya wood briquette mirip dengan kayu batangan seperti kayu bakar yang digunakan untuk memasak, dengan kepadatan kurang lebih 2 kali kayu keras sehingga untuk membakarnya juga bukan hal yang sulit. Sejumlah tungku yang biasa menggunakan kayu bakar akan mudah mnyesuaikan dengan wood briquette.

 

Wood briquette juga kurang publikasi dibandingkan wood pellet, sehingga wajar wood pellet lebih populer. Penggunaan wood pellet untuk berbagai industri juga sudah mulai marak seperti di industri  teh untuk proses pelayuan dan pengeringan daun teh itu sendiri. Kandungan antrakuinon juga akan sangat rendah apabila menggunakan wood pellet sebagai bahan bakar proses tersebut sehingga bisa diterima dengan baik produk teh tersebut untuk pasar Eropa khususnya. Karakteristik wood pellet yang bisa curah inilah inilah yang membuatnya banyak dipilih.

Kompor untuk memasak dan penghangat ruangan yang umum digunakan di Eropa seperti dua photo diatas yang bahan bakarnya berupa kayu bakar juga bisa diganti menggunakan wood briquette sehingga lebih efisien

Pada dasarnya wood briquette juga memiliki kegunaan yang sama, hanya sedikit modifikasi tungku mungkin dibutuhkan karena ukuran yang besar tersebut. Resume pemakaian biobriquette atau wood briquette bisa dibaca disini. Penggunaan wood briquette berikut penguasaan teknologi produksinya seharusnya lebih mudah dilakukan. Wood briquette telah lebih lama diproduksi di berbagai daerah di Indonesia, lebih dari 20 tahun lalu sebagai produk antara pada produksi sawdust charcoal briquette. Fabrikasi atau pembuatan peralatan produksinya untuk wood briquette juga telah 100% telah mampu diproduksi di dalam negeri, berbeda dengan wood pellet yang sebagian peralatan produksinya masih import.

 

Selain limbah kayu-kayuan tersebut, limbah perkebunan seperti tandan kosong sawit juga potensial didensifikasi atau dipadatkan baik menjadi pellet ataupun briket. Pada pabrik sawit kebutuhan energi baik panas dan listrik pada umumnya sudah bisa dicukupi oleh limbah sabut (mesocarp fiber) dang cangkangnya (palm kernel shell). Cangkang bahkan banyak sisa dan bisa langsung dijual karena bisa langsung digunakan untuk bahan bakar dan bisa curah seperti halnya wood pellet. Pabrik atau industri sawit besar yang tidak hanya memproduksi minyak mentah sawit atau CPO (crude palm oil) tetapi dengan berbagai produk turunan atau pemurnian/refinery untuk meningkatkan nilai tambah CPO tersebut akan membutuhkan banyak energi untuk proses produksinya. Gambar dibawah ini tentang skema pemurnian (refinery) CPO sehingga dihasilkan berbagai produk turunannya. 

Briket tankos bisa sebagai sumber energi refinery atau pemurnian CPO tersebut. Sebuah operasi pabrik sawit yang efisien dan zero waste dengan pemanfaatan optimal limbah-limbahnya untuk sumber energi bisa dilakukan dengan baik dengan mekanisme tersebut diatas. Abu dari pembakaran briket tersebut yang kaya akan kalium (K) juga bisa dipungut yang nantinya digunakan untuk pupuk organik pada perkebunan sawitnya.