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.    

Membuat Biomass Pellet Fuel yang Boiler Friendly

Wood pellet dan Agro-waste Pellet

Biomass pellet fuel, baik yang berasal dari limbah pertanian (agro-waste) dan biomasa berkayu harus memenuhi spesifikasi teknis pada alat-alat atau teknologi penggunanya. Nilai kalor, kadar abu dan kimia abu  adalah beberapa parameter kunci pada kualitas bahan bakar biomass pellet tersebut. Limbah-limbah pertanian pada umumnya memiliki nilai kalor lebih rendah dan kadar abu lebih tinggi, sedangkan dari biomasa kayu-kayuan pada umumnya memiliki nilai kalor yang lebih tinggi dengan kadar abu lebih rendah. Nilai kalor dan kadar abu adalah dua hal saling berkait, semakin tinggi nilai kalor berarti semakin rendah kadar abu dan sebaliknya. Kimia abu dalam beberapa hal menjadi masalah untuk penggunanya. Kimia abu seperti Na (sodium/natrium), K (potassium/kalium), S (sulphur/belerang) dan Cl (chlorine) serta dalam beberapa kasus Si (silika) adalah beberapa kimia abu yang dipermasalahkan itu. Setiap biomasa baik limbah pertanian dan biomasa kayu-kayuan memiliki unsur-unsur kimia abu tersebut dalam level yang berbeda-beda.

Pipa-pipa boiler khususnya pada pembangkit listrik dengan pembakaran suhu tinggi (lebih dari 1.000 C) sangat peka terhadap kimia-kimia abu tersebut. Konsekuensinya bahan bakar biomasa pellet yang tidak memenuhi nilai kalor, kadar abu dan kimia abu yang dipersyaratkan maka akan ditolak sebagai bahan bakar boiler tersebut. Persyaratan bahan bakar pellet biomasa untuk pembangkit listrik adalah yang paling ketat dibandingkan yang lainnya, hal ini terutama karena operasional suhu tinggi dan kebutuhannya yang besar. Pada operasional suhu tinggi tersebut sejumlah unsur-unsur kimia abu akan meleleh, menjadi kerak dan bersifat korosif. Transfer panas dan keamanan proses tersebut akan terganggu. Hal ini sangat merugikan bagi pembangkit listrik yang bersangkutan. Sedangkan pada operasional boiler-boiler untuk industri baik skala kecil dan menengah maka suhu operasinya (berkisar 700 C) tidak setinggi pembangkit listrik, sehingga juga persyaratannya akan lebih longgar. Demikian juga untuk kebutuhan rumah tangga terutama pada pemanas ruangan pada musim dingin.       

Leaching adalah jenis proses yang digunakan untuk menghilangkan berbagai kandungan kimia abu yang tidak dikehendaki tersebut. Leaching pada biomasa untuk mendapat karakter kualitas bahan bakar yang dikehendaki juga telah banyak digunakan oleh sejumlah industri. Proses leaching dilakukan pada tahap awal proses produksi pellet biomasa tersebut. Jenis pelarut, waktu proses ataupun berbagai treatment lain akan bervariasi tergantung dari jenis biomasanya dan level target unsur kimia yang dikehendaki.

Photo diambil dari sini 

Kebun energi saat ini juga sudah banyak dikembangkan oleh berbagai pihak untuk mendapatkan suplai pasokan bahan baku yang stabil dalam jangka panjang. Kebun energi tersebut terdiri dari tanaman atau pohon rotasicepat (SRC) sehingga bisa kurang dari 1 tahun sudah bisa dipanen biomasa kayu-kayunya dan bisa trubus atau tumbuh lagi tanpa replanting hingga bertahun-tahun. Kaliandra adalah salah satu tanaman atau pohon rotasi cepat tersebut yang cocok untuk produksi wood pellet. Kaliandra yanng ditanam di Indonesia dengan iklim tropis memiliki banyak kelebihan antara lain karena kecepatan produktivitas kayunya. Tetapi pada umumnya tanaman rotasi cepat seperti willow, poplar dan sebagainya, begitu juga kaliandra memiliki beberapa kandungan kimia yang harus dikurangi atau dihilangkan untuk mendapatkan kualitas bahan bakar pellet yang bisa diterima khususnya pembangkit listrik. Penghilangan kimia tertentu dari biomasa tersebut dilakukan dengan cara proses leaching seperti penjelasan diatas. Pada akhirnya bahan bakar biomasa pellet ataupun wood pellet yang biomass powerplant boiler friendly bisa diproduksi.        

Produksi Wood Pellet Dari Kebun Energi Kaliandra

Skema produksi wood pellet dari kebun energi kaliandra :

Pemanfaatan Kulit Kayu (Bark) Untuk Energi, Pertanian dan Bahan Kimia

Photo diambil dari sini

Pada sejumlah industri pengolahan kayu seperti kayu lapis, barecore dan sebagainya limbah kulit kayu masih banyak yang belum dimanfaatkan. Kulit kayu tersebut bisa dimanfaatkan secara langsung sebagai sumber bahan bakar misalnya untuk pengeringan kayu itu sendiri dan inilah umumnya yang dilakukan saat ini, tetapi seringkali akibat jumlahnya yang berlebih ternyata tidak semuanya bisa termanfaatkan. Kulit kayu (bark) juga bisa digunakan untuk energi dalam bentuk lain, yakni dengan dibuat pellet seperti halnya wood pellet, tetapi karena nilai kalorinya tidak cukup tinggi akibat kandungan abu yang besar, maka cenderung dihindari. Pada proses produksi wood pellet untuk premium grade, kulit (bark) ini juga dipisahkan pada proses pengelupasan kulit (debarking) karena untuk mendapatkan kadar abu yang kecil yakni kurang dari 1%. Tentu ada banyak pilihan proses untuk memanfaatkan atau mengolah limbah kulit kayu tersebut, yang pada akhirnya dipilih adalah yang memberikan manfaat terbesar.

Hampir semua industri pengolahan membutuhkan energi baik berupa panas, listrik atau mekanik, sehingga kebutuhan energi sangat besar demikian juga usaha pertanian membutuhkan pupuk berkualitas tinggi untuk produktivitas hasil pertanian. Melihat potensi kebutuhan pasar yang besar tersebut maka pemanfaatan limbah kulit kayu sebaiknya diarahkan untuk kedua hal tersebut. Dengan (slow) pirolisis maka akan dihasilkan sejumlah produk yang bermanfaat dan bernilai ekonomi tinggi. Produk utamanya adalah arang, kemudian sejumlah produk samping yakni biooil, syngas dan pyrolysis acid (biomass vinegar) atau asap cair.  Arang selain bisa digunakan energi, tetapi karena kandungan abu-nya cukup tinggi penggunaan untuk pertanian lebih efektif. Arang pertanian (biochar)   memiliki banyak keunggulan pada pertanian, walaupun secara nutrisi arang (biochar) rendah tetapi kandungan karbon yang tinggi membuat material tersebut berpori-pori yang mampu menahan pupuk (slow release) dari pencucian, menjaga kelembaban tanah, menaikkan pH tanah dan rumah mikrorganisme penyubur tanah. Pada akhirnya penggunaan arang (biochar) untuk pertanian tersebut akan meningkatkan produktivitas dan kualitas hasil pertanian.

Sedangkan produk samping berupa biooil dan syngas, keduanya bisa langsung dibakar untuk menghasilkan energi. Pada tahap lebih lanjut biooil juga bisa dimurnikan menjadi grade bahan bakar yang lebih bagus seperti bensin atau solar (minyak diesel). Demikian juga syngas dengan diproses lanjut menggunakan katalis tertentu akan menjadi produk bahan kimia yakni metanol atau etanol. Bagaimana dengan pyrolysis acid (biomass vinegar)? Pyrolysi acid (biomass vinegar) atau asap cair pada porsi tertentu bisa digunakan untuk pengawet kayu, anti rayap dan pengental getah karet. Bau yang tidak enak pada karet akan sangat tereduksi drastis apabila menggunakan biomass vinegar sebagai bahan pengentalnya. Produk-produk tersebut juga lebih alami dan ramah lingkungan karena menggunakan bahan baku yang terbarukan, bukan dari sumber kelompok fossil. Pada prakteknya biasanya sejumlah bahan dari bahan baku fossil masih dibutuhkan dalam prosentase tertentu, tetapi secara bertahap tentu hal ini bisa dikurangi seiring kecenderungan penggunaan dari sumber terbarukan.

Sebuah pabrik pengolahan kayu yang efisien dan zero waste tentu menjadi idaman bagi pemilik pabrik. Zero waste juga sangat bagus dari perspektif lingkungan. Pemilik pabrik bisa mengintegrasikan pengolahan pemanfaatan limbah kulit kayu tersebut dalam sistem produksi yang sudah ada ataupun menjualnya ke pihak lain karena sudah cukup sibuk dan kewalahan dengan operasi harian yang dilakukan. Banyaknya limbah kulit kayu dari pabrik-pabrik pengolahan kayu yang belum termanfaatkan bahkan cenderung mencemari lingkungan dan prospek menarik dari produk-produk yang dihasilkan pengolahan limbah kulit kayu, bisa mendorong berbagai pihak untuk menjadikannya suatu usaha atau bisnis.  

Memanfaatkan Panas Limbah Untuk Produksi Listrik , Yang Digunakan Untuk Menjalankan Pabrik Wood Pellet

Sebagian besar industri pengolahan kayu membutuhkan proses pengeringan sebelum kayu tersebut diolah lebih lanjut, misalnya pada industri kayu lapis dan barecore. Pada proses pengeringan tersebut pada umumnya juga dihasilkan banyak panas limbah atau panas yang hilang dan terbuang percuma. Panas limbah tersebut sebenarnya bisa dimanfaatkan dengan teknologi ORC (Organic Rankine Cycle) yakni pembangkit listrik yang menggunakan fluida organik yang memiliki titik didih rendah sebagai penggerak turbinnya sehingga kebutuhan panas juga tidak besar. Semakin besar industri pengolahan kayu otomatis juga semakin besar volume kayu yang dikeringkan dan juga panas limbah yang dihasilkan.

Perbedaan utama ORC dengan pembangkit listrik pada umumnya (steam turbine) terletak pada fluida yang digunakan, yakni pada ORC menggunakan fluida organik yang harganya lebih mahal dibandingkan dengan hanya air sebagai bahan baku steam untuk penggerak turbin. Fluida organik yang biasa digunakan pada ORC adalah refrigerant R-123 dan keuntungan lain dari teknologi ini adalah pembangkit listrik bisa dibuat kapasitas kecil, mulai sekitar 500 KW. Sedangkan pada steam turbine kapasitas terkecil pembangkitnya dikisaran 5 MW atau sangat besar untuk kebutuhan industri pada umumnya. Saat ini juga teknologi ORC juga belum banyak dikenal apalagi untuk diterapkan di Indonesia. 

Pada industri pengolahan kayu seperti barecore dan kayu lapis juga dihasilkan banyak limbah kayu. Limbah kayu baik berupa serbuk gergaji, limbah planner dan potongan-potongan kayu adalah bahan baku untuk pabrik wood pellet.  Industri pengolahan kayu dengan kapasitas besar yang cocok untuk konfigurasi tersebut, yakni dengan produksi limbah kayu rata-rata diatas 3 ton/jamnya dan mampu menghasilkan listrik dari ORC diatas 500 KW. Penentuan kapasitas pabrik wood pellet 3 ton/jam adalah karena kapasitas minimal yang memberi keuntungan menarik.  Disamping itu untuk produksi wood pellet bahan baku limbah-limbah kayu tersebut juga perlu disesuaikan untuk produksi wood pellet baik ukuran maupun kekeringannya. Keuntungan dari limbah-limbah yang dihasilkan dari industri kayu adalah limbah-limbah tersebut memiliki tingkat kekeringan yang tinggi sehingga juga tidak memerlukan proses pengeringan untuk produksi wood pellet tetapi sebaliknya yakni  malah dibasahi dengan air sampai kadar air tertentu sehingga bisa digunakan untuk produksi wood pellet.  Skema konfigurasi pembangkit listrik ORC dan listriknya digunakan untuk produksi wood pellet tampak seperti skema dibawah ini.

Selain teknologi ORC, panas limbah (waste heat) yang dihasilkan dari pengeringan kayu juga bisa sebagai pembangkit listrik dengan teknologi stirling engine. Tetapi teknologi stirling engine saat ini hanya efektif baru sampai kapasitas 100 KW sehingga tidak cocok apabila digunakan untuk operasional pabrik wood pellet. Pemanfaatan panas limbah untuk produksi listrik dengan teknologi strirling engine mungkin lain waktu bisa kita bahas. Bahkan untuk pemanfaatan energi panas menjadi listrik pada skala kecil atau mikro juga dapat kita saksikan pada kompor masak, dengan menggunakan teknologi thermo-electric generator (TEG). Panas sebagai suatu energi tidak semestinya kita buang percuma tetapi harus dimanfaatkan pada berbagai hal yang bermanfaat. 

Ketika "Bahan Baku" Bioenergi Hanya "Dibuang" dan Membawa Bencana Tahunan : Sebuah Ide Sebagai Solusi Terhadap Masalah Kebakaran Hutan di Indonesia

Kebakaran hutan tidak hanya menjadi bencana lingkungan tetapi telah menjadi malapetaka kemanusiaan yang mengakibatkan sejumlah korban jiwa.Pihak-pihak yang sengaja membakar hutan secara tidak terkendali telah memperparah bencana tersebut.Ratusan ribu hektar hingga jutaan hektar hutan terbakar setiap tahunnya yang itu berarti ekuivalen dengan jutaan hingga miliaran ton biomasa hanya sirna akibat terbakar sia-sia. Padahal jutaan ton hingga miliaran ton biomasa tersebut sangat potensial untuk bahan baku berbagai energi terbarukan atau bioenergi. Dengan jumlah biomasa tersebut saja Indonesia bisa menjadi pemain utama energi terbarukan dunia khususnya wood pellet. Anehnya kejadian tersebut terjadi rutin atau terus berulang setiap tahunnya dan belum ada solusi jitu untuk mengatasinya. Sementara pada musim penghujan sejumlah daerah yang hutannya dibakar tersebut juga mengalami bencana banjir bahkan tanah longsor, jadi lengkap sudah penderitaan setiap tahun dan berulang dari masa ke masa.Tentu hal tersebut tidak bisa dibiarkan dan segera diatasi dengan memutus mata rantainya.

Dengan teknologi densifikasi (biomass densification), maka biomasa dari berbagai tanaman atau pepohonan tersebut bisa dijadikan pellet atau briket. Pellet dan briket adalah dua macam produk densifikasi atau pemadatan biomasa untuk energi yang sangat populer dan selain digunakan di industri dalam negeri juga untuk pasar eksport. Pemilahan (sorting) bahan baku adalah hal yang perlu dilakukan untuk mendapatkan produk pellet maupun briket berkualitas tinggi, yakni standard dan stabil. Pemilahan baku dilakukan antara lain dengan bahan baku kayu-kayuan (woody biomass) dipisahkan dengan bahan rumput-rumputan dan sebagainya. Komposisi yang konsisten ke mesin densifikasi harus terus diupayakan dan dipertahankan untuk mencapai kualitas tinggi tersebut misalnya komposisi kayu keras dan kayu lunak juga harus prosentase tertentu. Selanjutnya kayu-kayu tersebut dihancurkan atau disesuaikan ukuran partikelnya untuk teknologi densifikasi yang dipilih, biasanya akan seukuran serbuk kayu atau serbuk gergaji, lalu dicampur dengan rasio tertentu dan dicetak dengan kompresi tinggi menjadi pellet maupun briket.

Lalu bagaimana dengan limbah rumput-rumputan seperti alang-alang dan dedaunan? Biomasa jenis rumput-rumputan dan dedaunan juga bisa dijadikan sebagai pellet maupun briket, tetapi kualitasnya akan lebih rendah daripada bahan baku kayu-kayuan. Apabila masih bisa digunakan untuk pakan ternak seperti kambing atau sapi maka hal tersebut akan lebih baik dalam pemanfaatan limbah rerumputan dan dedaunan tersebut.

Sedangkan dengan teknologi (slow) pirolisis kontinyu maka semua limbah biomasa tersebut juga bisa terolah dan menjadi produk yang bermanfaat dan bernilai ekonomi tinggi. Produk arang adalah produk utama (slow) pirolisis ini karena memang paling sesuai untuk memaksimalkan produk padatnya. Arang tersebut selain bisa dimanfaatkan untuk energi, juga bisa untuk sektor pertanian yakni untuk membantu menyuburkan tanah. Untuk alasan efisiensi transportasi, mempermudah handling, penggunaan dan penyimpanannya arang tersebut juga didensifikasi (dipadatkan) menjadi pellet maupun briket. Ada sedikit perbedaan tentunya antara pemadatan serbuk kayu dengan arang karena karakteristiknya (sifat fisika-kimia) keduanya yang juga memang juga berbeda.

Arang pertanian (biochar) juga akan sejalan dengan tujuan untuk pertanian setelah lahan terbuka. Biochar atau arang tersebut mampu membantu menyuburkan tanah dengan cara menahan kelembaban, menahan nutrisi pupuk yang ditambahkan dari pencucian dan semacamnya serta mengaktifkan sejumlah mikroba tanah.  Pola pemilahan (sorting) bahan baku juga diterapkan pada teknologi ini untuk menghasilkan juga kualitas yang tinggi (standard dan stabil). Bahan baku kayu-kayuan pada umumnya adalah biomasa terbaik untuk berbagai pemanfaatan biomasa untuk energi. Sebagai contoh untuk menghasilkan kualitas arang tinggi dengan menggunakan bahan baku kayu-kayuan saja dengan komposisi antar jenis kayu tertentu juga.

Selain itu pada (slow) pirolisis juga akan dihasilkan produk gas (syngas), biooil (tarry liquid) dan pyrolysis acid (wood vinegar). Syngas bisa digunakan untuk bahan bakar pembangkit listrik maupun sumber panas berbagai keperluan. Hampir semua area yang mengalami bencana akibat kebakaran hutan juga mengalami kekurangan pasokan listrik sehingga pembangkit listrik didaerah tersebut akan sangat dibutuhkan. Biooil sebagai bahan bakar cair juga bisa dimanfaatkan untuk sejumlah industri bahkan bisa diolah lebih lanjut menjadi bahan bakar untuk kendaraan.Terakhir pyrolysis acid (wood vinegar) bisa digunakan sebagai insektisida pertanian.

Sedangkan skenario paling mutakhir adalah pembuatan torrefied fuel.Torrefied fuel ini dibuat dengan teknologi pirolisis juga tetapi dengan suhu (temperature) proses yang lebih rendah daripada proses pirolisis untuk produksi arang (biochar) atau biasa disebut teknologi torrefaksi (torrefaction/mild-pyrolysis). Banyak proses torrefaksi saat ini yang gagal karena kurangnya energi untuk proses torrefaksi itu sendiri. Kombinasi proses pirolisis dengan torrefaksi adalah paduan yang pas yang membuat kedua proses tersebut berjalan sesuai harapan. Pada proses (slow) pirolisiskontinyu yang berjalan secara auto-thermal (self-sustain) juga akan dihasilkan kelebihan gas (excess-syngas) yang bisa digunakan untuk bahan bakar atau sumber energi proses torrefaksi. Sama seperti sebelumnya pemilahan bahan baku juga diperlukan pada proses ini. Konfigurasi proses untuk torrefaksi ini salah satunya yakni, bahan baku berupa rerumputan dan dedaunan digunakan untuk pirolisis dengan hasil arang untuk pertanian dan bahan baku kayu-kayuan untuk bahan baku atau umpan torrefaksi.

Terakhir hasil torrefied fuel tersebut juga hampir semua lalu didensifikasi (dipadatkan) baik menjadi torrefied pellet maupun torrefied briket. Nilai kalor dan sejumlah sifat fisika-kimia (karakteristik) torrefied pellet/briket juga lebih baik dibandingkan wood pellet maupun wood briquette.Sejumlah negara-negara besar baik di Eropa, Amerika maupun Asia berlomba-lomba untuk menjadi pionir dan pemimpin dalam teknologi torrefaksi ini.Jepang adalah negara di Asia yang sudah mencanangkan torrefaksi ini dan saat ini telah menjadi topik yang panas disana, lebih lanjut bisa dibaca disini.

Berbagai ide dan skenario diatas bisa digunakan sebagai solusi untuk mengolah limbah biomasa pada saat pembukaan lahan, tentu dengan cara dipotong atau ditebang bukan dibakar. Jutaan ton hingga miliaran ton biomasa akan mampu diselamatkan dan bermanfaat dengan cara tersebut dan yang jelas bencana lingkungan yang menjadi sorotan dunia juga akan terhindarkan. Ketika hal tersebut telah mampu memberi solusi selanjutnya dalam jangka selanjutnya perbaikan praktek dan sistem pertanian atau perkebunan juga harus dilakukan sehingga bencana lingkungan lainnya yakni banjir di musim hujan juga supaya tidak terjadi. Kebun energi yang memiliki banyak keunggulan baik adalah salah satu solusi yang lain untuk menjaga keberlangsungan (sustainability) lingkungan daerah-daerah tersebut dalam jangka panjang selain juga mampu untuk meningkatkan aspek ekonomi daerah tersebut dengan produksi berbagai bioenergi.

Wood Pellet Ditengah Murahnya Harga Energi Dunia

Energi adalah salah satu kebutuhan vital bagi manusia, tanpa energi manusia akan menderita dan binasa.  Bentuk energi yang bermacam-macam itulah yang menopang dan memudahkan kehidupan manusia. Energi panas misalnya dibutuhkan untuk menjaga suhu sesuai kebutuhan, energi mekanik dibutuhkan untuk membawa suatu benda, energi listrik untuk penerangan, panas, juga penggerak berbagai motor listrik dan sebagainya. Matahari adalah makhluk ciptaan Allah SWT sebagai sumber energi utama bagi manusia  di bumi dan manusia bisa mendapatkannya secara gratis, sedangkan energi fossil yakni migas dan batubara menempati peringkat kedua yang manusia saat ini perlu membayar untuk bisa mendapatkan dan memanfaatkannya. Energi fossil inilah yang berabad-abad setelah revolusi industri pada pertengahan abad 19 menjadi primadona dan memiliki peran strategis dalam percaturan politik-ekonomi dunia (geopolitik-geoekonomi). Sampai hari ini dan diproyeksi hingga beberapa dekade ke depan energi fossil khususnya migas (BBM) akan mendominasi kebutuhan energi manusia di dunia.

Ketersediaan energi yang murah dan berlimpah adalah harapan dan cita-cita bagi semua manusia. Apabila manusia bisa mendapatkan energi dengan harga murah apalagi dengan kualitas baik tentu manusia akan memilih hal tersebut. Gas adalah jenis bahan bakar terbaik karena mampu terbakar lebih sempurna (secara teoritis/stoikhiometris dan praktis) diikuti dengan bahan bakar cair, selanjutnya bahan bakar padat.  Perkembangan teknologi terbaru telah membuat negara adidaya saat ini yakni Amerika Serikat mampu untuk memproduksi (mengekstraksi) migas dalam jumlah besar dari dalam perut buminya. Teknologi pengolahan minyak serpih (shale gas) yang sudah ekonomis membuat diprediksi oleh IEA (International Energy Agency) bahwa dalam tahun 2017 Amerika Serikat akan mampu menandingi produksi minyak mentah dari Arab Saudi. Sesuatu hal yang tidak pernah diduga sebelumnya, sehingga Amerika Serikat selain telah menjadi produsen migas juga dalam waktu dekat akan menjadi 'raja' eksportir migas (raja minyak baru) tersebut, yakni dengan produksi minyak mentah 11,1 juta barrel perhari (1 barrel = 158,9 liter) atau 500.000 barrel perhari diatas kapasitas Arab Saudi hari ini dan diperkirakan meningkat menjadi 13,1 juta barrel per hari pada 2019 dan mampu stabil selama 10 tahun. Bahkan analisa terakhir mengatakan bahwa pada tahun 2020 shale gas bisa menyediakan hingga setengah pasokan gas Amerika Serikat. Hukum pasar berlaku yakni ketika supply meningkat dan demand relatif tetap, maka harga akan turun, sehingga harga minyak mentah pada 2013 dikisaran 90 USD/barrel saat ini hanya berada dikisaran 30 USD/barrel-nya. Konsekuensi lainnya adalah jatuhnya harga batubara dari USD 192 per metrik ton pada Juni 2008 menjadi USD 96 per metrik ton pada September 2012, hal ini dikarenakan banyak industri yang beralih menggunakan migas karena harganya murah yang sebelumnya menggunakan batubara. Batubara dianggap bahan bakar kotor karena masalah abu dan tingginya emisi karbon. Shale gas menghasilkan emisi karbon yang secara signifikan lebih sedikit dibandingkan dengan batubara (shale gas mengeluarkan sekitar setengah dari emisi karbon batubara).

Revolusi shale gas akan mampu mendongkrak ekonomi Amerika keluar dari krisis ekonominya karena bisa menciptakan jutaan lapangan kerja baru. Potensi shale gas yang sangat berlimpah memang potensi luar biasa tetapi masih terlalu dini bahwa shale gas menjadi salah satu faktor penentu di pasar energi global. Setelah Amerika Utara bisa diperkirakan potensi sekitar 1.000 triliun kaki kubik shale gas yang cukup memasok kebutuhan gas alam Amerika Serikat selama 50 tahun atau lebih, tidak mau kalah China juga mengklaim potensi cadangan shale gas yang katanya lebih besar dari AS dan berambisi untuk memproduksi 100 miliar kubik gas sebelum 2020. Sedangkan Indonesia diperkirakan memiliki potensi 1000-2000 triliun kaki kubik shale gas sehingga ada potensi Indonesia menjadi negara dengan potensi shale gas terbesar di dunia.  Tentu hal tersebut akan berdampak positif apabila pengelolaannya sesuai amanat UUD 1945 dan ancaman terjadinya krisis energi akibat ketergantungan dari bahan bakar impor juga teratasi. Pergeseran peta geoenergi nantinya juga akan berdampak terhadap kebijakan energi di berbagai negara yang berimbas juga terhadap harga komoditas baik gas maupun minyak bumi.

Dalam sejarahnya Amerika Serikat juga tidak serta merta bisa mengekstraksi minyak serpih tersebut secara tiba-tiba. Perjalanan panjang dengan berbagai ujicoba telah mereka lalui sebelum kesuksesannya hari ini. Shale gas ini pertama kali diekstraksi di Fredonia, New York tahun 1821. Namun produksi shale gas untuk industri baru dimulai pada tahun 1970-an akibat perang Yom Kippur. Perang Yom Kippur pada awal 1973 ini menyebabkan krisis energi ketika anggota OAPEC (Organization of Arab Petroleum Exporting Countries) –Mesir dan Syria juga anggota OAPEC menyatakan embargo minyak. Pada akhir 1974 harga minyak dari 3 USD per barrel menjadi sekitar 12 USD per barrel. Krisis minyak tersebut menyebabkan tekanan politik dan ekonomi global yang sifatnya jangka pendek dan juga jangka panjang. Selanjutnya pada tahun 1979 terjadi krisis minyak kedua di Amerika Serikat sehingga minyak menjadi 39,50 USD per barrel. Pada rentang tahun 1970an tersebut Amerika Serikat juga memulai produksi shale gas pada skala industri karena tuntutan pemenuhan energi terutama dalam negerinya termasuk riset dan pengembangan energi baru seperti biomasa. Tetapi dari serangkaian ujicoba, pengeboran shale gas hingga era 1980 masih belum ekonomis. Baru pada tahun 1988, Mitchell Energy menemukan teknologi slick-water fracturing yang ekonomis. Shale gas yang sebagian besar juga terdiri atas metana merupakan gas alam non konvensional. Jika pada lam konvensional yang biasanya ditemukan di cekungan lapisan bumi pada kedalaman kurang lebih 800 m atau lebih, maka shale gas terdapat di lapisan bebatuan (shale formation) di kedalaman lebih dari 1500 m. Lapisan bebatuan (shale formation) tersebut kaya akan material organik sehingga dapat menjadi sumber energi.

Energi terbarukan diantaranya dari biomasa seperti wood pellet dan wood briquette juga merasakan dampak juga terkait murahnya harga minyak mentah dunia tersebut. Energi terbarukan seperti wood pellet dan wood briquette yang juga telah lama sulit bersaing dengan batubara, dan dengan tersedianya shale gas yang murah, ini bisa memperburuk di sektor energi terbarukan tersebut. Bahkan sebagian dari energi terbarukan sebagian juga masih dalam penelitian dan pengembangan sehingga masih membutuhkan banyak insentif sebelum mencapai pada level komersialnya. Ketika sebagian besar sumberdaya digenjot untuk produksi energi migas, hal ini juga semakin berakibat berkurangnya perhatian atau perlambatan pada sektor energi terbarukan. Berbagai rencana strategis seperti bauran energi nasional (national energy mix policy) suatu negara bahkan level global ternyata juga bisa berubah akibat temuan teknologi untuk mengekstraksi (memproduksi) minyak serpih (shale gas) tersebut.

Tinjauan aspek lingkungan-lah yang akhirnya tetap mendukung pengembangan dan penggunaan energi terbarukan. Minyak serpih (shale gas) adalah bahan bakar karbon positif (walupun pembakaran gas menghasilkan emisi karbon lebih sedikit) sedangkan penggunaan energi terbarukan adalah sumber energi atau bahan bakar karbon netral. Tidak dipungkiri juga bahwa dalam pengeboran shale gas diperlukan air dalam jumlah besar dan menghasilkan limbah air (dan kimia) yang juga membutuhkan penanganan lebih lanjut. Selain itu potensi terjadinya kebocoran gas metana dari sumur shlae gas yang bisa menurunkan efek pengurangan karbon dioksida dan manfaat iklim dengan beralih dari batubara ke shale gas.

Walaupun kebijakan lingkungan dari berbagai konferensi tingkat dunia terkesan pasang surut dalam implementasi energi terbarukan sebagai solusi mitigasi bencana perubahan iklim dan pemanasan global, tampaknya sebagian besar negara-negara tersebut masih berkomitmen untuk melanjutkan berbagai kebijakan lingkungan yang dibuatnya. Pilihan sulit antara bahan bakar murah tetapi merusak lingkungan atau lebih mahal tetapi memperbaiki bumi dan berkesinambungan akan menjadi polemik yang terjadi erus menerus. Perusakan hutan tropis di berbagai wilayah Indonesia ternyata terus berlangsung tanpa dapat dikendalikan. Diduga setiap detiknya terjadi penebangan hutan tropis seluas lapangan bola, sehingga setiap tahunnya terjadi pembukaan hutan tropis sekitar 150.000 kilometer persegi (15 juta ha). Keserakahan manusia untuk ekspoitasi  sumber daya alamnya untuk mendorong laju pertumbuhan ekonomi akan dihadapkan berbagai bencana lingkungan apabila tidak terkendali.