Buah Kelapa Reject (Non- Standard) untuk Produksi Bioavtur / SAF

Organisasi penerbangan sipil internasional / International Civil Aviation Organization (ICAO) telah memasukkan kelapa non-standar di dalam positive list ICAO – ICAO document – CORSIA Default Life Cycle Emissions Values for CORSIA Eligible Fuels, Edisi ke-6 pada tanggal 28 Oktober 20024. Kelapa non-standar itu meliputi kelapa tua berukuran sangat kecil, sudah bertunas, mulai membusuk atau berjamur dan yang pecah. Berdasarkan data dari sejumlah riset bahwa jumlah kelapa non standar di Indonesia diperkirakan mencapai 30% dari produksi kelapa Indonesia. Kelapa non-standard juga menjadi potensi bahan baku untuk produksi bahan bakar penerbangan berkelanjutan / SAF (Sustainiable Aviation Fuel). 

Pada dasarnya bahan baku yang dicari untuk bioavtur SAF adalah trigliserida murni dan rantai karbon rantai panjang.Hal ini mengingat volatilitas bahan bakar jet, komponen yang lebih disukai adalah hidrokarbon dalam kisaran parafin C10 hingga C15. Lebih jauh, untuk memenuhi spesifikasi titik beku (-47oC), parafin ini harus banyak bercabang untuk mencapai titik beku rendah tersebut. Hal ini sehingga bio-avtur atau SAF tersebut harus memiliki ikatan atom karbon atau ikatan C direntang C10-C15, dan pada rentang tersebut minyak inti sawit dan minyak kelapa paling sesuai karena tingginya komposisi asam laurat yang terdiri 12 atom C.

Dengan tingginya kandungan laurat pada minyak inti sawit dan minyak kelapa maka yield akan tinggi karena kandungan minyak tersebut berada pada rentang bio-avtur yakni C10 - C15 . Hal ini berbeda apabila menggunakan vegetable oil yang rantai karbonnya lebih panjang misalnya CPO, minyak nyamplung atau minyak kanola. Apabila menggunakan minyak nabati dengan rantai panjang maka yield akan kecil dan perlu proses cracking extra untuk meningkatkan yield bioavtur atau SAF-nya. 

Dan karena yang digunakan untuk bahan baku bioavtur / SAF adalah minyak dari daging buah kelapa, sehingga air kelapanya bisa digunakan untuk produksi nata de coco atau air kelapa kemasan, lalu tempurung kelapa untuk produksi arang, briket arang atau arang aktif, sabut utk bahan bakar menghasilkan energi dan abu yang kaya kalium  untuk pupuk atau untuk media tanam (cocopeat) dan cocofiber. Sedangkan bungkil / ampas kelapa digunakan untuk pakan ternak. 

Blue Economy & Bioeconomy – Rumput Laut, Kelapa dan Nyamplung

Dengan garis pantai terpanjang kedua di dunia, berada di khatulistiwa sehingga beriklim tropis dan produsen kelapa terbesar di dunia maka menjaga dan terus mengembangkan kelapa sangat penting dan strategis bagi Indonesia, apalagi Indonesia yang sudah sejak dulu juga sudah terkenal dengan negeri nyiur melambai. Usia produktif pohon kelapa juga sangat panjang yakni 60 tahun sehingga bisa diwariskan lintas generasi. Pohon nyamplung yang mudah tumbuh dan banyak terdapat di kawasan pinggir pantai juga seharusnya dikembangkan, demikian juga potensi rumput laut juga harus ditingkatkan. Dengan perkembangan zaman untuk melakukan dekarbonisasi pada berbagai sektor kehidupan khususnya penggunaan energi terbarukan maka kelapa,nyamplung dan rumput laut bisa menjadi solusi jitu.

Minyak kelapa sama seperti minyak inti sawit (Palm Kernel Oil / PKO) memiiki kandungan asam laurat yang tinggi, sehingga sangat cocok untuk produksi Sustainable Aviation Fuel (SAF). Saat ini Indonesia sedang mencanangkan produksi SAF dari minyak sawit yakni minyak inti sawit tersebut menjadi 3% pada tahun ini (2026). Kebijakan ini dipercepat untuk mendukung target dekarbonisasi sektor penerbangan. Produksi minyak inti sawit berkisar 5 juta ton/tahun dengan penggunaan utama saat ini sebagai sangat beragam, mencakup industri makanan (margarin, cokelat, kue), kosmetik (sabun, sampo, lipstik), oleokimia (asam lemak, gliserol), hingga energi terbarukan (SAF)-masih tahap awal, serta produk non-makanan seperti pelumas. sedangkan potensi minyak kelapa sebesar 2,9 juta ton dengan penggunaan utama memasak (minyak goreng), industri makanan olahan (biskuit, margarin, es krim), kosmetik (sabun, sampo, pelembap), kesehatan (dikonsumsi langsung sebagai Virgin Coconut Oil (VCO)) dan farmasi (basis salep), perawatan kulit/rambut dan oleokimia. Mengapa minyak kelapa dan minyak inti sawit sangat cocok untuk produksi SAF, lebih detail baca disini.

Sebagai tambahan potensi bahan baku SAF dari kelapa bahwa di organisasi penerbangan sipil internasional / International Civil Aviation Organization (ICAO) telah memasukkan kelapa non-standar di dalam positive list ICAO – ICAO document – CORSIA Default Life Cycle Emissions Values for CORSIA Eligible Fuels, Edisi ke-6 pada tanggal 28 Oktober 20024. Kelapa non-standar itu meliputi kelapa tua berukuran sangat kecil, sudah bertunas, mulai membusuk atau berjamur dan yang pecah. Berdasarkan data dari sejumlah riset bahwa jumlah kelapa non standar di Indonesia diperkirakan mencapai 30% dari produksi kelapa Indonesia.  

Terkait kelapa, pemerintah semestinya membatasi atau melarang export kelapa bulat. Hal ini selain akan menghambat industri pengolahan kelapa dalam negeri juga lebih khusus pengembangan SAF tersebut, Selain itu upaya replanting kebun kelapa juga harus dilakukan. Luas kebun kelapa yang harus direplanting saat ini mencapai ratusan ribu hektar, seperti di Riau saja dengan area kebun kelapa 426.579 hektar (11,4% dari luas perkebunan di provinsi tersebut, lebih detail baca disini) perlu melakukan replanting kelapa 72 ribu hektar,  sedangkan kecepatan replanting sangat rendah sehingga produktivitas kelapa terus menurun. Sedangkan untuk pohon nyamplung dan rumput laut perlu sosialisasi hingga gerakan aksi nyata sehingga mampu memenuhi target produksi dan diharapkan. 

Sedangkan minyak nyamplung bisa dimanfaatkan untuk produksi biodiesel / FAME. Dari rencana pemerintah untuk meningkatkan campuran biodiesel dari B-40 ke B-50,ini berarti mensyaratkan minyak nabati khususnya minyak sawit menjadi hampir 60 juta ton/tahun. Sementara saat ini produksi minyak sawit mentah atau CPO berkisar 50 juta ton/tahun dan peningkatan 20% atau menjadi 60 juta ton/tahun tentu tidak mudah. Apalagi saat ini perluasan kebun sawit (ekstensifikasi) menjadi sorotan publik yang tajam dengan atensi publik yang luas. Sejumlah bencana alam khususnya dan terutama banjir Sumatera yang telah membawa korban jiwa ribuan manusia dengan ekstensifikasi kebun sawit sebagai tersangkanya, semakin menyulitkan upaya peningkatan produksi minyak sawit melalui perluasan lahan tersebut. Dan memang perluasan lahan (ekstensifikasi) tersebut harus selalu dalam koridor keberlanjutan / sustainibility, sehingga sawit bisa menjadi berkah dan bukan bencana.

Pohon nyamplung dengan produktivitas hampir sama dengan pohon sawit sangat menarik untuk dikembangkan untuk produksi biodiesel tersebut atau lebih praktisnya menambah 10 juta ton / tahun untuk mencapai proporsi B-50 tersebut. Sepanjang garis pantai Indonesia yang sangat panjang bisa sebagai lokasi perkebunan kelapa dan nyamplung. Selain itu dari rumput laut dari limbahnya juga bahan baku potensial untuk energi terbarukan tersebut, baik ethanol, biodiesel maupun SAF.

Sedangkan dari sektor rumput laut, selain untuk produksi agar, karaginan dan alginat yang banyak digunakan untuk produk pangan, dari limbah rumput laut bisa dihasilkan biofuel. Limbah industri rumput laut dapat mencapai 65-75% dari bahan baku segar yang diproses. Jumlah yang sangat besar ini seringkali terbuang sia-sia tanpa dimanfaatkan lebih lanjut yang dapat meningkatkan nilai tambah. Karena limbah rumput laut padat mengandung selulosa dalam prosentase tinggi dan hanya sedikit lignin, limbah ini berpotensi diolah menjadi bioethanol hingga bahan bakar penerbangan berkelanjutan (SAF). Rute proses yakni ATJ atau alcohol to jet fuel bisa digunakan untuk produksi bahan bakar penerbangan berkelanjutan (SAF) tersebut. Sementara ini limbah rumput laut biasanya dibuang di tempat pembuangan sampah, yang dapat menyebabkan masalah bau tidak sedap. Spesifikasi limbah industri dari spesies E. cottonii yakni kadar air 3,66%; abu 36,84%; protein 1,78%; karbohidrat 11,36%; selulosa 0%; hemiselulosa 12,86%; lignin 0%. Sedangkan spesifikasi limbah industri dari spesies Gracilaria sp. dan Gelidium sp.: selulosa 26,92%; hemiselulosa 16,11%; lignin 15,38%; abu 16,72%; kadar air 12,94%; NaCl 3,77%. 

Setelah usia produktif habis atau berakhir maka pohon kelapa dan pohon nyamplung tersebut ditebang. Batang pohon kelapa dan pohon nyamplung sangat cocok untuk kayu bangunan yang digunakan untuk perumahan. Hal ini sehingga akan menambah nilai ekonomi dan merupakan kebutuhan yang akan terus dibutuhkan. Bahkan upaya meningkatkan kualitas kayu juga bisa dilakukan dengan upaya rekayasa bahan kayu tersebut seperti dengan CLT (cross laminated timber) dan sebagainya. 

Dan seperti halnya sawit, baik kelapa dan nyamplung juga menghasilkan cangkang atau tempurung. Sama seperti halnya cangkang sawit yang bisa digunakan untuk bahan bakar demikian juga tempurung kelapa dan cangkang nyamplung. Bahkang cangkang sawit atau dikenal dengan PKS (palm kernel shell) adalah kompetitor utama wood pellet di pasar bahan bakar biomasa global. Tetapi karena kualitasnya tempurung kelapa lebih bagus atau lebih sesuai untuk produksi briket arang dan karbon aktif (activated carbon), maka umumnya tempurung kelapa dikarbonisasikan atau dibuat arang. Arang tersebut adalah produk antara atau bahan baku briket arang dan activated carbon tersebut. Lebih detail tentang produksi activated carbon dari tempurung kelapa baca disini. Sedangkan cangkang nyamplung karena belum banyak diproduksi maka pemanfaatannya juga masih terbatas, tetapi apabila jumlahnya besar seperti produksi cangkang sawit, maka bisa jadi akan seperti cangkang sawit, atau mungkin juga seperti pemanfaatan di tempurung kelapa. 

Selain itu baik produksi atau ekstraksi minyak kelapa dan minyak nyamplung akan dihasilkan bungkil. Bungkil kelapa dan bungkil sawit tersebut bisa sebagai pakan ternak, tetapi bungkil nyamplung butuh proses tambahan sehingga tidak beracun dan aman untuk pakan ternak tersebut. Pengembangan blue economy di pesisir laut Indonesia ini semestinya menjadi perhatian penting sebagai solusi ekonomi yang ramah lingkungan yang sesuai dengan kondisi dan potensi masyarakat Indonesia serta sejalan dengan concern masyarakat global untuk dekarbonisasi sebagai mitigasi perubahan iklim dan global warming. Selain juga mendukung ketahanan pangan dan pakan.   

Minyak Inti Sawit (PKO) dan Minyak Kelapa (CCO) Untuk Bio-Avtur (SAF)

Bio-avtur atau SAF (Sustainable Aviation Fuel) akan menjadi satu-satunya upaya dekarbonisasi pada sektor penerbangan hingga beberapa dekade ke depan. Tiga proses produksi terkemuka untuk produksi SAF yakni HEFA, FT dan ATJ.  Dan dari ketiga proses tersebut proses HEFA paling efisien dan paling kompetitif saat ini, diprediksi bertahan sampai 2030. Bahan baku atau feedstock untuk proses HEFA ini terutama adalah vegetable oil, used cooking oil/minyak jelantah, lemak binatang dan sebagainya. Proses HEFA juga telah disetujui oleh ASTM untuk digunakan sebagai bahan bakar penerbangan (bio-jet fuel) berdasarkan pada ASTM D7566-14. Pada tahun 2011 versi terbaru standard tersebut dipublikasikan bahwa memperkenankan hingga 50% produk bahan bakar penerbangan HEFA untuk ditambahkan pada bahan bakar jet konsensional atau bahan bakar dari minyak bumi (avtur). ASTM sendiri, sebagai suatu entitas, tidak memiliki wewenang atau menggerakkan proses pengembangan atau kualifikasi suatu teknologi SAF baru, melainkan hanya membuat kerangka kerja, proses, dan repositori  yang menjadi dasar bagi industri membuat metode pengujian, spesifikasi, klasifikasi, panduan, dan praktik untuk kebutuhan mereka sendiri. 

Bio-avtur atau SAF harus memiliki karakteristik dengan bahan bakar jet konvensional sehingga bisa digunakan dimana saja di seluruh dunia. Bahan bakar jet A terutama digunakan di AS dan jet A1 di seluruh dunia. Bahan bakarnya dapat dipertukarkan. Perbedaan utama antara kedua jenis ini adalah bahwa Jet A1 memiliki titik beku yang lebih rendah (-47oC, vs. -40oC) dan biasanya memiliki aditif penghilang statis (SDA) yang ditambahkan untuk membantu mengurangi penumpukan statis dalam bahan bakar selama penerbangan. Jet A1 adalah bahan bakar pilihan untuk penerbangan antarbenua. Mengingat volatilitas bahan bakar jet, komponen yang lebih disukai adalah hidrokarbon dalam kisaran parafin C10 hingga C15. Lebih jauh, untuk memenuhi spesifikasi titik beku (-47oC), parafin ini harus banyak bercabang untuk mencapai titik beku rendah tersebut. Hal ini sehingga bio-avtur atau SAF tersebut harus memiliki ikatan atom karbon atau ikatan C direntang C10-C15, dan pada rentang tersebut minyak inti sawit dan minyak kelapa paling sesuai karena tingginya komposisi asam laurat yang terdiri 12 atom C.  

HVO / HEFA - SPK (Hydro-processed Esters and Fatty Acids-Synthesized paraffinic kerosene) adalah parafin terbarukan (renewable paraffin) dengan sifat pembakaran yang mirip dengan parafin terbarukan lainnya seperti cairan Fischer-Tropsch, yang diproduksi melalui gasifikasi biomassa dan sintesis kimia. HVO / HEFA dapat diproduksi di fasilitas khusus yang menghasilkan 100% HVO, atau dapat diproses bersama (co-processing) dengan minyak fosil di kilang minyak. Dalam pemrosesan bersama, umpan berbasis bio yang biasanya 5-10% dicampur dengan umpan fosil. Proses HVO /HEFA selain untuk produksi renewable diesel (yang berbeda dengan biodiesel – FAME) juga dapat dimodifikasi untuk menghasilkan bio-avtur / SAF untuk aplikasi bahan bakar jet. AltAir Fuels memasok SAF berbasis HVO / HEFA dan memproduksi sekitar 13 juta liter per tahun.

HEFA diproduksi dengan hidrogenasi dan hidrocracking minyak nabati maupun lemak binatang menggunakan hidrogen dan katalis pada suhu dan tekanan tinggi. Pada hydroteating process ini, oksigen dilepaskan dari feedstock yang terdiri dari trigliserida dan / atau asam lemak ini. Hal ini akan menghasilkan hidrokarbon rantai lurus (paraffin) dengan berbagai properti dan ukuran molekul tergantung dari karakteristik bahan baku dan kondisi operasi proses yang dilakukan. Dengan tingginya kandungan laurat pada minyak inti sawit dan minyak kelapa maka yield akan tinggi karena kandungan minyak tersebut berada pada rentang bio-avtur yakni C10 - C15 . Hal ini berbeda apabila menggunakan vegetable oil yang rantai karbonnya lebih panjang misalnya CPO, minyak nyamplung atau minyak kanola. Apabila menggunakan minyak nabati dengan rantai panjang maka yield akan kecil dan perlu proses cracking extra untuk meningkatkan yield bioavtur atau SAF nya. 

Konversi ini biasanya melalui dua tahap yakni hydrotreatment lalu diikuti dengan hydrocracking/isomerisasi. Proses hydrotreatment ini biasanya dilakukan pada suhu 300 -390 C dan untuk treatment trigliserida, biasanya akan dihasilkan propana sebagai produk samping. Semakin banyak hidrogen ditambahkan semakin sedikit propana yang dihasilkan.  Produk akhir hidrokarbon rantai lurus tersebut bisa disesuaikan sesuai tipe bahan bakar tertentu misalnya untuk bio-avtur atau bio jet fuel atau SAF ini, yakni dengan isomerasi dan proses cracking tersebut. Hidrogen yang digunakan dalam produksi HEFA saat ini sebagian besar berasal dari sumber fosil atau blue hydrogen. Katalis untuk ini dapat berupa katalis hidroproses kilang sederhana (simple refinery hydro-processing catalysts). Katalis ini dapat disesuaikan untuk mengisomerisasi rantai parafin guna menurunkan titik leleh (melting point) produk. Jika perlu, tahap isomerisasi kedua digunakan untuk menjalankan tugas ini guna mencapai sifat aliran dingin bahan bakar jet yang dibutuhkan (jet fuel cold flow properties) yakni Jet A atau Jet A-1.

Saat ini Pertamina telah berhasil menghasilkan bio-avtur atau SAF dari minyak inti sawit atau olahan PKO yakni refined bleached deodorized palm kernel oil (RBDPKO) bernama bioavtur J2.4 atau mengandung bahan nabati berupa RBDPKO 2,4%. Produksi bioavtur ini dilakukan melalui metode co-processing Hydrotreated Esters and Fatty Acids (HEFA) dan memiliki kapasitas 9.000 barel per hari. Bioavtur J.24 tersebut telah sukses dilakukan uji terbang komersial pada pesawat Boeing 737-800 NG milik PT Garuda Indonesia (Persero) Tbk. (GIAA) pada 4 Oktober 2023. Dan untuk ke depan selain dari sekgi kuantitas yakni porsi minyak nabati (PKO) lebih besar bahkan juga penggunaan minyak nabati lainnya seperti minyak kelapa, minyak CPO, minyak nyamplung dan sebagainya, juga diharapkan kualitas bioavtur juga semakin baik . Selain itu ada juga rencana dari lembaga lain yakni produksi biovatur atau SAF dari minyak kelapa dengan kerjasama dengan Jepang.  

Dalam industri bahan bakar penerbangan, ASTM berfungsi sebagai standar internasional untuk kualitas bahan bakar jet, dan memainkan peran penting dalam memastikan keselamatan, kualitas, dan keandalan Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan (SAF).  ASTM menetapkan persyaratan untuk kriteria seperti komposisi, volatilitas, fluiditas, pembakaran, korosi, stabilitas termal, kontaminan, dan aditif, antara lain untuk memastikan bahwa bahan bakar tersebut kompatibel saat dicampur. ASTM International (American Society for Testing and Materials) adalah organisasi internasional yang mengembangkan standar teknis untuk berbagai bahan, produk, proses, sistem, dan layanan. Bahan bakar jet harus memenuhi spesifikasi kualitas yang ketat agar memenuhi syarat untuk digunakan dalam industri penerbangan.  

Ada beberapa standar dari ASTM terkait bahan bakar jet ini, yakni pertama, ASTM D1655: Ini adalah spesifikasi bahan bakar jet konvensional yang menetapkan persyaratan untuk Jet A dan Jet A-1 yang diproduksi dari minyak bumi. Spesifikasi ini telah digunakan secara global oleh industri penerbangan sejak tahun 1959 untuk memastikan ketersediaan bahan bakar jet yang aman dan konsisten untuk semua pesawat. Kedua, ASTM D4054: Praktik standar ASTM ini mendefinisikan cakupan pengujian properti bahan bakar, rig, dan mesin yang perlu dipertimbangkan saat mengevaluasi bahan bakar jet sintetis baru. Praktik ini juga menjelaskan keseluruhan proses evaluasi dan peran penting produsen mesin dan pesawat untuk memastikan catatan keselamatan bahan bakar jet yang baik dipertahankan dengan bahan bakar baru ini. Ketiga, Jalur ASTM D7566: Sesuai ASTM D4054, jalur mencakup definisi komponen pencampuran bahan bakar jet sintetis sebagaimana didefinisikan oleh: bahan baku yang diizinkan; proses konversi dan atributnya; dan karakteristik akhir dari komponen murni. Semua ini dirinci baik dalam isi D7655 maupun Lampirannya. Jalur tersebut juga akan menentukan persyaratan pencampuran.

Agar jalur produksi SAF baru dapat dimasukkan dalam D7566, bahan bakar tersebut harus menjalani pengujian ekstensif untuk menentukan rasio campuran maksimum dengan bahan bakar jet konvensional dan menunjukkan bahwa campuran tersebut sesuai dengan tujuannya. Prosedur ini diuraikan dalam ASTM D4054, ‘Praktik Standar untuk Evaluasi Bahan Bakar Turbin Penerbangan Baru dan Aditif Bahan Bakar’.

Setiap batch bahan bakar jet perlu disertifikasi sebelum digunakan. Sementara bahan bakar jet konvensional disertifikasi sebagai bahan bakar D1655 (atau turunannya), SAF murni disertifikasi sesuai persyaratan spesifikasi ketat yang tercantum dalam Lampiran D7566 yang terkait dengan jalur produksi SAF. SAF bersertifikasi D7566 dicampur dengan bahan bakar jet konvensional hingga rasio campuran maksimum yang diizinkan. SAF campuran tersebut kemudian disertifikasi sesuai dengan persyaratan campuran D7566, dan dengan demikian secara otomatis menerima sertifikasi D1655, sehingga sepenuhnya sesuai dengan Jet A/A-1 (‘bahan bakar drop-in’) dan siap digunakan dalam infrastruktur dan peralatan bahan bakar jet yang ada. Singkatnya, ASTM sangat penting bagi industri bahan bakar penerbangan karena merupakan dasar standar internasional untuk kualitas bahan bakar jet, dan SAF khususnya.