Operasional Pabrik Sawit dengan Integrasi Pirolisis dan Unit Biogas untuk Zero Waste, Memaksimalkan Profit dan Berkelanjutan

Tujuan pabrik sawit  sehingga zero waste, profit maksimal dan berkelanjutan bisa tercapai salah satunya dengan integrasi pirolisis dan unit biogas. Hal ini karena hampir semua limbah padat dan limbah cair dari pabrik sawit bisa diolah menjadi produk-produk yang dibutuhkan pada industri sawit tersebut, baik di pabrik sawitnya untuk produksi CPO, maupun di perkebunan sawitnya untuk produksi TBS. Dengan pirolisis, limbah padat akan diubah menjadi biochar dengan excess energy berupa syngas dan biooil untuk bahan bakar boiler. Biochar sebelum diaplikasikan ke tanah-tanah perkebunan atau pertanian dimanfaatkan terlebih dahulu untuk meningkatkan produksi biogas.

Produk biogas selanjutnya juga bisa untuk bahan bakar boiler pabrik sawit bersama dengan syngas dan biooil tersebut. Dengan cara itu maka cangkang sawit (Palm kernel shell/PKS)100% bisa dijual atau bahkan diexport sehingga memberi tambahan keuntungan bagi industri sawit yang bersangkutan. Dimana saat ini pada umumnya 30- 50% cangkang sawit digunakan untuk bahan bakar boiler dicampur dengan sabut (mesocarp fiber) dan sisanya dijual atau dieksport tersebut. Produksi biochar dengan pirProduk biogas selanjutnya juga bisa untuk bahan bakar boiler pabrik sawit bersama dengan syngas dan biooil tersebut. Dengan cara itu maka cangkang sawit (Palm kernel shell/PKS)100% bisa dijual atau bahkan diexport sehingga memberi tambahan keuntungan bagi industri sawit yang bersangkutan. Dimana saat ini pada umumnya 30- 50% cangkang sawit digunakan untuk bahan bakar boiler dicampur dengan sabut (mesocarp fiber) dan sisanya dijual atau dieksport tersebut. Produksi biochar dengan pirolisis bisa memanfaatkan sabut (MF) dan tandan kosong sawit (EFB). Skema integrasi seperti dibawah ini : 

Pemakaian biochar pada lahan-lahan perkebunan dan pertanian akan menghemat atau mengurangi penggunaan pupuk kimia. Dan lebih khusus lagi pada perkebunan kelapa sawit bahwa operasional terbesarnya adalah penggunaan pupuk kimia tersebut. Apabila penggunaan pupuk kimia bisa dikurangi maka akan terjadi penghematan pada biaya pupuk. Selain itu juga akan memberi manfaat lain bagi lingkungan atau mengurangi dampak lingkungan berupa meminimalisir limbah akibat pemakaian pupuk kimia yang berlebihan. Biochar akan membuat pupuk kimia menjadi slow release sehingga efisiensi penggunaan pupuk atau NUE (Nutrient Use Efficiency) akan meningkat dan apalagi biochar plus pupuk organik dari residue biogas maka pupuk kimia untuk kemampuan slow release akan semakin meningkat sehingga NUE semakin tinggi. Selain itu produk samping pirolisis lainnya yakni pyroligneous acid juga sangat bermanfaat bagi perkebunan sawit untuk pupuk orhabik cair dan biopestisida.  

Selain itu pendapatan lain yang bisa didapatkan adalah dari carbon credit atau BCR (biochar carbon removal) credit. Apalagi carbon credit ini saat ini juga menjadi motivasi kuat bagi para produsen untuk produksi biochar tersebut. Dan untuk bisa mendapatkan carbon credit tersebut produsen biochar harus mendaftarkan ke lembaga karbon standard dan mengikuti metodologinya. Beberapa lembaga karbon standar yang popular antara lain Puro Earth, Verra, dan CSI. Sedangkan untuk produksi biogas juga bisa mendapatkan carbon credit dari mekanisme methane avoidance, tetapi harga biogas dari methane avoidance biasanya lebih murah daripada carbon credit carbon removal atau carbon sequestration dengan biochar. Tetapi tentu kedua-keduanya bisa diakumulasikan dan memberi keuntungan lebih besar.

Potensi operasional pabrik sawit dengan integrasi pirolisis dan unit biogas untuk zero waste, memaksimalkan profit dan berkelanjutan sangat besar dan diprediksi akan menjadi trend karena keuntungan financial sejalan dengan keuntungan / manfaat lingkungan. Apalagi masalah-masalah lingkungan dan keberlanjutannya saat ini telah menjadi perhatian dunia. Dengan luas lahan sawit sekitar 17 juta hektar dan 5,5 juta hektar di Malaysia, maka potensi limbah biomasa khususnya EFB dan mesocarp fiber untuk produksi biochar dan juga limbah POME untuk produksi biogas sangat melimpah. Sedangkan secara global luas kebun sawit mencapai hampir 27 juta hektar. Pada tahun 2024 tercatat bahwa produsen top CPO Dunia yakni Indonesia 56% lalu Malaysia 26% dan Thailand 5%. Ada lebih dari 1.000 unit pabrik sawit di Indonesia dan sekitar 500 unit di Malaysia. 

Beli Wood Pellet atau PKS (Palm Kernel Shell) ?

Kebutuhan bahan bakar biomasa sebagai upaya dekarbonisasi karena merupakan bahan bakar terbarukan yang netral karbon semakin meningkat. Dua bahan bakar biomasa yang populer di dunia dan bersaing ketat yakni wood pellet dan cangkang sawit (PKS / palm kernel shell). Pada kondisi biasa atau tidak terjadi lonjakan permintaan harga wood pellet biasanya lebih mahal dibandingkan PKS. Hal ini bisa dimaklumi karena produksi wood pellet membutuhkan upaya lebih dibandingkan PKS. Produksi wood pellet membutuhkan sejumlah peralatan dengan investasi yang mahal, sedangkan PKS hanya membutuhkan minim peralatan yakni hanya mesin screening / ayakan saja.  

Tetapi bagaimana jika harga wood pellet dan PKS hampir sama atau bahkan PKS malah lebih mahal ? Hal ini bisa terjadi karena beberapa faktor yakni pertama, pengaruh permintaan pasar. Tingginya permintaan pasar khususnya PKS dari Indonesia dan Malaysia membuat suplai berkurang atau tidak memadai.  Produksi PKS di Indonesia dan Malaysia memang jauh lebih besar dibandingkan produksi wood pellet dari kedua negara tersebut. Selain volume produksinya lebih besar, faktor berupa ketersediaan dan kontinuitasnya (keamanan suplai jangka panjang) lebih bisa dijamin dibanding wood pellets. Hal ini karena diperkirakan ada 1500 pabrik sawit di Indonesia dan Malaysia yang menghasilkan PKS tersebut yang merupakan produk samping atau limbah pabrik sawit tersebut. Hal ini memungkinan terjadinya kontrak panjang antara penjual atau suplier (exporter) dengan pembeli yang biasanya bukan end user tetapi perusahaan dagang (trading company) di Jepang dan Korea. 

Loading PKS untuk export dengan transhipment (ship to ship)

Faktor kedua adalah pungutan dan pajak (tax & levy). Export PKS di Indonesia dikenakan pungutan dan pajak yang nilainya berkorelasi dengan harga minyak mentah sawit. Hal ini karena PKS di Indonesia dimasukkan dalam kategori produk turunan sawit sedangkan di Malaysia tidak dikenakan pungutan dan pajak tersebut, karena PKS di Malaysia dimasukkan ke dalam kategori limbah sawit. Ketika pungutan dan pajak tersebut sedang tinggi, maka otomatis harga PKS juga akan menjadi mahal. Faktor pungutan dan pajak ini adalah hal yang tidak bisa dikontrol oleh para exporter PKS. Melalui organisasi APCASI (Assosiasi Pengusaha Cangkang Sawit Indonesia) mereka memperjuangkan supaya pungutan dan pajak lebih terukur atau lebih murah bahkan kalau bisa ditiadakan seperti di Malaysia. 

Pada dasarnya pembeli akan membeli barang sebagus mungkin dengan harga semurah mungkin, atau barang berkualitas lebih baik tetapi harga lebih murah. Kualitas wood pellet lebih baik dibandingkan PKS yakni dalam hal nilai kalor, kadar abu, keseragaman bentuk serta kadar air. Tetapi  karena faktor volume dan kontinuitasnya (keamanan suplai jangka panjang) yang sering atau masih banyak diragukan sehingga pilihan ke PKS tetap dilakukan. Untuk mengatasi hal tersebut maka produksi wood pellets harus memenuhi kapasitas produksi dengan sumber pasokan bahan baku yang bisa diandalkan. Produksi wood pellet dari kebun energi adalah solusinya. 

Dengan bahan baku kayu dari kebun energi sehingga pasokan bahan baku akan lebih stabil, tidak seperti halnya yang mengandalkan dari mengumpulkan limbah-limbah kayu dari penggergajian kayu (sawmill) atau industri-industri pengolahan kayu. Dengan luas hutan produksi Indonesia mencapai puluhan juta hektar tentu lahan bukan menjadi persoalan dalam produksi wood pellet tersebut. Sentra-sentra produksi wood pellet tersebut bisa dibuat di lahan-lahan hutan produksi tersebut, untuk lebih detail bisa baca disini.   

Akankah PKS Untuk Export Akan Hilang Dari Peredaran Dan Digantikan Wood Pellet ?

Kebutuhan cangkang sawit atau PKS (palm kernel shell) yang semakin meningkat akibat semakin besarnya kebutuhan khususnya untuk pasar eksport membuat harganya semakin mahal, bahkan menyamai harga wood pellet. Pembangkit-pembangkit biomasa di Jepang yang beberapa waktu lalu mengalami keterlambatan dalam operasionalnya saat ini hampir semua telah beroperasi, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Hal inilah yang mendorong peningkatan harga cangkang sawit atau PKS tersebut. 

Cangkang sawit adalah bahan bakar biomasa yang menjadi pesaing utama wood pellet, karena kualitas atau spesifikasi memiliki banyak kemiripan. Sebelumnya cangkang sawit selalu lebih murah daripada wood pellet, bahkan dalam pasaran internasional beberapa waktu lalu harga cangkang sawit hanya sekitar separuh harga wood pellet. Tetapi saat ini harga cangkang sawit menyamai bahkan sedikit diatas wood pellet. Hal ini tentu saja akan membuat para pengguna akan beralih ke wood pellet karena kualitas lebih baik seperti kadar air rendah, nilai kalor lebih tinggi, ukuran dan bentuk seragam, serta umumnya kadar abu juga lebih rendah. 

Ketika para pengguna berbondong-bondong beralih ke wood pellet, maka komoditas PKS untuk export akan semakin kecil porsinya bahkan bisa hilang sama sekali. Apalagi wood pellet dari Vietnam dan Rusia terkenal murah dengan kapasitas besar. Vietnam bahkan menjadi produsen wood pellet terbesar di Asia dengan produksi lebih dari 1 juta ton/tahun. Tentu saja kondisi ini sangat menyedihkan bagi para eksportir yang selama ini berbisnis dengan mengeksport cangkang sawit tersebut. Tingginya pajak dan pungutan sawit (levy) di Indonesia semakin menyulitkan para eksportir di Indonesia sedangkan di Malaysia hal tersebut tidak ada. Hal terpenting yang harus dilakukan adalah bisa menjaga harga PKS export tersebut sehingga cangkang sawit atau PKS tetap worth it dengan kualitasnya. Hal yang tidak mudah tentunya.

Penghematan Pupuk di Perkebunan Sawit dengan Biochar dan Kompos dari Limbah Biogas

Walaupun Indonesia merupakan produsen CPO terbesar di dunia dengan luas perkebunan sawitnya mencapai  sekitar 13 juta hektar, tetapi diperkirakan kurang dari 10% yang memiliki fasilitas biogas dari POME (Palm oil mill effluent) atau limbah cair pabrik sawit. Padahal dengan memanfaatkan POME untuk produksi biogas maka selain bisa dikonversi menjadi listrik atau panas, juga menghasilkan pupuk organik berupa kompos dan pupuk organik cair. Kompos tersebut bisa sebagai pupuk pada perkebunan sawit, yang mana biaya pupuk untuk operasional perkebunan sawit adalah komponen biaya tertinggi. Diperkirakan setiap 10.000 hektar menghabiskan biaya untuk pupuk kurang lebih Rp 35,75 milyar dan untuk lebih detail bisa dibaca disini. Penggunaan kompos tersebut tentu akan mengurangi kebutuhan pupuk tersebut. 

Skema pemanfaatan limbah sawit untuk optimalisasi produksi CPO

Disamping itu limbah-limbah padat seperti tankos sawit, fiber dan pelepah sawit juga sangat potensial untuk produksi energi (listrik dan panas) dan biochar. Produksi energi berupa listrik dan panas tersebut dengan cara membakar produk samping pirolisis berupa syngas dan biooil ke tungku pembakaran untuk memanasi boiler. Dan karena bahan bakar gas dan cair yang digunakan dalam tungku pembakaran tersebut, sehingga proses pembakaran lebih sempurna dan emisi yang bersih. Steam (kukus) yang dihasilkan dari boiler selanjutnya akan menggerakkan steam turbine dan generator sehingga menghasilkan listrik. Kukus (steam) bertekanan rendah dari steam turbine selanjutnya digunakan untuk sterilisasi atau perebusan tandan buah segar. Sedangkan biochar akan digunakan bersama-sama dengan kompos dan pupuk kimia untuk mengefektifkan pemupukan di perkebunan sawit sehingga menjadi pupuk lepas lambat (slow release fertilizer). Biaya untuk pemupukan juga diharapkan bisa dikurangi secara signifikan, misalnya hingga 50% dengan cara tersebut. Biochar meskipun bukan pupuk tetapi memiliki fungsi yang mengefektifkan pemakaian pupuk karena menahan nutrisi pupuk dari pencucian (leaching) misalnya dari air hujan, juga menjaga kelembaban dan sebagainya. 

Loading PKS untuk export

PKS (palm kernel shell) atau cangkang sawit bahkan bisa seluruhnya dijual atau dieksport. Hal ini karena sebelumnya atau pada umumnya cangkang sawit yang digunakan untuk bahan bakar boiler dengan fiber, sudah disubtitusi dengan produk dari proses pirolisis yakni syngas dan biooil. Kebutuhan cangkang sawit baik untuk pasar domestik / lokal dan export terus meningkat sepanjang waktu. Cangkang sawit / PKS adalah bahan bakar ramah lingkungan karena berasal dari biomasa sehingga merupakan bahan bakar carbon neutral. Penggunaan PKS sebagai bahan bakar banyak digunakan oleh sejumlah Industri mulai sebagai sumber panas untuk proses pengeringan seperti spray dryer di pabrik detergent dan keramik, boiler di pabrik makanan seperti pabrik kecap, hingga pembangkit listrik seperti di Jepang, bisa dibaca lebih detail disini. Dalam dunia perdagangan komoditas bahan bakar biomasa khususnya di pasar internasional PKS adalah kompetitor utama wood pellet. Walaupun secara spesifikasi tidak jauh berbeda, harga PKS juga lebih murah karena berasal dari limbah pabrik sawit dan tidak perlu unit pengolahan yang kompleks seperti wood pellet. Dan pada dasarnya dengan skema pemanfaatan limbah-limbah pabrik sawit seperti di atas, maka akan memaksimalkan keuntungan dari pabrik sawit atau pabrik CPO tersebut.

Mencari Pasokan PKS dari Indonesia

Dengan jumlah pabrik kelapa sawit diperkirakan mencapai lebih dari 1000 unit dengan 12 juta hektar perkebunan sawit dan lebih dari 40 juta ton/tahun CPO, maka potensi PKS yang dihasilkan mencapai 15 juta ton/tahun. Dengan properties mirip dengan wood pellet dan harga jauh lebih murah, maka PKS menjadi primadona bahan bakar biomasa. Tetapi dengan lokasi pabrik kelapa sawit yang lokasinya sebagian besar sangat terpencil dan PKS masih dianggap sebagai limbah bagi pabrik kelapa sawit maka seringkali mendapatkan PKS tidak mudah. Faktor infrastruktur dan jauhnya jarak dengan pelabuhan export sering menjadi kendala. Hal tersebut membuat sebagian pabrik sawit hanya membuang atau menimbun PKS di lokasi sekitar pabrik mereka. Bagi pabrik kelapa sawit yang memiliki bisnis utama minyak sawit atau CPO, masih banyak pabrik sawit kurang memperhatikan PKS sebagai sumber penghasilan tambahan.

Jepang khususnya adalah konsumen PKS terbesar, disusul Korea dan beberapa negara Eropa. Kebutuhan mereka diperkirakan hingga jutaan ton setiap tahunnya. Export PKS ke Jepang dan Korea lebih mudah dan sering dilakukan karena jarak relatif dekat dibandingkan ke Eropa. Export PKS ke Jepang dan Korea biasanya sudah cukup ekonomis dengan volume 10.000 ton setiap pengapalan sedangkan untuk ke Eropa dengan jarak lebih jauh maka supaya tetap ekonomis volume pengapalan harus cukup besar misalnya lebih dari 25.000 ton setiap pengapalan. Diprediksi pada tahun 2021 atau 2022 kebutuhan PKS Jepang akan meningkat pesat dan kemudian relatif stabil untuk rentang 20 tahun ke depan. Hal ini karena pembangkit-pembangkit listrik biomasa sudah bisa dikatakan sepenuhnya beroperasi pada tahun tersebut. Rencana awal sebenarnya tahun 2019 pembangkit-pembangkit listrik biomasa tersebut bisa beroperasi, tetapi karena adanya sejumlah kendala sehingga mundur hingga tahun 2021 atau 2022. Untuk lebih detail tentang keterlambatan pembangunan pembangkit listrik di Jepang tersebut bisa dibaca disini.

PKS tersebut berasal dari pabrik sawit dan dikumpulkan di suatu tempat hingga mencapai volume tertentu sehingga siap dikapalkan. Supaya bisa diterima oleh pembangkit listrik, PKS dibersihkan dari sejumlah pengotor dan dikeringkan hingga kadar air dibawah 20%. Pembersihan dari pengotor tersebut dilakukan dengan alat ayakan dan pengeringan dilakukan hanya dijemur matahari ataupun diangin-anginkan. Selain itu untuk bisa menjaga kebersihan dan kekeringan PKS khususnya pada musim penghujan, bangunan seperti gudang besar serta lantai beton dibutuhkan. Bahkan tidak sedikit pembeli PKS dari Jepang mensyaratkan bangunan gudang besar dengan lantai beton tersebut sehingga kualitas PKS bisa terjaga.

Tipikal Circulating Fluidized Bed (CFB) di Jepang

Teknologi pembakaran fluidized bed untuk pembangkit listrik mulai banyak digunakan di Jepang. Dengan teknologi fluidized bed combustion tersebut PKS bisa digunakan sebagai bahan bakar bahkan biomass pellet yang berasal dari limbah pertanian juga bisa digunakan untuk teknologi tersebut. Teknologi fluidized bed combustion dengan suhu operasi lebih rendah dibandingkan pulverized combustion membuatnya lebih toleran terhadap berbagai jenis bahan bakar. Hal itu juga berarti EFB pellet (Pellet tankos sawit), dan wood pellet dari kebun energi bisa digunakan untuk bahan bakar fluidized bed combustion.


Pembangkit listrik biomasa yang mengandalkan PKS untuk rentang waktu 20 tahun tentu sangat memperhatikan keberlangsungan pasokan PKS dalam rentang tersebut. Setiap hal yang bisa mengganggu pasokan PKS baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang akan secara serius menjadi perhatian mereka. Sebagai contoh penggunaan PKS di dalam negeri juga ada kecenderungan meningkat yang bisa jadi peningkatan penggunaan biomasa sebagai bahan bakar maupun sektor lain seperti produksi activated carbon dari PKS. Pada kondisi tersebut tentu mereka akan membuat perhitungan terkait pasokan PKS dan pihak exporter PKS . Program ekstensifikasi perkebunan sawit juga dilain sisi akan semakin pasokan PKS karena pabrik sawit akan mengolah TBS dari kebun tersebut dan menghasilkan PKS sebagai limbah atau produk sampingnya.

Loading PKS untuk Export

Para pemain atau exporter PKS saat ini pada umumnya telah memiliki kontrak dengan pembeli Jepang baik untuk spot trading bahkan untuk kontrak yang lebih lama. Dan tidak sedikit para exporter tersebut telah kehabisan quota PKS untuk pembeli baru. Pada kondisi demikian pembeli baru harus bisa mencari supplier/exporter PKS lain. Supplier baru bisa jadi belum ada pengalaman export dan bahkan tidak memiliki sejumlah fasilitas untuk mengolah PKS, tetapi hanya memiliki jaringan dengan sejumlah pabrik sawit sebagai sumber atau produsen PKS. Kondisi tersebut membuat export PKS tidak bisa langsung dijalankan, tetapi membutuhkan sejumlah persiapan dari kedua belah pihak. Mengingat masih ada waktu 1-3 tahun lagi dari sekarang kedua belah pihak bisa menyiapkan bisnis tersebut mulai saat ini, sehingga bisnis jangka panjang tersebut bisa terlaksana dan sesuai harapan.