Biochar dan Reklamasi Lahan Bekas Tambang Batubara

Reklamasi lahan bekas tambang batubara adalah kewajiban pengusaha tambang tersebut, tetapi sering kali hal ini tidak dilakukan dengan baik karena berbagai hal. Hal-hal tersebut terutama karena penegakan aturan yang lemah dan sanksi yang ringan. Dengan luas lahan bekas tambang batubara yang telah mencapai jutaan hektar dan perlu upaya reklamasi tersebut tetapi realisasi di lapangan masih sangat minim membuat kerusakan lingkungan juga semakin besar. Hal yang bisa mendorong upaya perbaikan lahan bekas tambang batubara tersebut adalah faktor keuntungan atau ekonomi yang bisa didapat. Artinya jika upaya reklamasi tersebut juga membawa keuntungan ekonomi -selain manfaat lingkungan, tentu saja- maka para pengusaha batubara tersebut tentu juga dengan senang hati melakukannya. Lantas aktivitas apakah itu ?

Photo dari sini

Setelah deposit batubara diambil, maka lapisan tanah atas (top soil) seharusnya dikembalikan lagi di lahan tersebut. Hal mendasar yang perlu dilakukan adalah memperbaiki kualitas tanah tersebut sehingga bisa digunakan untuk ditanami berbagai tanaman. Dengan perbaikan kualitas tanah maka selain kesuburan tanah bisa dikembalikan bahkan ditingkatkan, juga termasuk mengisolasi (immobilisasi) sejumlah unsur berbahaya dari lahan bekas tambang batubara tersebut. Membuat aktivitas bisnis yang menguntungkan dan berkelanjutan adalah langkah selanjutnya. Tanah yang sudah diperbaiki tersebut selanjutnya bisa ditanami dan tanaman jenis legum adalah pilihan terbaik, hal ini karena tanaman jenis legum selain tipe tanaman perintis dengan kemampuan bertahan hidup tinggi, akarnya kuat dan dalam sehingga mencegah erosi, bintil akar dari simbiosis azetobacter dengan mengikat nitrogen dari atmosfer yang menyuburkan tanah juga memberikan banyak manfaat lainnya. Usaha peternakan ruminansia adalah aktivitas bisnis tersebut yang menguntungkan dan berkelanjutan, karena terutama memanfaatkan daun dari tanaman legum tersebut sebagai sumber pakan. Kotoran ternak tersebut juga bisa dimanfaatkan untuk semakin memperbaiki kesehatan dan kualitas tanahnya sehingga kesuburan tanah terus meningkat dan terjaga. Kayu dari kebun legum tersebut juga bisa dimanfaakan untuk produksi, briket, briket arang bahkan wood pellet.

Sebagai hal mendasar dan entry point untuk usaha di atas adalah perbaikan kualitas lahan atau tanah bekas tambang batubara tersebut. Ada sejumlah cara bisa dilakukan untuk hal tersebut, tetapi penggunaan biochar adalah salah satu opsi terbaik. Dengan biochar tidak hanya meningkatkan pH atau keasaman tanah sehingga nutrisi akan banyak terserap oleh tanaman dan aktivitas mikroba tanah untuk mengurai bahan organik semakin aktif, tetapi juga mampu menyerap sejumlah unsur kimia berbahaya di tanah, meningkatkan karbon organik tanah yang mampu bertahan ratusan tahun dan juga menyerap gas rumah kaca dari atmosfer. Biochar tersebut bisa dibuat dari sejumlah limbah pertanian, kehutanan dan agroindustri, seperti potongan-potongan kayu dari penebangan hutan maupun dari limbah pabrik sawit seperti tandan kosong dan fiber. Sejumlah daerah di Kalimantan selain kaya dengan deposit batubara dan juga saat ini banyak lahan bekas tambang tersebut terbengkalai juga banyak bahan biomasa seperti limbah hutan dan limbah pabrik sawit tersebut untuk produksi biochar.  

 

Dalam rangka penurunan emisi CO2 di atmosfer, biochar juga mampu menyerap CO2 dari atmosfer (carbon sequenstration) dan merupakan skenario carbon negative. Biochar yang diaplikasikan di tanah tersebut merupakan carbon sink, sebagai salah satu opsi dari carbon credit selain carbon offset. Dalam era dekarbonisasi saat ini upaya menurunkan kadar CO2 di atmosfer adalah hal penting. Di Indonesia dengan masih banyaknya lahan hutan maka carbon credit bisa didapat dari penyerapan CO2 dengan pohon-pohon di hutan tersebut, sehingga hutan sebagai carbon sink juga. Tetapi di negara lain yang penggunaan energi fosilnya sangat besar atau masif, maka mereka harus mengurangi dampak buruk iklim akibat pembakaran bahan energi fosil khususnya batubara. Mereka bisa saja membeli carbon credit pada aplikasi biochar ini.

Batubara adalah energi fosil yang paling banyak digunakan untuk pembangkit listrik di dunia saat ini dan Indonesia adalah salah satu produsen batubara tersebut. Walaupun dalam beberapa waktu ke depan penggunaan batubara ini akan dikurangi dan bahkan di sejumlah negara akan dihentikan sama sekali, tetapi dampak buruk dari pertambangan batubara ini masih banyak, merusak bahkan membahayakan lingkungan. Hal ini menjadi urgensi untuk melakukan perbaikan lahan atau tanah bekas tambang tersebut yang diperkirakan mencapai 8 juta hektar di Indonesia. Di satu sisi pembangkit listrik batubara bisa saja membeli carbon creditnya untuk aplikasi biochar seperti skema di atas. Pabrik sawit di lain sisi juga banyak menghasilkan limbah padat khususnya tandan kosong yang bisa dmanfaatkan untuk produksi biochar tersebut. Perusahaan-perusahaan besar tersebut bisa saja berkolaborasi untuk mengatasi masalah iklim akibat meningkatnya konsentrasi CO2 di amosfer ini. Sampai hari ini dilaporkan dari observatorium Mauna loa, di Hawaii, Amerika Serikat bahwa konsentrasi CO2 di atmosfer telah melebihi 400 ppm atau masih terjadi kenaikan sekitar 2 ppm setiap tahunnya, padahal target global menurun konsentrasi itu menjadi 350 ppm saja.

Urgensi Aplikasi Biochar pada Perkebunan Sawit di Indonesia

Banyaknya tanah-tanah masam di Indonesia yang dipergunakan untuk area perkebunan sawit membuat produktivitas buah sawit atau TBS yang dihasilkan tidak maksimal. Tanah-tanah masam dengan pH rendah tersebut membuat penyerapan unsur hara ke tanaman rendah dan begitu pula aktivitas mikroba tanah yang banyak berperan untuk kesuburan tanah. Kondisi ini seharusnya tidak boleh dibiarkan karena selain membuat budidaya perkebunan sawit tidak optimal juga pupuk yang digunakan juga akan banyak. Hal tersebut membuat biaya operasional budidaya perkebunan sawit menjadi tinggi. Biochar adalah produk pirolisis biomasa yang efektif dan efisien mengatasi masalah tersebut. Dengan jumlah limbah biomasa yang dihasilkan pabrik sawit atau pabrik CPO yang berlimpah sebagai bahan baku biochar seharusnya upaya perbaikan kualitas tanah perkebunan tersebut mudah dilakukan dan bahkan telah menjadi standar operasional perkebunan tersebut. Tetapi faktanya tidak demikian.

Mengapa biochar belum digunakan untuk perbaikan kualitas tanah sehingga meningkatkan produksi buah sawit atau TBS tersebut ? Masih kurangnya informasi dan edukasi tentang manfaat dan penggunaan biochar adalah faktor utamanya. Hal tersebut tentu saja membuat aplikasi biochar di perkebunan sawit belum dilakukan walaupun pabrik sawit mempunyai limbah biomasa berlimpah seperti tandan kosong sawit dan fiber yang umumnya belum dimanfaatkan dan menimbulkan masalah lingkungan. Prioritas untuk mengolah tandan kosong sawit dibanding produk lainnya seperti pellet tankos (EFB pellet) atau kompos juga perlu pertimbangan tersendiri. Pilihan terbaik tentu saja berdasarkan kajian yang komprehensif sesuai karakteristik bisnis atau usaha yang ingin dibangun. Mempertimbangkan tidak hanya manfaat ekonomi yang jangka pendek, tetapi juga manfaat lingkungan dan jangka panjangnya.  

Secara kuantitatif peningkatan produksi buah sawit atau TBS meningkat minimal 20% dengan aplikasi biochar adalah sesuatu yang wajar. Dan peningkatan produksi buah 20% juga akan menghasilkan keuntungan yang besar. Sejumlah komoditas pertanian lain bisa ditingkatkan produktivitasnya 30%, 40% bahkan lebih dari 100%. Masih rendahnya produktivitas buah sawit di Indonesia, bisa ditingkatkan dengan aplikasi biochar tersebut yang terutama sangat efektif perbaikan kualitas tanah perkebunan sawit tersebut. Apalagi sekitar 80% komponen biaya produksi minyak sawit (CPO) adalah berasal di perkebunannya, dan 20% di sektor pengolahannya (pabrik sawit). Biaya operasional perkebunan pabrik sawit terutama pupuk juga bisa dikurangi dengan penggunaan biochar tersebut. Prioritas pengembangan BBN (bahan bakar nabati) juga semakin baik jika volume bahan baku BBN meningkat seperti CPO. Hal ini semakin terlihat strategisnya peran biochar tersebut. Selain itu dari aspek perubahan iklim, biochar juga akan menyerap konsentrasi CO2 di atmosfer atau mengurangi konsentrasi gas rumah kaca, sebagai solusi masalah dunia saat ini.

Tipikal water tube boiler

 

Sedangkan dari sisi pabrik sawit, keuntungan lain yang didapat dari produksi biochar tersebut adalah penggunaan excess energy dari proses pyrolysis atau produksi biochar bisa sebagai sumber energi bagi boiler. Boiler feed water (BFW) juga akan mengalami preheating dua kali ketika digunakan untuk pendingin pada kondenser pyrolysis dan selanjutnya economizer pada boiler.  Dengan cara tersebut energi yang dibutuhkan boiler semakin berkurang. Ketika sumber energi boiler menggunakan sumber energi dari pyrolysis tersebut, ini berarti cangkang sawit (PKS/palm kernel shell) bisa diambil dan digunakan untuk hal lain bahkan bisa langsung dijual untuk pasar lokal maupun export. Kendala utama pengembangan usaha pada industri sawit terutama ketersediaan sumber energi. Jika sumber energi tersedia pengembangan usaha berbasis kelapa sawit sangat terbuka dan bervariasi, seperti produksi turunan CPO, pengolahan lanjut cangkang sawit, produksi PKO, produksi turunan PKO, pembangkit listrik biomasa dan sebagainya.

Produksi EFB Pellet atau EFB Biochar ?

Salah satu kendala utama bagi pabrik sawit untuk mengembangkan usahanya adalah ketersediaan listrik. Dengan lokasi yang pada umumnya berada di daerah pelosok di tengah perkebunan sawit, pabrik sawit tidak mendapatkan suplai listrik dari PLN. Padahal listrik sangat penting pada suatu proses produksi, seperti pada produksi EFB pellet. Padahal tandan kosong atau EFB pada umumnya merupakan masalah lingkungan bagi pabrik sawit. Apabila setiap ton/jam produksi EFB pellet dibutuhkan 300 KW maka untuk produksi 10 ton/jam (5000 ton/bulan) dibutuhkan listrik sebesar 3 MW, export bahan bakar biomasa seperti wood pellet dan pks (palm kernel shell) atau cangkang sawit dengan bulk shipment biasanya membutuhkan 10 ribu ton/shipment. Sehingga apabila produksi EFB pellet direncanakan 10 ribu ton/bulan sehingga setiap bulan bisa melakukan export EFB pellet maka kapasitas pabrik atau produksi EFB pellet adalah 20 ton/jam (10000 ton/bulan) dibutuhkan listrik 6 MW. Bagi pabrik sawit memanfaatkan limbah cair atau POME untuk menjadi biogas adalah sumber energi potensial untuk produksi listrik tersebut. Tetapi dengan kapasitas pabrik sawit 30 ton TBS/jam hanya dihasilkan listrik sekitar 1 MW dari biogas POME, sehingga untuk menghasilkan 6 MW perlu pabrik sawit dengan kapasitas 6 x 30 ton TBS/jam sama dengan 180 ton TBS/jam. Padahal pabrik sawit rata-rata hanya berkapasitas 45 - 60 ton TBS/jam, sehingga menghasilkan listrik 6 MW dari biogas POME pabrik sawit tersebut adalah mustahil. 

Penggunaan EFB pellet adalah sama seperti wood pellet dan PKS terutama adalah untuk pembangkit listrik. Ketiganya adalah bahan bakar biomasa. Kandungan klorin dan kalium yang tinggi pada tandan kosong sawit atau EFB membuat penggunaannya terbatas pada pembangkit listrik karena penyebab korosi dan kerak. Tidak semua pembangkit listrik bisa menggunakan EFB pellet pada kapasitas atau jumlah besar. Pemakaian pada PLTU batubara dengan teknologi pulverized combustion hanya bisa digunakan dengan rasio kecil atau perkiraan kurang dari 5%, tetapi bisa digunakan lebih banyak atau bahkan 100% pada PLTU tipe fluidized bed dan stoker. Kapasitas PLTU tipe fluidized bed dan stoker pada umumnya jauh lebih kecil dibanding pulverized combustion.

Ketika sumber biomasa tersebut dikelola dengan benar maka penggunaan bahan bakar biomasa merupakan bahan bakar ramah lingkungan dan berkelanjutan (sustainable). Bahan bakar biomasa seperti ini merupakan bahan bakar carbon neutral, karena tidak menambah konsentrasi CO2 di atmosfer. Hal tersebut karena biomasa sebagai sumber bahan bakar tersebut berasal dari tumbuhan yang pertumbuhannya dari proses photosintesis dengan salah satunya menggunakan CO2 dari atmosfer, sehingga ketika biomasa tersebut dibakar maka praktis tidak ada penambahan CO2 ke atmosfer. Secara umum ada 2 cara mengatasi konsentrasi CO2 di atmosfer yang menyebabkan perubahan iklim dan pemanasan global yakni skenario carbon neutral dan skenario carbon negative. Pada skenario carbon negative, CO2 di atmosfer akan ditangkap dan diserap sehingga tidak lepas lagi dan konsentrasi CO2 di atmosfer bisa tereduksi, seperti aplikasi biochar di bawah ini.

Sedangkan pada produksi biochar dengan pyrolysis selain tidak dibutuhkan daya listrik yang besar untuk operasionalnya juga listrik bisa dihasilkan dari penggunaan excess energy dari pyrolysis itu sendiri. Dengan menggunakan excess energy dari pyrolysis tersebut maka bahan bakar boiler pabrik sawit tidak perlu menggunakan cangkang sawit dan fiber. Penggunaan bahan bakar gas maupun cair dari excess energy proses pyrolysis juga membuat emisi pembakaran lebih bersih. Untuk mencapai pembakaran lebih sempurna bahan bakar gas atau cair lebih baik dibandingkan bahan bakar padat. Cangkang sawit sehingga semuanya bisa dijual atau bahkan di eksport. Produk biochar yang diaplikasikan pada perkebunan sawit juga akan meningkatkan kualitas tanah sehingga pemakaian pupuk bisa dikurangi dan produktivitas buah sawit akan meningkat. Biochar juga menyerap CO2 dari atmosfer sehingga penggunaan biochar pada kebun sawit yang luas artinya dengan aplikasi masif juga bisa untuk carbon trading. Perkembangan-perkembangan terbaru bahwa penggunaan biochar semakin luas seperti biomaterial untuk konstruksi, transportasi, plastik, packaging, furniture dan sebagainya. Penggunaan biomaterial untuk produk-produk tersebut berarti mensubtitusi penggunaan bahan baku berasal dari fossil.  

Jadi berdasarkan tinjauan di atas, produksi biochar dengan pyrolysis lebih menguntungkan dan mudah diimplementasikan bagi pabrik sawit dibandingkan dengan produksi EFB pellet. Penambahan produksi listrik dengan kapasitas besar dan tersedianya cukup bahan baku bukan hal mudah dan murah bagi rata-rata pabrik sawit di Indonesia dengan kapasitas 45 - 60 ton TBS / jam. Sedangkan pada produksi biochar dengan pyrolysis, sejumlah energi dihasilkan yang bisa digunakan untuk berbagai keperluan dan penggunaan biochar juga multi manfaat. Pabrik-pabrik sawit seharusnya mempertimbangkan hal ini khususnya dalam aspek pengelolaan limbah, produktivitas kebun, aspek lingkungan dan pengembangan usaha, untuk lebih bisa dibaca disini. Berdasarkan pengalaman struktur biaya bisnis produksi CPO atau minyak sawit terdiri dari sekitar 80% dari biaya produksi adalah biaya tanaman atau aspek kebun, sementara 20% lainnya merupakan biaya pengolahan atau aspek pabrik. Dan aspek biaya tertinggi kebun sawit adalah biaya pemupukan sehingga apabila kebutuhan pupuk bisa dikurangi dan produktivitas kelapa sawit bisa ditingkatkan tentu itu sangat menguntungkan, biochar efektif dan efisien digunakan untuk hal tersebut.