Pentingya SRF (Slow Release Fertilizer) Dengan Biochar Pada Perkebunan Sawit

Biochar memang bukan pupuk sehingga bahkan kandungan hara pada biochar bisa diabaikan. Walaupun ada sejumlah biochar memiliki kandungan hara tertentu tetapi itu hal khusus dan sangat tergantung bahan baku yang digunakan. Biochar adalah pembenah tanah yang berfungsi untuk memperbaiki sifat-sifat tanah seperti struktur tanah termasuk meningkatkan porositas tanah / kegemburan tanah sehingga akar dapat menembus lebih dalam, aerasi tanah, ketersediaan air, memperpendek usia panen, menghambat perkembangan hama tanaman dan meretensi hara serta menurunkan kemasaman tanah. Dibandingkan pembenah tanah lainnya yang memiliki kelemahan antara lain dibutuhkan jumlah yang cukup besar dan kontinyu karena terdekomposisi dengan cepat, berpotensi berefek negatif terhadap iklim, dan memasukkan mikroba penyeban penyakit/hama, biochar memiliki banyak keunggulan antara lain volume kebutuhan tidak cukup besar, tidak kontinyu dan mampu bertahan di tanah (membantu konservasi karbon di dalam tanah) tidak terdekomposisi hingga ratusan bahkan ribuan tahun.  Hal tersebut di atas membuat biochar bisa berfungsi untuk memperbaiki kesuburan tanah dan solusi iklim (carbon sequestration / carbon sink) atau satu aksi untuk meningkatkan bahan organik pada lahan pertanian atau perkebunan dan mitigasi efek perubahan iklim. 

Walaupun demikian biochar dapat digunakan untuk pembuatan pupuk yakni pupuk lepas lambat (slow release fertilizer/SRF). SRF adalah pupuk yang pelepasannya diatur untuk memberi efek pertumbuhan yang maksimal atau SRF ini dirancang atau pupuk yang dimodifikasi untuk pemupukan terkendali yang sesuai dengan kebutuhan tanaman sehingga dapat memberikan peningkatan efisiensi penggunaan dan bersamaan dengan meningkatkan hasil atau panen. Hal tersebut dilatarbelakangi karena rendahnya efisiensi pemupukan sehingga bahkan lebih banyak yang terbuang daripada yang termanfaatkan atau NUE (nutrient use efficiency) yang rendah. Fungsi biochar pada SRF adalah sebagai agen lepas lambat pada pupuk tersebut karena memiliki struktur berpori. Dalam pembuatan SRF dapat menggunakan beberapa metode diantaranya dengan memperbesar ukuran (granulasi, pellet dsb), memperhalus permukaan pupuk, mencampurnya dengan bahan lain yang sukar larut (agen pelepas lambat) dan menyelimuti pupuk dengan bahan tertentu sehingga pelepasan pupuk menjadi lambat (coating). Penggunaan SRF menjadi populer untuk menghemat konsumsi pupuk, meningkatkan panen dan meminimalkan pencemaran lingkungan.

Kesuburan tanah adalah suatu sifat atau keadaan kompleks yang harus diusahakan tetap optimal khususnya terkait pemupukan tersebut. Komponen kesuburan tanah itu sendiri mencakup sejumlah hal yakni kedalaman solum tanah, struktur tanah, kandungan hara, kapasitas simpan, kandungan humus, jumlah dan kegiatan mikroorganisme tanah, dan kandungan unsur beracun. Tanah produktif yang kesuburan tanahnya tinggi, baik secara alamiah dan/atau karena perbuatan manusia, terutama disebabkan karena adanya sifat-sifat berikut : hara dalam tanah bersifat mobile dan mudah diperoleh, kemampuan tanah merubah pupuk menjadi bentuk-bentuk yang mudah tersedia, kemampuan tanah menyimpan hara yang terlarut dalam air tanah dari proses pencucian, kemampuan tanah dalam memberikan keseimbangan persediaan hara bagi tanaman secara alamiah, kemampuan tanah untuk menyimpan dan menyediakan air bagi tanaman, kemampuan memelihara aerasi tanah yang baik untuk menjamin ketersediaan oksigen bagi akar, dan kemampuan tanah untuk mengikat (memfiksasi) hara dan mengubahnya menjadi bentuk-bentuk yang tersedia bagi tanaman. Kesuburan tanah tersebut harus memberikan jaminan produksi yang tinggi, konsisten dan lestari. 

Pemahaman tentang komposisi hara pupuk dan mekanisme pelepasannya (release mechanism) akan membantu membuat rencana-rencana strategi untuk memperlambat pelepasan pupuk tersebut pada tingkat atau level tertentu. Dibandingkan dengan pupuk konvensional pupuk lepas lambat (SRF) memiliki kecepatan pelepasan sangat lambat bisa puluhan kali lipat lebih lambat sehingga efisiensi pemupukan semakin meningkat signifikan. Diperkirakan hingga lebih dari 50% terjadi pupuk terbuang percuma karena berbagai sebab diantaranya menguap, imobilisasi dalam tanah dan tercuci karena air misalnya karena hujan maupun irigasi. Ketidakefisienan pemupukan tersebut selain merugikan dari aspek ekonomi juga lingkungan yakni membuat tanah masam, membunuh mikroba tanah, dan pupuk yang terlarut air dapat meracuni air yang mungkin akan terkonsumsi oleh manusia dan binatang.

Saat ini di negara-negara berkembang penggunaan pupuk lebih dari 60 juta ton per tahun, sedangkan menurut Food Agriculture Organization (FAO) konsumsi pupuk dunia mencapai 190,4 juta ton pada 2015. Dengan rendahnya tingkat efisiensi tersebut, bisa dibayangkan betapa banyak pupuk yang terbuang percuma dan hanya mencemari lingkungan. Terkait SRF, dosis pemakaian biochar juga harus terukur dengan baik karena penggunaan biochar yang melampaui dosis akan menjadi tidak berguna. Hal ini karena sifat hidropobik biochar, sehingga kelebihan dosis tersebut tidak atau sedikit saja yang bisa melepas pupuk secara lambat tersebut. 

Sejumlah parameter untuk diamati pemberian biochar sebagai SRF adalah jumlah produksi TBS dan mutunya (rendemen CPO, dan kandungan ALB / FFA-nya), kontinuitas pembuahan sepanjang tahun, serta tingkat keseragaman kematangan buah dalam satu tandan. Dan ternyata penggunaan biochar tersebut memberikan hasil positif secara signifikan, yakni produksi TBS meningkat 20% lebih, tingkat keseragaman kematangan buah hampir 100%, rendemen CPO lebih dari 25%, dan ALB / FFA hanya 2-5%. Dengan tingginya produksi TBS dan rendemen CPO tersebut maka sudah semestinya intensifikasi perkebunan sawit dilakukan daripada ekstensifikasi yang dicurigai upaya alih fungsi hutan atau deforestasi yang cenderung mendapat sorotan negatif dari berbagai pihak untuk lebih detail baca disini. Masih sangat banyak hal yang bisa dioptimalisasi sehingga industri sawit efisien, ramah lingkungan dan berkelanjutan.  

Puluhan juta ton limbah tandan kosong di pabrik adalah bahan baku potensial untuk produksi biochar tersebut demikian juga puluhan juta hektar kebun sawit yang bisa digunakan untuk aplikasi biochar tersebut. Selain mengatasi masalah limbah biomasa, produksi biochar juga menghasilkan energi yang bisa digunakan untuk pabrik sawit itu sendiri, lebih detail bisa dibaca disini. Dibandingkan dengan produksi pellet bahan bakar dari tandan kosong (EFB pellet) dan produksi listrik dari tandan kosong tersebut, produksi biochar memiliki banyak kelebihan dan keuntungan baik secara ekonomi dan lingkungan. Pada akhirnya modifikasi pupuk yang sesuai dengan penggunaan biochar tersebut akan meningkatkan secara signifikan efisiensi penggunaan hara (NUE / nutrient use efficiency) dalam pupuk tersebut, memastikan sirkulasi efektif dari hara dan mitigasi perubahan iklim dengan carbon sequestration.   

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.   

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.