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. 

Biochar untuk Produktivitas Kelapa Berkelanjutan

Sabut kelapa menempati porsi 30% atau sekitar sepertiga dari berat buah kelapa. Bahan ini pada umumnya hanya ditinggal di kebun dan sebagian besar masih belum dimanfaatkan sehingga malah cenderung mencemari lingkungan. Dengan produksi kelapa Indonesia yang mencapai sekitar 2,9 juta ton per tahun atau 15,13 butir per tahun, maka potensi sabut kelapa yang dihasilkan sangat besar yakni sekitar. 1 juta ton basah (kadar air rata-rata 60%) atau 500 ribu ton kering (kadar air 10%). 

Jumlah sabut kelapa ini hampir tidak terpengaruh oleh kebijakan export kelapa bulat oleh pemerintah terutama untuk tujuan ke China akhir-akhir ini, seperti video ini. Banyak industri berbasis kelapa yang kesulitan mendapatkan pasokan bahan baku bahkan hingga menutup pabriknya. Industri-indstri seperti dessicated coconut, santan, arang tempurung dan briket arang, serta activated carbon sangat terpengaruh oleh kebijakan tersebut. Menjual produk olahan atau produk-produk turunan kelapa yang melalui proses industrialisasi jelas akan memberi nilai tambah lebih besar dan menciptakan lapangan kerja. Dan negara-negara maju juga tidak mengeksport bahan mentah, tapi barang jadi atau minimal barang setengah jadi. 

Industrialisasi produk berbasis kelapa sangat penting dilakukan. Seperti halnya kelapa sawit, produk-produk pengolahan kelapa terutama untuk produk pangan. Pemanfaatan untuk energi atau biofuel juga sangat dimungkinkan, seperti untuk bahan bakar penerbangan berkelanjutan atau SAF (Sustainable Aviation Fuel). Bahkan pada minyak sawit penggunaan untuk biofuel berupa campuran wajib minyak sawit dari CPO (crude palm oil) dalam biodiesel 40% (B40) tahun ini dan sedang dikaji menjadi 50% (B50) pada tahun 2026, serta minyak sawit dari PKO (palm kernel oil) untuk campuran 3% untuk bahan bakar penerbangan berkelanjutan atau SAF pada tahun 2026. Kandungan utama minyak kelapa berupa asam laurat sama seperti minyak kernel sawit atau PKO. Asam laurat yang terdiri 12  atom karbon (C) atau MCFA (medium chain fatty acid) sangat cocok untuk penggunaan bahan bakar penerbangan berkelanjutan atau SAF harus memiliki ikatan atom karbon atau ikatan C direntang C10-C15 , untuk lebih detail baca disini. 

Produktivitas kelapa terus menurun akibat kurang atau lambatnya program replanting, kasus serupa juga dialami oleh kelapa sawit untuk lebih detail baca disini, dan ini menjadi kendala tersendiri. Luas kebun kelapa yang perlu direplanting juga mencapai puluhan bahkan ratusan ribu hektar, sebagai contoh untuk provinsi Riau ditargetkan 43.388 hektar kebun kelapa akan diremajakan pada tahun 2025. Selain produktivitas kelapa bisa ditingkatkan dengan penggunaan bibit unggul, intensifikasi juga perlu dilakukan. Produktivitas kelapa yang tinggi dan harga jual yang tinggi menjadi dorong untuk replanting tersebut.  

Pemanfaatan atau produksi biochar dari sabut kelapa adalah solusi untuk meningkatkan produktivitas kelapa berkelanjutan. Penggunaan biochar juga bisa sangat mendukung untuk perkebunan kelapa organik. Walaupun pada umumnya pohon kelapa tidak dipupuk secara memadai bahkan tidak dipupuk sama sekali tetapi masih tetap berbuah, dengan biochar pemakaian pupuk akan semakin efisien. Hal ini karena biochar adalah sebagai slow release fertilizer agent. Terkait pemupukan, pada kelapa berbeda 180 derajat dengan kelapa sawit yang pemupukan harus dilakukan sehingga pohon sawit bisa berbuah dan ketergantungan dengan pupuk kimia yang tinggi. Bahkan pada perkebunan sawit komponen biaya tertinggi adalah pemupukan itu sendiri. Produk kelapa organik akan menghasilkan produk-produk turunan yang disukai dan harga jual tinggi. 

Potensi pendapatan dari karbon kredit juga akan sangat menarik. Untuk mendapatkan carbon credit atau BCR (Biochar Carbon Removal) credit maka aplikasi biochar termasuk proses produksi harus diverifikasi oleh lembaga karbon standar. Lembaga karbon standar seperti Puro Earth, Verra dan CSI mengembangkan suatu metodologi yang harus diikuti oleh produsen biochar untuk mendapatkan carbon credit tersebut.  

Size Reduction : Shredder atau Chipper ?

Banyak sekali proses produksi pengolahan biomasa yang membutuhkan pengecilan ukuran (size reduction). Dengan size reduction tersebut maka bahan baku biomasa memiliki ukuran dan bentuk yang lebih kecil dan seragam, sehingga memudahkan proses lanjutannya. Setelah dikecilkan ukurannya tersebut maka luas permukaan atau bidang kontaknya menjadi semakin besar sehingga proses pengeringan akan lebih efisien khususnya pada pengeringan kontinyu. Ukuran yang kecil dan seragam tersebut juga memudahkan handlingnya. Size reduction biasa digunakan pada proses awal / pretreatment sebelum proses utama / inti dari pengolahan suatu biomasa.

Biomasa khususnya yang berasal dari tumbuh-tumbuhan juga memiliki bentuk dan ukuran yang bermacam-macam. Hal tersebut sangat mempengaruhi alat size reduction yang digunakan. Biomasa berserabut seperti sabut kelapa atau tandan kosong kelapa sawit akan lebih efektif dan efisien dikecilkan ukurannya dengan shredder daripada chipper. Hal tersebut karena struktur serabut yang dominan dan ulet tersebut lebih mudah dikoyak arau dicabik dan dihancurkan daripada dipotong-potong seperti menggunakan pisau. 

Sedangkan biomasa kayu-kayuan yang memiliki karakter keras, getas dan bentuk memanjang maka penggunaan chipper lebih efektif dan efisien dibandingkan dengan shredder. Karakter kayu tersebut lebih mudah dipotong-potong dengan alat seperti pisau untuk size reductionnya. Output atau produk dari shredder dan chipper juga berbeda ditinjau dari ukuran dan bentuknya. Kayu produk dari mesin chipper biasa disebut wood chip (kayu serpih) dan bentuk seperti kayu yang dicacah-cacah, sedangkan output dari shredder berbentuk koyakan-koyakan. 

Produk pengolahan biomasa menjadi energi yakni dengan pemadatan (densification) menjadi pellet atau briket, maupun rute thermokimia seperti pirolisis, gasifikasi dan pembakaran banyak dilakukan saat ini. Apabila ukuran dan bentuk biomasa dari alat size reduction tersebut sudah sesuai, maka bisa langsung digunakan. Tetapi apabila bentuk dan ukuran belum sesuai maka perlu dilanjutkan dengan tahap size reduction berikutnya yakni penggunaan hammer mill sehingga didapat produk biomasa yang bisa seukuran seperti serbuk gergaji (sawdust). Pada produksi pellet dan briket ukuran partikel biomasa perlu dibuat sekecil sawdust tersebut, sehingga pemadatan (densifikasi) menjadi optimal. Sedangkan pada proses thermokimia, ukuran biomasa menjadi partikel kecil seperti sawdust biasanya untuk peralatan yang melakukan fluidisasi misalnya fluidized bed combustion. 

Integrasi Pirolisis dengan Industri Cocopeat dan Cocofiber

Tingginya permintaan cocofiber dan cocopeat dunia yang mencapai ribuan kontainer per tahun seharusnya merupakan suatu peluang emas dan daya dorong bagi industri perkelapaan Indonesia. Ada sejumlah keunggulan potensi Indonesia yang semestinya bisa terdepan untuk menangkap dan menggarap peluang tersebut. Keunggulan-keunggulan tersebut antara lain dari 196 negara di dunia, hanya 8 negara yang menguasai 90% kebutuhan kelapa dunia, Indonesia sebagai pemilik perkebunan kelapa terluas di dunia yakni sekitar 3,8 juta hektar dengan produksi lebih dari 15 milyar butir kelapa setiap tahunnya, dan posisi geografis yang strategis. Hal ini juga menjadi alasan mengapa ICC (International Coconut Community) atau lembaga internasional yang beranggotakan negara-negara produsen kelapa berkantor pusat di Jakarta, Indonesia. Pulau Sumatera adalah sentra perkebunan kelapa terluas di Indonesia khususnya kabupaten Indragiri Hilir di provinsi Riau, selanjutnya pulau Sulawesi, Jawa, Maluku dan Papua, Nusa Tenggara dan Bali serta Kalimantan. Kondisi saat ini walaupun dengan sejumlah keunggulan diatas dan kualitas sabut kelapa Indonesia berkualitas tinggi serta harga sabut tersebut murah, tetapi ternyata masih kurang dari 5% kebutuhan cocofiber dan cocopeat dunia disupplai oleh Indonesia. 

Untuk menangkap peluang tersebut tentu tidak bisa hanya mengandalkan potensi saja, tetapi juga teknologi produksi yang efektif dan efisien. Salah satu kendala utama peningkatan kapasitas produksi cocofiber dan cocopeat adalah aspek pengeringan. Produksi cocofiber dan cocopeat bisa digenjot sedemikian rupa jika aspek pengeringan yang efisien bisa dilakukan. Dan untuk pengeringan tersebut energi panas mutlak dibutuhkan. Energi panas tersebut bisa didapatkan dengan murah dari excess energy proses pyrolysis. Selain menghasilkan produk utama berupa biochar, excess energy dari proses pyrolysis bisa diandalkan untuk sumber energi atau sumber panas industri pengolahan sabut Kelapa tersebut. Tipe pengering tertentu sesuai karakteristik material yang dikeringkan tersebut juga harus digunakan. Dengan alat pengering modern seperti belt dryer, tray dryer dan drum dryer maka selain kapasitas pengeringan akan tinggi juga kualitas produknya akan standard dan stabil. 

Sedangkan untuk proses pyrolysis dibutuhkan bahan baku berupa limbah-limbah biomasa yang banyak tersedia di lokasi tersebut, bahkan limbah biomasa tersebut bisa bervariasi sesuai dengan ketersediaannya yang kadang tergantung musim. Dalam kasus tertentu pyrolysis juga sangat mungkin diintegrasikan dengan industri kelapa terpadu, sehingga tempurung kelapa menjadi bahan bakunya. Sedangkan apabila lokasi perkebunan kelapa tidak berjauhan dengan perkebunan kelapa sawit maka limbah-limbah biomasa dari perkebunan atau pabrik sawit bisa digunakan untuk pyrolysis tersebut. Bahkan seperti batang sawitnya jika tidak dimanfaatkan dan hanya ditinggalkan membusuk di kebun malah mengundang serangga yang mengganggu kebun kelapa, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Integrasi industri pyrolysis dan pengolahan sabut kelapa tersebut selain mengurangi polusi lingkungan akibat limbah biomasa juga menjadi solusi untuk industri sabut kelapa. Hubungan kedua industri harus saling menguntungkan yakni industri pyrolysis bisa menjual excess energy-nya dengan harga kompetitif dan industri sabut kelapa bisa meningkatkan produksinya. 

Coconut Husk Pellet (CH Pellet) Alternative Pemanfaatan Limbah Sabut Kelapa

Pada daerah dimana cukup memadai pasokan listriknya dan limbah sabut kelapa tersedia melimpah, maka sabut kelapa tersebut bisa diolah lanjut menjadi pellet sabut kelapa (coconut husk pellet/CH pellet). CH pellet termasuk biomass pellet atau agro-waste pellet dan bukan termasuk wood pellet karena bahan bakunya termasuk limbah pertanian dan bukan biomasa kayu-kayuan (woody biomass). Mengapa hanya daerah dengan pasokan listrik memadai yang disarankan untuk produksi CH pellet? Hal tersebut karena pada produksi pellet tersebut dibutuhkan sejumlah peralatan mekanik yang digerakkan dengan motor listrik seperti unit size reduction, pengeringan, pengepressan menjadi pellet dan sebagainya. Ketika daerah tersebut tidak ada atau kurang memadai pasokan listriknya maka sabut kelapa yang berlimpah dan cenderung mencemari lingkungan tersebut disarankan untuk produksi arang, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Dan pada dasarnya pemanfaatan limbah sabut kelapa tersebut secara teknis bisa bermacam-macam tetapi yang penting tetap bisa ekonomis, berwawasan lingkungan dan berkelanjutan atau sejalan dengan konsep bioekonomi.

CH pellet sama seperti EFB pellet yang bisa digunakan 100% pada pembangkit listrik berteknologi fluidized bed combustion (FBC).  Hal ini karena teknologi FBC memiliki fleksibilitas tinggi untuk jenis bahan bahan bakar yang digunakan termasuk pellet dari sabut kelapa dan tandan kosong sawit tersebut yang notabene memiliki kandungan kalium (potassium) dan klorin yang tinggi. Tipe pellet dari limbah pertanian tersebut juga bisa digunakan pada teknologi pulverized cobustion (PC) tetapi dengan porsi yang terbatas atau biasanya dengan istilah cofiring. Cofiring biomasa dengan batubara pada teknologi PC hingga 10% biasanya belu membutuhkan modifikasi pada pembangkit PC tersebut. Alasan utama mengapa CH pellet atau EFB pellet tidak bisa digunakan 100% pada PC adalah karena kimia abunya, khususnya kandungan kalium dan klorin di atas. Suhu operasi yang tinggi (> 1000 C) membuat kalium meleleh dan menjadi deposit pada pipa-pipa penukar panas (heat exchanger) sehingga lambat-laun menurunkan efisiensi, sedangkan klorin yang korosif akan membuat logam-logam pada pembangkit tersebut cepat habis. Sedangkan pada FBC dengan suhu operasi lebih rendah atau umumnya 100-200 C lebih rendah dari PC maka tentang kimia abu dari pellet tersebut tidak menjadi masalah berarti. 

Supaya CH pellet semakin luas penggunaannya atau semakin banyak diterima pasar khususya pada teknologi PC yang lebih banyak digunakan daripada FBC pada pembangkit listrik, maka kualitas CH pellet tersebut harus diupgrade yakni dengan menurunkan kandungan kalium dan klorin dalam sabut kelapa tersebut. Cara menurunkan kedua unsur tersebut adalah dengan mengekstraknya. Ekstrak kalium dan klorin tersebut selanjutnya bisa digunakan sebagai pupuk organik cair (POC). Produksi POC sekaligus menyiapkan bahan baku untuk produksi CH pellet adalah dua aktivitas produktif yang sejalan sehingga biaya menurunkan kandungan kalium dan klorin pada sabut kelapa bisa terkompensasi oleh produsi POC tersebut. Kandungan kalium dalam sabut kelapa cukup tiggi yaki sekitar 10% dan kalium sangat dibutuhkan tanaman. Ada varian tertentu pupuk kalium yang harganya mahal dan tidak disubsidi sehingga produksi POC akan menekan biaya belanja pupuk kalium yang mahal tersebut, bahkan pada perkebunan tertentu biaya pupuk sangat besar dan tidak diberikan subsidi. Setelah kandungan kalium dan klorin dalam sabut kelapa tersebut bisa diekstrak untuk produksi POC, selanjutnya sabut tersebut akan menjadi bahan baku CH pellet, dan produk CH pellet yang dihasilkan lebih maksimal pada pembangkit listrik dengan teknologi PC

Produksi Arang dari Limbah Sabut Kelapa

Sabut kelapa adalah limbah dari buah kelapa atau industri pengolahan kelapa yang masih belum banyak dimanfaatkan. Sabut kelapa biasanya ditinggalkan di perkebunan kelapa tersebut dan seringkali hanya menjadi limbah yang mencemari lingkungan seperti di daerah Indragiri Hilir, sentra perkebunan kelapa terbesar di dunia. Hal tersebut mirip dengan tandan buah kosong pada industri kelapa sawit yang biasanya hanya dibuang di perkebunan sawit ataupun ditimbun begitu saja di sekitar pabrik sawit tersebut. Di sejumlah pabrik sawit limbah sabut (mesocarp fiber) juga banyak dihasilkan dan juga cenderung menjadi limbah yang mencemari lingkungan terutama pada pabrik sawit dengan boiler efisiensi tinggi. Sejumlah sabut kelapa telah diolah menjadi cocofiber dan cocopeat (atau kalau tandan kosong sawit diolah menjadi dried long fiber) tetapi secara prosentase masih kecil. Cocofiber digunakan untuk bahan matras, jok, tali, sapu, keset, geotekstil dan sebagainya, sedangkan cocopeat untuk media tanam. 

 Pemanfaatan lain yang praktis dan mudah dilakukan bahkan di daerah-daerah terpencil adalah pemanfaaatan limbah sabut kelapa tersebut untuk produksi arang. Arang tersebut selanjutnya dibuat briket sehingga lebih padat dan mudah digunakan. Briket arang tersebut bisa digunakan untuk memanggang daging, ikan ataupun bahan bakar memasak berbagai makanan.  Bahan bakar briket arang tersebut seharusnya akan menarik dan disukai karena tidak berbau, tidak berasap dan bentuknya yang seragam. Dibandingkan dengan briket batubara yang dulu sempat digalakkan, briket arang dari sabut kelapa maupun biomasa pada umumnya lebih cocok untuk keperluan memanggang (barbeque) dan memasak tersebut karena alasan di atas, sedangkan pada briket batubara selain muncul bau yang tidak sedap akibat senyawa sulfur/belerang, abu yang dihasilkan juga masuk kelompok B3 sehingga perlu penanganan lebih sulit. Daerah-daerah terpencil tersebut bisa menggunakan briket arang tersebut untuk keperluan masak sehari-hari maupun dipasarkan ke perkotaan khususnya di warung-warung kuliner yang menyediakan makanan dengan dipanggang atau dibakar (barbeque). 

Pemanfaatan lain dari arang dari sabut kelapa tersebut adalah untuk sektor pertanian. Hal tersebut karena arang (biochar) bisa digunakan untuk meningkatkan produktivitas panen dan efisiensi penggunaan pupuk. Biochar bisa digunakan pada  kebun sayuran dan buah-buahanan. Kebun kelapa yang pada umumnya jarang sekali atau tidak pernah dipupuk maka dalam upaya meningkatkan produktivitasnya supaya optimal maka program pemupukan perlu dilakukan dengan teratur. Kalau rata-rata produktivitas kelapa Indonesia saat ini hanya 40 butir/pohon/tahun maka dengan penggunaan biochar diharapkan bisa ditingkatkan. Padahal angka maksimum rata-rata, terutama jenis kelapa dalam (tall varieties) dapat mencapai 100 hingga 120 butir per pohon per tahun atau kurang lebih tiga kali lipat dari yang ada saat ini.