Pupuk Lepas Lambat Trend Baru di Industri Sawit

Kebutuhan pupuk sangat penting bagi pertumbuhan tanaman dan khususnya tanaman sawit. Pohon sawit bahkan tidak berbuah apabila tidak dipupuk. Dan pemupukan bagi perkebunan sawit merupakan komponen biaya tertinggi bagi operasional perkebunan sawit. Faktor lain untuk efisiensi pupuk jelas menjadi perhatian penting. Hal inilah mengapa inovasi dalam pemupukan sawit berkembang pesat. 

Terkait inovasi peningkatan efisiensi pemupukan di perkebunan sawit konsep pupuk lepas lambat (slow release fertilizer / SRF ) atau istilah lainnya pupuk lepas terkontrol (controlled release fertiliser / CRF) semakin mendapat perhatian. Dengan rekayasa tertentu sehingga kecepatan pelepasan nutrisi atau hara bisa dilakukan secara lambat atau terkontrol akan membuat efisiensi penggunaan nutrisi (NUE / nutrient use efficiency) bagi tanaman meningkat. Pupuk menjadi lebih ekonomis dan pencemaran lingkungan berkurang. Iklim tropis Indonesia dengan curah hujan tinggi maka pencucian / leaching terhadap pupuk juga tinggi.  

Sejumlah material sebagai SRF / CRF agent telah dikembangkan untuk mencapai tingkat pelepasan nutrisi / hara yang dikehendaki. Sejumlah material tersebut antara lain polimer, sulfur/belerang, senyawa kimia bahkan kompos. Karakteristik dari  SRF / CRF agent berbeda-beda terganting bahan dan jenis produknya. Selain faktor kinerja, harga dari material  SRF / CRF agent juga penting sebagai pertimbangan tersendiri. 

Biochar sebagai  renewable SRF / CRF agent dan juga sebagai solusi iklim. Biochar mampu bertahan ratusan tahun dalam tanah sebagai carbon sequestration. Selain bahan-bahan sintetis yang berasal dari sumber tidak terbarukan, biochar adalah alternatif  SRF / CRF agent yang berasal sumber terbarukan. Biomasa dari limbah-limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan adalah sumber utama produksi biochar dengan proses pirolisis. Sejumlah SRF / CRF dengan slow release agent biochar juga sudah mulai diproduksi. Hal ini akan meningkatkan produksi biochar, yang selama ini masih belum populer. Dan akan menjadi solusi masalah limbah biomasa tersebut dan bernilai ekonomi.  

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. 

Urgensi IOT dan Aplikasi Biochar Pada Perkebunan Sawit

Trend sustainibility pada perkebunan sawit semakin penting dan urgen, yang itu tentu saja bagian dari solusi global masalah lingkungan dan iklim. Luasnya perkebunan sawit dan besarnya produksi minyak sawit menjadi sorotan pada industri tersebut. Pengelolaan limbah dan pencemaran lingkungan menjadi concern penting. Besarnya volume limbah biomasa berpotensi menjadi sumber pencemaran lingkungan dan demikian juga penggunaan pupuk kimia yang berlebihan pada perkebunan sawit yang akan menyebabkan pencemaran lingkungan juga. Peruntukan lahan yang tidak semestinya misalnya deforestasi alih fungsi lahan juga menjadi concern lainnya. 

Dua isu penting pada industri sawit adalah peningkatan produktivitas TBS (yield improvement) dan ketahanan perubahan iklim (climate change resilience). Dan alhamdulillah, kedua hal tersebut bisa sekaligus ditangani yakni dengan aplikasi biochar. Limbah biomasa pabrik sawit (khususnya tankos sawit) akan dikonversi menjadi biochar lalu diaplikasikan untuk tanah perkebunan (sustainable soil amendment) dengan pupuk sehingga menjadi slow release fertilizer yang akan meningkatkan NUE (nutrient use efficiency) dan meminimalisir pencemaran lingkungan. Dengan naiknya NUE maka akan terjadi yield improvement atau peningkatan produduktivitas TBS tersebut. Dan aplikasi biochar tersebut yang akan bertahan di tanah atau tidak terdekomposisi selama ribuan tahun akan menjadi carbon sequestration / carbon sink yang sejalan dengan ketahanan perubahan iklim. Sebuah solusi jitu dengan sekali aksi, tentu ini semestinya sangat menarik dan dinanti-nantikan oleh perusahaan-perusahaan sawit tersebut.

Untuk memastikan bahwa biochar tersebut bisa bekerja semestinya dibutuhkan suatu instrument untuk mengukur perfoma dan memantaunya. Untuk itulah IoT (Internet of things) pada sektor ini dibutuhkan. Seberapa lambat nutrisi pupuk lepas  (how slow can you go) bisa diukur dan dipantau secara akurat, cepat dan tepat. Dengan cara ini pula produktivitas sawit bisa diprediksi. Luasan lahan pada perkebunan sawit yang mencapai ribuan atau puluhan ribu hektar juga bukan menjadi halangan. Luas lahan perkebunan sawit Indonesia yang saat ini diperkirakan mencapai 17 juta hektar dan di Malaysia yang mencapai 5 juta hektar, tentu perusahan-perusahaan sawit tersebut juga berupaya mencapai level sustainibility terbaiknya sesuai tuntutan zamannya. Hal ini sehingga aplikasi biochar pada perkebunan sawit ini akan menjadi trend bahkkan standar operasionalnya. Entry point dengan memastikan performance biochar dengan IoT menjadi pertimbangan penting.

Aplikasi biochar ini juga mengikuti aturan 4Rs yakni right source (bahan baku biochar yang sesuai), right place (area aplikasi yan tepat), right rate (takaran atau dosis yang tepat) dan right timing (waktu yang tepat). Sifat-sifat fisika dan kimia biochar berbeda tergantung pada bahan baku dan proses produksinya. Dengan mengikuti aturan 4R tersebut maka performa biochar bisa dimaksimalkan. Di sisi lain modernisasi pada industri sawit juga terus ditingkatkan. Persepsi masyarakat pekerjaan di perkebunan sawit yang disingkat 3D (dangerous, difficult, dirty) akan bertahap diubah dengan mekanisasi, otomatisasi dan digitalisasi. Rasio pekerja terhadap lahan kebun saat ini yang berkisar 1 : 8 ha akan ditingkatkan menjadi dua kali lipat lebih menjadi 1 : 17,5 ha dengan modernisasi di atas sehingga upah pekerja juga bisa ditingkatkan. Modernisasi tersebut diharapkan akan bisa membantu mengatasi kedua isu penting di atas dengan aplikasi biochar tersebut.  

Bisnis Protein Pakan Ternak dari Produk Samping Pabrik Sawit

Pakan ternak adalah mata rantai pangan bagi manusia. Kebutuhan pakan juga akan terus meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk atau populasi manusia. Bahkan sejumlah perusahaan pakan ternak memiliki pabrik-pabrik pakan ternak dengan kapasitas produksi sangat besar atau jutaan ton setiap tahunnya, untuk lebih detail baca disini. Diprediksi populasi manusia akan berjumlah 9 milyar jiwa pada 2050. Sembilan milyar orang yang diprediksi tinggal di planet bumi tahun 2050 tersebut, butuh tambahan protein 250 juta ton per tahun atau naik 50% dibandingkan hari ini. Kebutuhan protein tersebut akan bisa dipenuhi salah satunya dari sektor peternakan dan supaya industri peternakan bisa mencapai targetnya maka dibutuhkan industri pakan ternak.

Tidak hanya untuk manusia, protein juga merupakan salah satu unsur utama bagi pakan ternak dan diantara unsur-unsur pakan ternak protein paling mahal. Hal inilah mengapa produksi protein untuk pakan ternak merupakan hal penting bagi industri pakan pada khususnya atau industri peternakan pada umumnya. Dunia khususnya Eropa kekurangan unsur protein pakan ternak tersebut. Hal inilah mengapa ada organisasi di Eropa yang mendorong penggunaan serangga sebagai sumber protein pakan tersebut yakni IPIFF (International Platform of Insects for Food and Feed). Jenis serangga yang diijinkan untuk dikembangbiakkan oleh komisi Eropa untuk maksud tersebut meliputi hanya 7 spesies serangga yakni 3 jenis jangkrik, 2 jenis ulat dan 2 jenis lalat. Selain telah menentukan dan melegitimasi beberapa jenis serangga tersebut, ternyata protein dari serangga tersebut tidak 100% untuk pakan ternak, tetapi sekitar 30% untuk pangan yang dikonsumsi manusia. 

Bungkil sawit (PKE / Palm Kernel Expeller)  adalah produk samping atau limbah dari pabrik minyak kernel sawit atau PKO (palm kernel oil) dengan kandungan protein berkisar 15%. Dibandingkan pabrik CPO, pabrik PKO lebih sedikit. Hal ini karena tidak semua pabrik CPO juga memiliki pabrik PKO. Diperkirakan perbandingan pabrik CPO berbanding pabrik PKO adalah 10 : 1. Dengan jumlah pabrik CPO di Indonesia saat ini sekitar 1.000 unit maka jumlah pabrik PKO diperkirakan hanya 100 unit. Bungkil sawit ini sangat potensial digunakan sebagai pakan maggot. Budidaya maggot dari bungkil sawit akan menghasilkan maggot kualitas premium. Dengan kandungan utama protein (~ 45%) maka maggot akan menjadi sumber protein pakan berkualitas tinggi. Sedangkan apabila budidaya maggot tersebut menggunakan lumpur sawit (palm oil sludge) atau bagian dari limbah cair pabrik CPO maka kualitas maggot yang dihasilkan tidak sebaik apabila diberi pakan dari bungkil sawit. Akan tetapi dengan banyaknya pabrik CPO maka potensi produksi maggot dari lumpur sawit ini juga tidak kalah besar. 

Produk-produk yang bisa dihasilkan dari peternakan maggot ini antara lain maggot kering, tepung maggot, dan minyak maggot, serta produk samping berupa kotorannya. Produk-produk dari maggot berupa maggot kering,minyak maggot dan tepung maggot adalah bahan pakan untuk unggas, ikan dan hewan peliharaan. Produksi pakan dunia diperkirakan sekitar 1 milyar ton setiap tahunnya dengan komposisinya sebagai berikut yakni, produksi pakan unggas diperingkat pertama dengan porsi 45% atau hampir setengah produksi pakan dunia, disusul urutan kedua pakan babi 11%, ketiga ruminansia 10% dan sisanya lain-lain seperti pakan ikan, binatang peliharaan dan kuda. Negara-negara besar produsen pakan ternak dunia yakni China dengan porsi mencapai 19,6% disusul sejumlah negara yakni Amerika dengan 17,4%, Brazil 6,8% lalu negara-negara seperti Mexico, Spanyol, India, Russia, Jepang dan Jerman juga merupakan produsen-produsen besar pakan ternak. sisanya oleh negara-negara seluruh dunia. 

Kotoran maggot yang merupakan produk samping atau limbah dari peternakan maggot tersebut bisa digunakan sebagai pupuk organik yakni pupuk organik padat dan pupuk organik cair. Penggunaan pupuk tersebut bisa digunakan pada berbagai perkebunan dan pertanian termasuk juga pada perkebunan sawit itu sendiri. Dan bahkan akan lebih baik lagi apabila pupuk organik tersebut ditambahkan atau diperkaya biochar sehingga menjadi pupuk lepas lambat (slow release fertilizer) dan meningkatkan efisiensi penggunaan haranya (NUE : Nutrient Use Efficiency). 

Meng-upgrade Industri Sawit di Indonesia

Dengan luas perkebunan sawit Indonesia yang mencapai sekitar 15 juta hektar dan pabrik sawitnya mencapai 1000 unit, maka upaya meng-upgrade industri sawit menjadi penting dan strategis. Produksi minyak sawit atau CPO Indonesia per tahun sekitar 46 juta ton (sedangkan Malaysia di urutan kedua sekitar 19 juta ton/tahun).  Upaya meng-upgrade industri sawit tersebut akan meningkatkan produktivitas / efisiensi, sustainability dan mendorong penciptaan produk/pasar baru serta nilai tambah kelapa sawit. Hal-hal yang bisa diupgrade meliputi sejumlah bidang kunci antara lain bioenergi, biomaterial dan oleokimia, pangan dan pakan, kesuburan tanah (lahan, tanah dan budidaya), pasca panen dan pengolahan, pengolahan limbah dan lingkungan serta  sosial ekonomi, manajemen dan bisnisnya. 

Salah satu hal konkrit yang bisa dilakukan adalah produksi biochar dari limbah pabrik sawit khususnya tandan kosong sawit (empty fruit bunch) dan sabut sawit (mesocarp fiber). Produksi biochar dengan pirolisis akan menghasilkan excess energy (syngas & biooil) yang bisa digunakan sebagai bahan bakar boiler pada pabrik sawit. Selanjutnya aplikasi biochar dengan pupuk pada perkebunan sawit akan menjadi slow release fertilizer (SRF) sehingga  meningkatkan efisiensi penggunaan nutrisi (NUE/nutrient use efficiency). Kondisi banyaknya perkebunan sawit yang berada pada tanah masam juga akan menjadi meningkat pH -nya ketika ada aplikasi biochar tersebut. 

Pada operasional perkebunan sawit, pupuk adalah komponen biaya tertinggi sehingga apabila bisa meningkatkan efisiensi pupuk akan memberi keuntungan signifikan. Penggunaan biochar menjadi solusinya, yakni dengan SRF tersebut. SRF juga meminimalisir pencemaran lingkungan akibat pemakaian pupuk. Sedangkan pada operasional pabrik sawit energi adalah komponen vitalnya, dan apabila ini bisa memaksimalkan penggunaan limbah yang tidak punya nilai ekonomis tentu akan sangat ekonomis selain tentu saja mengatasi masalah lingkungan akibat limbah tersebut. Saat ini untuk bahan boiler pabrik sawit menggunakan sabut sawit dan sebagian cangkang sawit (PKS/palm kernel shell) sedangkan umumnya tandan kosongnya belum dimanfaatkan, padahal cangkang sawit ini bisa langsung dijual dan laku keras. Hal ini sehingga apabila sumber energi hanya berasal dari sabut sawit dan tandan kosong maka 100% cangkang sawit bisa dijual. Hal tersebut bisa dilakukan dengan pirolisis.

Biochar di dalam tanah mampu bertahan ratusan bahkan ribuan tahun. Biochar yang berasal dari limbah pertanian seperti tandan kosong dan sabut sawit tersebut akan menjadi carbon sink melalui simpanan karbon (carbon sequestration), sehingga konsentrasi CO2 di atmosfer berkurang sepanjang biochar tidak terdekomposisi. Dari perspektif iklim hal ini sangat bermanfaat dan nantinya bisa mendapatkan kompensasi berupa carbon credit. Sejumlah standar dan metode verifikasi-nya untuk memudahkan monetisasinya sedang dikembangkan saat ini.

Tandan kosong dan sabut sawit adalah limbah dari pabrik sawit sedangkan aplikasi biochar di perkebunan sawit. Manajemen pada industri sawit pada umumnya memisahkan antara divisi pabrik dan divisi kebunnya sehingga perlu cara pengelolaan baru apabila produksi biochar dengan pirolisis ini dilakukan. Selain penggunaan biochar tersebut untuk kebun inti, penggunaannya juga bisa untuk kebun plasma. 

Pabrik Sawit Masa Depan : Produsen CPO, Biochar dan Hidrogen Sekaligus

Faktor efisiensi, mengoptimalkan potensi dan perbaikan iklim seharusnya bisa dilakukan sekaligus pada industri kelapa sawit. Hal tersebut bisa dilakukan yakni dengan mengganti tungku pembakaran pada boilernya dengan pirolisis sehingga bahan bakar boiler terutama berupa biooil produk samping pirolisis, dengan produk utama biochar dan membangun unit biogas untuk produksi hidrogen sebagai produk akhir. Biochar akan digunakan sebagai pembenah tanah (soil amendment) bersama dengan pupuk sehingga menjadi pupuk lepas lambat (slow release fertilizer), sehingga efisiensi penggunaan pupuk (NUE : nutrient use efficiency) meningkat. Penggunaan biochar sebagai carbon sequestration yakni dengan penggunaan bersama pupuk tersebut juga akan memberi penghasilan tambahan dari carbon credit. Tanah-tanah masam ataupun tanah-tanah kering akan lebih baik kesuburannya dengan aplikasi biochar tersebut.

Selanjutnya limbah cair atau POME (palm oil mill effluent) digunakan untuk bahan baku biogas. Dengan komponen utama biogas berupa metana (CH4) maka dengan steam reforming metana tersebut akan bereaksi dengan kukus / steam pada suhu 700-1100 C dengan adanya katalis nikel menjadi hidrogen / H2 dan dan karbonmonoksida / CO. Untuk memaksimalkan produksi hidrogen H2 selanjutnya karbonmonoksida / CO yang dihasilkan dikenai shift reaction, maka akan terjadi produk hidrogen / H2 dan karbondioksida / CO2. Reaksi tersebut berjalan pada suhu 400-500 C ataupun pada suhu lebih rendah yakni 200-400 C. Pada suhu lebih tinggi shift reaction biasa menggunakan katalis besi oksida atau kromium, sedangkan pada suhu lebih rendah katalis yang biasa digunakan adalah tembaga, zinc oxide dan alumina, yang membantu mengurangi konsentrasi CO hingga dibawah 1%.