Memaksimalkan Keuntungan Pabrik Sawit dengan Kogenerasi Pemanfaatan Tankos dan Export Cangkang Sawit

Sebagai sebuah perusahaan yang berorientasi profit, tentu memaksimalkan profit adalah hal yang wajar dan terus diupaykan. Selain dengan peningkatan efisiensi, hal lain yang bisa dilakukan adalah dengan inovasi sehingga menciptakan atau mengembangkan usaha baru. Apalagi jika inovasi dalam rangka penciptaan usaha / bisnis baru tersebut, juga menjadi solusi masalah lingkungan yakni pemanfaatan limbah biomasa pabrik sawit tersebut. Pada pabrik sawit pada umumnya limbah tandan kosong / EFB (empty fruit bunch) belum dimanfaatkan ataupun jika dimanfaatkan belum optimal atau masih ala kadarnya, seperti pengomposan tandan kosong / EFB tersebut. 

EFB atau tandan kosong sawit adalah limbah biomasa pabrik sawit yang jumlahnya sangat besar sekitar 22% tetapi umumnya belum dimanfaatkan dan hanya mencemari lingkungan. Dengan pemanfaatan EFB dengan kogenerasi tersebut selain akan mengatasi masalah limbah tandan kosong sawt tersebut maka juga akan dihasilkan panas atau energi untuk menggantikan penggunaan PKS / palm kernel shell sebagai bahan bakar boiler dan juga dihaslkan pupuk abu kalium / potassum organik yang berkualitas tinggi. 

Apabila PKS yang digunakan untuk bahan bakar boiler tersebut mencapai 50% maka dengan penggunaan teknologi tersebut berarti akan ada 50% PKS yang bisa direcovery atau diambil kembali atau 100% PKS bisa dijual atau diexport. Misalnya suatu pabrik sawit dalam kondisi biasa bisa menjual PKS sebanyak 3.000 ton/bulan maka dengan penggunaan teknologi tersebut pabrik sawit tersebut menjadi bisa menjual PKS sebanyak 6.000 ton/bulan. Tentu peningkatan pasokan PKS yang sangat signifikan.

Bahkan apabila diaplikasikan pada skala yang lebih besar / makro yakni di Indonesia dengan produksi CPO sekitar 50 juta ton/tahun maka produksi PKS sebenarnya adalah sekitar 12,5 juta ton/tahun. Tetapi dengan praktek pemanfaatan sebagai bahan bakar boiler selama ini katakan mencapai 50% dari produksi PKS maka sebenarnya jumlah PKS yang bisa dijual / export oleh pabrik sawit adalah 6,25 juta ton / tahun. Nah, dengan penggunaan teknologi tersebut atau pemasangan peralatan (kogenerasi tungku EFB) maka jumlah PKS yang bisa dijual / export akan mendekati atau sama dengan produksi PKS dalam neraca massa atau diagram di atas tersebut (tidak dikurangi dengan yang dibakar dalam boiler pabrik sawit). 

PKS atau cangkang sawit kebutuhannya semakin meningkat seiring dengan trend dekarbonisasi global. Dan bahkan PKS atau cangkang sawit ini adalah kompetitor utama wood pellet di pasar bahan bakar biomasa global. Pengguna PKS atau cangkang sawit besar berasal dari Jepang dan Eropa. Export PKS ke Jepang biasanya sekitar 10.000 ton/shipment dan kalau untukke Eropa biasanya minimal 30.000 ton/shipment karena jaraknya lebih jauh dan dengan handymax vessel atau bahkan panamax vessel. Kogenerasi tungku EFB (empty fruit bunch) dengan boiler pabrik sawit akan meningkatkan volume PKS atau cangkang sawit yang bisa dijual atau diexport. Implementasi inovasi teknologi ini selain fastest track dan practical, juga multi-benefits sehingga layak untuk dipertimbangkan. Dan bahkan ini akan bisa jadi trend bahkan standar operasional di pabrik-pabrik sawit di Indonesia yang jumahnya mencapai sekitar 1000 unit. 

Optimalisasi Operasional Pabrik Sawit untuk Memaksimalkan Keuntungan dengan Pemanfaatan Limbah Tankos

Sebagai perusahaan yang berorientasi profit, perusahaan sawit juga akan melakukan berbagai hal yang diperlukan untuk memaksimalkan keuntungannya yakni baik pada operasional pabrik sawitnya maupun pada perkebunannya. Semakin efisien operasional pabrik sawit, demikian juga di perkebunannya maka akan semakin tinggi keuntungan yang didapat. Meminimalisir dampak lingkungan dari limbah yang dihasilkan bahkan zero waste, serta menjadi bagian praktek yang pengelolaan lingkungan yang bertanggungjawab dan berkelanjutan (sustainable) bahkan termasuk bagian dari solusi iklim merupakan bagian penting industri ini yang tidak bisa ditinggalkan. Hal itulah mengapa pabrik-pabrik sawit harus melakukan inovasi untuk mencapai kondisi optimal tersebut.  Untuk mencapai kondisi tersebut bisa dilakukan dengan mengevaluasi praktek yang dilakukan saat ini dan mencari solusi lebih baik tersebut.

Produksi CPO atau minyak mentah sawit membutuhkan kukus / steam untuk proses sterilisasinya. Hal inilah mengapa pabrik sawit pasti membutuhkan boiler untuk proses produksinya, untuk lebih detail baca disini. Steam / kukus dari boiler tersebut juga digunakan untuk pembangkit listrik dengan steam turbine untuk menggerakkan generator. Untuk operasional boiler tersebut umumnya dilakukan dengan membakar sabut (mesocarp fiber) dan sebagian cangkang sawit (palm kernel shell), sehingga sebagian cangkang sawit masih bisa dijual bahkan untuk export. Praktek umum pabrik sawit ini juga sudah berjalan puluhan tahun, tetapi ternyata masih banyak limbah biomasa dari pabrik sawit yang belum termanfaatkan terutama tandan kosong kelapa sawit atau EFB (empty fruit bunch) yang porsinya sekitar 23% dari tandan buah segar (TBS) yang diolah. Tankos sawit atau EFB ini biasanya hanya ditumpuk di belakang pabrik sawit dan cenderung akan mencemari lingkungan.  

Tankos sawit atau EFB tersebut bisa diolah menjadi biochar. Produksi biochar dengan proses thermal baik pirolisis atau gasifikasi akan menghasilkan energi sebagai cogeneration pada pabrik sawit. Cogeneration menjadi solusi jitu untuk produksi biochar sekaligus memasok kebutuhan energi untuk operasional boiler. Dengan cara ini maka 100% cangkang sawit bisa dijual atau bahkan dieksport artinya keuntungan perusahaan sawit semakin besar. Tetapi untuk memaksimalkan produksi biochar pirolisis adalah pilihan yang cocok. Hal ini karena teknologi gasifikasi adalah untuk memaksimalkan produk gas sedangkan pirolisis untuk memaksimalkan produk padat (biochar).  Produk-produk samping dari pirolisis juga bermanfaat bagi industri sawit. 

Tandan kosong (tankos) atau EFB adalah limbah padat dari produksi minyak sawit atau CPO yang jumlahnya paling banyak. Hal inilah yang membuat banyak produsen mesin yang membuat mesin pengolah tankos ini. Sebagian besar mesin yang dibuat adalah alat untuk memotong dan mengepres tankos tersebut sehingga kadar airnya turun dan ukurannya menjadi lebih kecil. Tetapi baik kadar air dan ukuran tankos sebagai output mesin atau peralatan tersebut masih belum memenuhi syarat untuk bisa diolah lanjut menjadi biochar. Tipikal output tersebut lebih dari 4 inch dan kadar air lebih dari 45%. Tankos atau EFB harus memiliki kadar air rendah yakni 10% dan bisa dengan ukuran kurang dari 1 inch untuk produksi biochar ataupun sebagai bahan bakar di boiler. 

Untuk bisa mendapatkan tankos atau EFB dengan tingkat kekeringan atau kadar air 10%, maka waste heat recovery dari pabrik sawit bisa dimanfaatkan untuk proses pengeringan tersebut. Limbah biomasa lainnya dari industri sawit bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar atau sumber energi panas untuk pengeringan tankos atau EFB tersebut. Dengan memanfaatkan limbah-limbah biomasa tersebut maka operasional pabrik bisa semakin efisien sehingga keuntungan semakin maksimal dan ramah lingkungan dengan zero waste. 

Pengolahan Tankos Sawit : untuk Pellet, Briket atau Biochar ?

Tandan kosong (tankos) atau EFB adalah limbah padat dari produksi minyak sawit atau CPO yang jumlahnya paling banyak. Hal inilah yang membuat banyak produsen mesin yang membuat mesin pengolah tankos ini. Sebagian besar mesin yang dibuat adalah alat untuk memotong dan mengepres tankos tersebut sehingga kadar airnya turun dan ukurannya menjadi lebih kecil. Tetapi baik kadar air dan ukuran tankos sebagai output mesin atau peralatan tersebut masih belum memenuhi syarat untuk bisa diolah lanjut menjadi pellet, briquette atau bahkan biochar. Tipikal output tersebut lebih dari 4 inch dan kadar air lebih dari 45%. Tankos atau EFB harus memiliki kadar air rendah yakni 10% dan ukuran 5-6 mm untuk bisa dibuat pellet atau briquette, dan kurang dari 1 inch untuk produksi biochar. 

Untuk mendapatkan bahan baku yang sesuai untuk produksi pellet, briquette maupun biochar, tankos yang telah dipotong-potong dan dipress tersebut masih perlu dikecilkan ukurannya (size reduction) dan diturunkan kadar airnya hingga sekitar 1/3-nya sehingga cukup kering. Peralatan seperti hammer mill atau crusher dibutuhkan untuk mnngecilkan ukuran dan alat pengering seperti rotary dryer dibutuhkan untuk menurunkan kadar air. Semakin kecil ukuran bahan (particle size) dan semakin rendah kadar air atau semakin kering maka semakin besar energi dibutuhkan. Peralatan seperti hammer mill dan rotary dryer belum menjadi bagian integral untuk pengolahan tankos saat ini. Tetapi biasanya produsen pengolah tankos sawit, juga memproduksi alat press untuk kernel untuk poduksi minyak kernel atau PKO di pabrik pengolahan kernel atau KCP (kernel crushing plant) dengan produk samping berupa bungkil sawit atau PKE (palm kernel expeller). 

Pertimbangan pemilihan produksi pellet, briquette maupun biochar dari tankos sawit sangat tergantung dari kesiapan bisnisnya. Diperkirakan ada 30 juta ton per tahun tankos sawit kering di Indonesia dan 10 juta ton per tahun tankos sawit kering di Malaysia untuk bahan baku produk-produk tersebut. Pemanfaatan limbah tankos sawit selain menjadi solusi masalah limbah di pabrik sawit juga akan memberikan keuntungan tambahan bagi pabrik atau perusahaan sawit tersebut. Seberapa besar keuntungan biasanya juga sebanding dengan investasi dan kapasitas produksi yang dilakukan. Dengan melimpahnya potensi bahanbaku dan daya dorong sustainibility serta zero waste maka limbah tankos sawit akan menjadi bisnis baru yang menarik.   

Cogeneration pada Pabrik Sawit dengan Pirolisis, Langkah Awal Produksi dan Implentasi Biochar

Analoginya seperti halnya cofiring yang dilakukan pada pembangkit pembangkit listrik batubara dengan mencampur bahan bakar biomasa dengan rasio tertentu sebagai upaya dekarbonisasi sektor energi di pembangkit listrik. Sedangkan di pabrik sawit, cogeneration dengan pirolisis sebagai langkah awal inovatif memasuki era carbon negative dengan aplikasi biochar, produk utama pirolisis tersebut. Dan karena semua pabrik sawit memang menggunakan bahan bakar biomasa untuk operasional pabriknya maka sudah merupakan berbasis bahan bakar carbon neutral, tidak seperti pembangkit listrik batubara berbasis bahan bakar carbon positive karena berasal dari fossil.

Berbeda dengan cofiring yang mencampur bahan bakar batubara dan biomasa dengan rasio tertentu lalu dibakar bersama dalam tungku pembakaran seperti pulverized combustion, maka cogeneration dilakukan dengan menghasilkan energi secara terpisah tetapi output energinya untuk penggunaan atau khususnya boiler yang sama. Ini dilakukan karena bisa jadi jenis bahan bakarnya berbeda seperti bahan bakar padat dengan bahan bakar cair ataupun teknologi menghasilkan energi tersebut berbeda. Dengan cogeneration tersebut berarti tidak semua energi dihasilkan dari satu sumber energi atau energi dari cogeneration adalah sumber energi sekunder untuk memenuhi kebutuhan energi total, dan dalam hal cogeneration di pabrik sawit ini, energi dari pembakaran (combustion) masih menjadi energi primer-nya. 

Lalu kenapa kok tidak langsung full pyrolysis saja ? Lebih mudah, secara bertahap bagi pabrik sawit mengadopsi teknologi pirolisis dan karakteristiknya. Karena (slow) pyrolysis tujuannya untuk maximize solid / biochar maka produk samping berupa excess energy (syngas dan biooil) sebagai sumber bahan bakar boiler, nilai kalornya tidak sebanyak pembakaran (combustion) yang memang tujuannya untuk maximize heat. Hanya sekitar 1/3 excess energy tersebut berkontribusi (cogeneration) sebagai bahan bakar boiler. Dengan kata lain apabila langsung full pyrolysis maka jumlah biomasa sebagai bahan baku pyrolysis menjadi 3 kali lipat atau unit pyrolysis menjadi sangat besar sehingga semua limbah biomasa pabrik sawit terpakai, dan pabrik tidak bisa menjual cangkang sawitnya.

Keuntungan apa yang didapat oleh pabrik sawit apabila melakukan cogeneration dengan pyrolysis untuk produksi biochar antara produk biocharnya bisa untuk menghemat pemakaian pupuk di perkebunan sawit, mengatasi masalah limbah tandan kosong sawit sehingga pabrik sawit bisa zero waste, cangkang sawit yang selama ini digunakan untuk bahan bakar boiler bisa dijual sehingga menambah pendapatan, produktivitas tandan buah segar (TBS) kelapa sawit meningkat, aplikasi biochar di kebun sawit juga sebagai solusi iklim (carbon sequestration / carbon sink) sehingga bisa mendapat kompensasi carbon credit dan dengan pengelolaan limbah yang baik bahkan zero waste dan aplikasi biochar di kebun-kebun sawit maka perusahaan sawit akan mendapat citra yang baik pada aspek lingkungan dan keberlanjutan (sustainibility).

Mengoptimalkan Pirolisis dan Biochar pada Industri Sawit

Produksi CPO Indonesia saat ini mencapai sekitar 50 juta ton per tahun dengan luas lahan mencapai sekitar 17,3 juta hektar. Ini berarti rata-rata produksi CPO per hektar adalah 2,9 ton saja atau per satu juta hektar menghasilkan 2,9 juta ton. Apabila biochar digunakan dan terjadi kenaikan 20% berarti terjadi kenaikan 10 juta ton CPO per tahun dan ini setara menghemat lahan sekitar 3,5 juta hektar, atau penggunaan biochar akan memperlambat pembukaan hutan untuk perkebunan sawit. 

Rata-rata kecepatan luas perkebunan sawit Indonesia adalah 6,5% per tahun atau ekuivalen sekitar 1 juta hektar per tahun untuk 5 tahun terakhir, sedangkan peningkatan produksi buah kelapa sawit atau TBS (tandan buah segar) rata-rata hanya 11%.  Bahkan perluasan lahan sawit terbesar terjadi pada tahun 2017 yakni bertambah seluas 2,8 juta hektar.  Dengan membuka hutan 1 juta hektar produksi CPO nasional hanya naik 11% sedangkan tanpa perlu membuka hutan yakni dengan aplikasi biochar bisa terjadi kenaikan produktivitas 20%. Dan kenaikan 20% yield tbs (tandan buah segar) penggunaan biochar adalah estimasi rendah.

Target ideal

Dengan jumlah pabrik sawit di Indonesia yang mencapai lebih dari 1000 unit dan puluhan juta ton limbah biomasa khususnya tandan kosong (tankos) sawit tentu volume produksi biochar yang dihasilkan juga sangat besar. Selain itu teknologi pirolisis bisa menggantikan teknologi pembakaran yang umumnya digunakan di pabrik-pabrik sawit untuk menghasilkan kukus / steam untuk produksi listrik dan sterilisasi tandan buah segar pada produksi CPO. Dengan bahan baku pirolisis menggunakan tankos sawit dan bisa menggantikan cangkang sawit, maka 100% cangkang sawit bisa dijual atau di eksport. Penjualan cangkang sawit atau PKS (palm kernel shell) tersebut tentu akan memberi tambahan keuntungan yang menarik bagi perusahaan sawit tersebut. Cangkang sawit atau PKS adalah kompetitor utama wood pellet di pasar biomasa global. 

Selain itu penggunaan biochar juga menghemat pemakaian pupuk dan biaya operasional tertinggi pada perkebunan sawit adalah pupuk sehingga ini sangat relevan. Puluhan milyar biaya yang dikeluarkan untuk pupuk bisa dikurangi dengan penggunaan biochar, apalagi biocharnya berasal dari limbah sendiri sehingga otomatis juga akan menjadi solusi pengelolaan limbah biomasa. Termasuk juga biopestisida dan pupuk organik cair juga bisa dihasilkan dari proses pirolisis tersebut. Carbon credit adalah potensi bisnis berikutnya. Hal ini karena aplikasi biochar ke tanah untuk pertanian atau perkebunan tersebut sebagai upaya carbon sequestration / carbon sink. 

Keuntungan yang bisa didapat dari carbon credit biochar ini juga besar bahkan secara global biochar carbon credit menempati peringkat pertama atau lebih dari 90% dalam Carbon Dioxide Removal (CDR) yang terdata di cdr.fyi. Tetapi memang banyak produsen besar biochar yang tidak menjual carbon creditnya karena adanya persyaratan metodologi oleh perusahaan-perusahaan carbon standar seperti Puro Earth dan Verra, dan produsen-produsen biochar itu telah nyaman dengan bisnis penjualan biocharnya, apalagi produsen-produsen tersebut telah ada (established) sejak sebelum carbon credit tersedia untuk biochar.  

EFB Pellets dengan Potassium (K) dan Chlorine (Cl) Rendah Untuk Pembangkit Listrik

Pabrik-pabrik sawit yang memiliki excess energy khususnya energi listrik akan lebih leluasa untuk mengembangkan bisnisnya. Kelebihan energi listrik tersebut bisa saja berasal dari produksi listrik yang berasal dari pemanfaatan biogas. Limbah cair (pome) dari pabrik sait adalah bahan baku untuk produksi biogas tersebut. Pabrik sawit dengan kapasitas produksi 30 ton TBS/jam akan mampu menghasilkan listrik 1 MW dan demikian seterusnya. Salah satu produk yang bisa diolah dari pemanfaatan limbah padat sawit sekaligus juga pengembangan usaha tersebut dengan memanfaatkan excess energy tersebut adalah pellet tankos atau EFB Pellet. Dengan tinggi harga cangkang sawit atau PKS dan wood pellet, maka daya dorong atau kebutuhan EFB pellet semakin meningkat. Kesadaran global terkait dekarbonisasi atau CO2 removal (CDR) atau CO2 reduction adalah daya dorong utamanya.

Selain itu produksi EFB pellet juga bisa dilakukan oleh perusahaan tersendiri dengan membeli bahan baku tankos atau EFB dari pabrik-pabrik sawit. Dengan kondisi di Indonesia dimana masih sangat sedikit pabrik-pabrik sawit yang memiliki unit biogas sehingga ada suplai listrik dan bisa mengolah EFB menjadi EFB pellet, maka EFB masih banyak yang belum dimanfaatkan dan menjadi limbah yang mencemari lingkungan. Hal ini membuat perusahaan produsen EFB pellet tidak perlu kuatir terhadap pasokan bahan baku EFB atau tankos tersebut. Bahkan karena jumlah atau volume EFB atau tankos sangat banyak, pabrik EFB pellet akan kewalahan terhadap melimpahnya bahan baku tersebut.  

Tetapi karena kandungan EFB atau tankos (ash chemistry) yang tinggi akan potassium dan chlorine maka penggunaan EFB pellet menjadi terbatas atau hanya bisa digunakan pada tipe pembangkit listrik tertentu khususnya stoker dan fluidized bed. Padahal sebagian besar pembangkit listrik saat ini menggunakan teknologi pulverized combustion. Hal tersebut sehingga kandungan kimia abu pada tankos atau EFB harus dibuat seramah mungkin dengan boiler khususnya yang berteknologi pulverized combustion tersebut. Hal tersebut bisa dilakukan sehingga kandungan kimia abu berupa potassium  (K) dan chlorine (Cl) hanya skurang dari 2000 ppm. Potasium atau kalium (K) dengan titik leleh rendah menyebabkan terjadinya deposit atau kerak pada pipa penukar panas (Heat Exchanger) di boiler sehingga efisiensi pertukaran panas menurun sedangkan chlorine (Cl) bersifat korosif sehingga memperpendek umur pakai peralatan. Treatment yang dilakukan bahkan sukses mengurangi K dan Cl hingga 80% sehingga masalah pengotoran (fouling thickness) dan korosivitas juga berkurang 80%.  Dengan jumlah pabrik sawit di Indonesia yang mencapai sekitar 1000 unit tentu jumlah tankos atau EFB yang bisa diolah menjadi EFB pellet juga sangat besar.  

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.   

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.