Not Only Reduce Steam Cost, but Also Reduce Water Treatment Cost for Boiler Feed Water and Even Also Increase Revenue with EFB Cogeneration

Walaupun limbah biomasa berlimpah di pabrik sawit, tetapi penggunaan boiler yang efisien juga dibutuhkan. Penggunaan limbah biomasa yang efisien sesuai dengan jenis / spesifikasinya juga akan memberikan keuntungan tambahan bagi pabrik sawit. Semakin lama limbah-limbah biomasa tersebut semakin beragam pemanfaatannya bahkan idealnya hingga zero waste. Selain sabut (mesocarp fibre) yang biasanya digunakan 100% dan ditambah sejumlah cangkang sawit / PKS (palm kernel shell) dan kadang juga sedikit tandan kosong sawit / EFB (emty fruit bunch), boiler yang efisien akan mengoptimalkan jenis dan jumlah biomasa tersebut. Misal cangkang sawit sebagai komoditas yang bisa dijual penggunaannya sesedikit mungkin untuk bahan bakar boiler, sehingga semakin banyak yang bisa dijual yang menambah keuntungan pabrik sawit tersebut. 

Photo diambil dari sini

Apakah bisnis utilitas seperti membeli steam dari perusahaan lain dibutuhkan? Bisnis utilitas seperti menjual steam, panas atau listrik memang mulai bermunculan, lebih detail baca disini. Perusahaan – perusahaan tertentu banyak yang terbantu dan terima bersih produk utilitas sesuai keinginan mereka. Mereka tidak mau repot-repot mengoperasikan boiler termasuk mencari bahan bakarnya. Tetapi bagi pabrik sawit yang dalam operasionalnya menghasilkan banyak limbah biomasa yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar akan lebih praktis dan efisien untuk mengoperasikan sendiri boilernya. Dan itu telah menjadi praktek umum di pabrik sawit sejak lama. Hal ini sehingga bekerjasama dengan perusahaan utilitas untuk mendapatkan steam dan listrik, bukan solusi efektif. Solusi efektifnya adalah penggunaan boiler yang efisien seperti dijelaskan di atas.

Selain itu terkait air umpan boiler untuk meningkatkan efisiensi atau merngurangi biaya dan ramah lingkungan, maka teknologi AOP yakni alat elektrokimia digunakan. Dengan metode ini, selain tidak menggunakan bahan kimia sehingga ramah lingkungan, juga akan meningkatkan umur pakai bagi membran RO (reverse osmosis) yang merupakan janung unit pengolahan air tersebut. Tidak hanya membran RO yang akan memiliki masa pakai lebih lama, tetapi juga activated carbon filter dan ion exchange resin, yang merupakan tahapan pengolahan air tersebut. Selain ramah lingkungan teknologi ini juga lebih sejalan dengan misi keberlanjutan. 

Dan terkait operasiona boiler bahkan untuk meningkatkan volume cangkang sawit yang bisa dijual maka kogenerasi tandan kosong sawit bisa dilakukan. Dengan cara ini tandan kosong yang selama ini menjadi imbah biomasa yang mencemari lingkungan dan sebagian besar pabrik sawit belum mengolahnya lalu dibakar untuk menghasilkan panas dan abu potassium. Kandungan potassiumnya di atas 30% pada abu tersebut akan menjadi pupuk berkualitas yang bisa dijual atau digunakan di kebun sendiri. Sedangkan panas dari pembakaran tandan kosong digunakan untuk tambahan energi bagi boiler (kogenerasi). Dengan cara itu maka 100% cangkang sawit bisa dijual bahkan diexport. 

Jika pemakaian cangkang sawit untuk bahan bakar boiler tersebut mencapai 50% maka dengan penggunaan teknologi tersebut berarti akan ada 50% cangkang yang bisa direcovery atau diambil kembali atau 100% cangkang bisa dijual atau bahkan diexport. Misalnya suatu pabrik sawit dalam kondisi biasa bisa menjual PKS sebanyak 2.000 ton/bulan maka dengan penggunaan teknologi tersebut pabrik sawit tersebut menjadi bisa menjual PKS sebanyak 4.000 ton/bulan. Tentu peningkatan volume pasokan cangkang yang sangat signifikan untuk menambah pendapatan, untuk lebih detail baca disini.  

OPT Briquette dan EFB Briquette untuk Konsumsi Boiler Biomasa Industri Kapasitas Menengah

Semakin berkembangnya bisnis utilitas yakni khuususnya penyeadiaan steam/kukus dan listrik untuk industri berbasis energi terbarukan khususnya biomasa maka kebutuhan akan bahan bakar biomasa semakin besar, lebih detail baca disini. Demikian juga apabila industri tersebut melalui unit utilitasnya untuk produksi steam dan listriknya berbasis bahan bakar biomasa tersebut. Selain bahan bakar biomasa, kualitas air sebagai bahan baku steam dan produksi listrik tersebut (dengan steam turbine)juga sangat penting dan harus menjadi perhatian. Kualitas air yang baik akan membuat performa optimum produksi steam dan listrik tersebut dan peralatan (boiler, heat exchanger, steam turbine dan cooling tower) tahan lama dan juga sebaliknya. Kualitas air yang baik ibarat darah yang sehat bagi tubuh kita sehingga seluruh organ bekerja optimal.

Limbah padat industri sawit adalah bahan baku potensial bahan bakar biomasa tersebut. Limbah padat tersebut adalah tandan kosong sawit / EFB (Empty Fruit Bunch) dan batang sawit / OPT (Oil Palm Trunk). Limbah tandan kosng sawit / EFB dihasilkan dari operasional pabrik sawit dengan prosesntase sekitar 22% dari tandan buah segar (TBS), sedangkan limbah batang sawit dihasilkan dari program replanting / peremajaan kebun sawit yang jumlahnya juga sangat berlimpah, untuk lebih detail baca disini. Pemanfaatan kedua limbah biomasa tersebut untuk produksi bahan bakar biomasa khususnya biomass briquette akan sangat bagus. Tetapi mengapa diolah menjadi briquette ? 

Keunggulan briquette dibandingkan pellet, selain secara teknis adalah skala bisnisnya. Secara teknis, produksi briquette mensyaratkan ukuran partikel lebih longgar, demikian juga kadar air. Konsumsi energi per ton produksi briquette juga lebih kecil dibandingkan dari produdsi pellet. Hal inilah sehingga produksi EFB briquette dan OPT briquette lebih cocok untuk sebuah pabrik sawit yang dikonsumsi oleh industri kapasitas menengah. Sebuah pabrik sawit dengan kapasitas 45 ton/jam TBS akan menghasilkan EFB sekitar 10 ton/jam, dengan operasinal pabrik sawit 20 jam/hari maka sehari akan dihasilkan sekitar 200 ton. Dengan kadar air sekitar 60% berarti setelah pengeringan akan dihasilkan sekitar 100 ton/hari (kadar air 10%) atau 2.500 ton/bulan. 

Demikian juga apabila menggunakan bahan baku limbah batang sawit / OPT yang tergantung pada rasio atau persentase lahan yang direplanting setiap tahunnya. Replanting sendiri adalah upaya untuk terus menjaga produktivitas perkebunan sawit itu sendiri, selain penggunaan bibit unggul dan intensifikasi, untuk lebih detail baca disini. Misalkan dengan luas lahan 10.000 hektar dan setiap tahun dilakukan replanting seluas 5% lahan atau 500 hektar. Dengan rata-rata setiap hektar kebun sawit terdiri 125 pohon dan setiap pohonnya memiliki rata-rata berat kering 0,4 ton, maka per hektar di dapat 50 ton berat kering biomasa. Dengan luasan 500 hektar berarti 25.000 biomasa batang sawit kering (kadar air 10%) setiap tahunnya atau bisa diolah menjadi OPT briquette dengan kapasitas sekitar 2.000 ton/bulan. 

Boiler biomasa sebagai alat pengguna produk biomass briquette (EFB briquette / OPT briquette) bisa menggunakan berbagai teknologi pembakaran seperti moving grate, stoker, reciprocating grate dan sebagainya. Pilihan tersebut tergantung pada biaya atau harga boiler tersebut dan juga tingkat efisiensi-nya. Dan selain bahan bakar biomasa tersebut untuk sejalan dengan program dekarbonisasi dan sustainibilty, air untuk operasional boiler yakni boiler feed water ataupun air pendingin bagi alat penukar panas (heat exchanger / condensor) sangat penting. Hal tersebut diibaratkan seperti darah bagi tubuh manusia sehingga apabila darahnya sehat maka semua organ akan berfungsi dengan baik dan optimal. Apabila darah kotor disirkulasikan ke seluruh tubuh, misalnya karena gagal ginjal, maka organ-organ tubuh juga otomatis akan rusak dan tidak lama manusia akan menemui kematiannya. 

Untuk menjaga kualitas air pada produksi steam melalui boiler, boiler feed water / demin water harus benar-benar sesuai dengan spesifikasi operasional boiler tersebut. Semakin tinggi tekanan boiler maka dibutuhkan kualitas air semakin tinggi atau air yang semakin murni. Dan apabila steam tersebut digunakan untuk produksi listrik maka setelah steam menggerakkan turbine maka steam perlu dikondensasikan dengan alat penukar panas (heat exchanger / condensor) sehingga berubah fase menjadi cair lagi dan masuk ke boiler lagi. Alat penukar panas tersebut membutuhkan air pendingin yang terus digunakan berulang kali, sehingga perlu cooling tower. Tidak hanya boiler feed water / demin water yang perlu memenuhi spesifikasi teknis yang dipersyaratkan, demikian juga air pendingin untuk kondenser ini. Dengan volume air disirkulasi hingga ribuan ton per jam dan beroperasi 24 jam per hari (sama seperti operasional boiler) di cooling tower tersebut maka sejumlah masalah air pada cooling tower perlu diatasi secara efektif dan efisien. Sejumlah masalah air yang terjadi pada cooling tower bisa dibaca disini. 

Selain untuk produksi listrik, demikian juga apabila steam tersebut digunakan untuk proses dalam pabrik tertentu. Apabila steam tersebut kemudian dikondensasikan lalu menjadi cair dan masuk ke boiler lagi, hal tersebut berarti membutuhkan cooling tower sama seperti pada produksi listrik di atas. Water treatment technology yang efisien dan ramah lingkungan sehingga tidak menghasilkan polusi sekunder dan mudah dalam operasional dan perawatan akan sejalan dengan visi dekarbonisasi dan sustainibility tersebut. Dan dengan visi dekarbonisasi dan sustainibilty akan semakin optimal atau semakin ideal pada unit utilitas tersebut yakni dengan penggunaan energi terbarukan berbasis biomasa dan penggunaan water treatment techology yang ramah lingkungan tersebut.     

Sumber Energi untuk Data Center Antara Pertumbuhan dan Keberlanjutan serta Peran Bioenergi

Pusat data adalah fasilitas fisik yang menampung sistem komputer dan infrastruktur terkait, seperti server dan penyimpanan, yang digunakan untuk menyimpan dan memproses data. Mereka ini membentuk fondasi kekuatan komputasi suatu negara, dan menjadi sebuah ketergantungan inti dalam membangun Kecerdasan Buatan (AI) berskala besar.Dan khusus pusat data AI ini lebih boros energi. Menurut Badan Energi Internasional (IEA), pusat data AI tipikal saat ini menggunakan energi sebanyak 100.000 rumah tangga, sementara pusat-pusat AI besar saat ini mengonsumsi sekitar 20 kali lipat jumlah tersebut ( 2 juta rumah tangga).

Daya komputasi yang dibutuhkan untuk mendukung pertumbuhan AI juga meningkat dua kali lipat kira-kira setiap 100 hari. Sebagai contoh Malaysia bahwa tidak mengherankan jika konsumsi energi pusat data di Malaysia diproyeksikan melonjak hingga lebih dari 5.000 MW pada tahun 2035, yaitu 40 persen dari kapasitas daya Semenanjung Malaysia saat ini, atau 11,1 persen dari kapasitas daya Malaysia yang diproyeksikan pada tahun 2035. Sedangkan di Indonesia. Sedangkan proyeksi konsumsi listrik data center di Indonesia melonjak signifikan, diprediksi mencapai 5.200 MW pada 2034 dan bahkan bisa mencapai 12.000 MW pada 2033.  Dan kapasitas saat ini tahun 2025 baru sekitar 274 MW dan dengan prediksi pertumbuhan 16,8% per tahun bisa mencapai target >2.000 MW di 2029. 

Setidaknya ada 2 pendorong utama pertumbuhan industri pusat data ini. Pertama, faktor sisi permintaan meliputi pertumbuhan cloud dan AI, bersama dengan meningkatnya permintaan global akan kapasitas penyimpanan dan pemrosesan data dalam tugas sehari-hari seperti jejaring sosial, e-commerce, dan penyimpanan data. Kedua, faktor sisi penawaran meliputi ketersediaan sumber daya seperti listrik dan air, konektivitas serat optik dan ketersediaan lahan. 

Pada perkembangan pertumbuhan industri pusat data, dengan tinggi atau borosnya konsumsi energi untuk pusat data telah berkontribusi pada kenaikan harga listrik bagi penduduk dan usaha kecil. Setiap negara harus mengambil pelajaran dari studi kasus ini saat berupaya mencapai keseimbangan antara pertumbuhan dan keberlanjutan. Sebagai contoh yakni di Georgia, AS, pasar pusat data dengan pertumbuhan tercepat di AS, Georgia Power melaporkan bahwa 80 persen dari proyeksi peningkatan permintaan energi sebesar 8.200 MW pada tahun 2030 terkait dengan rencana pusat data yang akan dibuka di negara bagian tersebut. Untuk mengatasi peningkatan permintaan listrik, tarif listrik dasar telah dinaikkan dan pembangunan pembangkit listril tenaga nuklir (PLTN) baru.

Georgia merupakan pasar yang menarik untuk pusat data, mengingat harga listrik yang relatif rendah, dengan tarif listrik industri sekitar 42 persen di bawah rata-rata nasional AS. Keringanan pajak yang besar juga dijanjikan, dengan setidaknya US$163 juta dihapuskan dalam pengumpulan pajak negara bagian dan pajak penjualan lokal setiap tahun sejak tahun 2022. Tetapi sejak tahun 2023, rata-rata pelanggan perumahan Georgia Power membayar US$43 lebih banyak per bulan menyusul kenaikan tarif dasar listrik. Untuk menanggapi tantangan ini, Rancangan Undang-Undang Senat diajukan untuk melindungi pelanggan perumahan dan komersial dari tagihan listrik yang lebih tinggi karena investasi besar-besaran perusahaan listrik untuk memenuhi kebutuhan energi kecerdasan buatan. 

Upaya untuk  mengatasi peningkatan permintaan energi bagi pusat data sekaligus mengurangi dampak lingkungannya perlu dilakukan. Pendekatan yang biasa dilakukan adalah  optimalisasi Efektivitas Penggunaan Daya (Power Use Effectiveness / PUE) dan metrik terkait, serta peralihan ke energi terbarukan.  Penggunaan energi terbarukan untuk pusat data masih belum banyak dilakukan ataupun kalau sudah dilakukan maka kapasitasnya masih kecil yakni kurang dari 5%. Jenis energi terbarukan juga masih memprioritaskan matahari, dan angin yang bersifat intermittent. 

Para pelaku industri juga menyatakan bahwa sifat intermiten energi surya (setidaknya tanpa sistem penyimpanan baterai yang dikembangkan dengan baik) tidak menjadikannya sumber energi yang ideal untuk pusat data, mengingat kebutuhan untuk menjaga agar pusat data tetap beroperasi 24 jam sehari, 7 hari seminggu. Dengan kapasitas pembangkitan surya yang terbatas, pusat data sering mengandalkan generator diesel cadangan. Meskipun diesel terbarukan (biodiesel dan green diesel) merupakan pilihan yang tersedia, saat ini belum ada peraturan yang mendorong transisi ini. 

Biomasa sebagai sumber energi atau bioenergi bagi pusat data tersebut masih sangat minim. Biomasa tersebut bisa digunakan langsung pada pembangkit listrik biomasa(PLTBm) dimana tipe CFB sangat umum digunakan ataupun dengan cara cofiring pada pembangkit listrik (PLTU) batubara. Selain itu juga bisa memanfaatkan biomasa sebagai sumber energi dan juga produksi biochar yakni dengan teknologi pirolisis, seperti perusahaan di AS ini. Syngas dari pirolisis tersebut sebagai sumber energi yang bersifat carbon neutral dan biochar sebagai produk utama untuk carbon sequestration / CCS sehingga operasionalnya carbon negative.  

Bisnis Utilitas untuk Pabrik Sawit

Ketika prioritas untuk mendapatkan keuntungan maksimal, pengelolaan lingkungan yang baik dan kemudahan, efisiensi serta stabilitas produksi menjadi pilihan, maka bisa jadi masalah atau urusan utilitas pada pabrik sawit dikerjasamakan dengan pihak lain. Spesialisasi tersebut menjadi penting karena pilihan prioritas di atas. Masalah utilitas yang dimaksud adalah listrik dan kukus (steam). Listrik dihasilkan dari steam turbine dan steam dihasilkan dari boiler. Steam tekanan tinggi masuk steam turbine untuk menggerakkan generator dan menghasilkan listrik dan steam tekanan rendah output dari steam turbine digunakan untuk proses sterilisasi TBS. Pengolahan air (water treatment) untuk umpan boiler juga bagian dari masalah utilitas tersebut, demikian juga untuk operasional boiler hingga menghasilkan output berupa listrik dan steam tersebut. 

Terkait kerjasama atau model bisnisnya pabrik sawit bisa membayar untuk listrik dan steam yang diterimanya. Tetapi karena bahan bakar atau energi untuk menghasilkan listrik dan steam berasal dari pabrik sawit maka tentu saja harganya lebih murah. Apabila saat ini hampir semua pabrik sawit menggunakan bahan bakar boilernya dari sabut (mesocarp fibre) dan cangkang sawit (palm kernel shell), maka dengan spesialisasi ini maka bisa saja sabut dan tandan kosong sawit yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber energi sedangkan cangkang sawit bisa 100% dijual bahkan dieksport. Cangkang sawit sebagai bahan bakar biomasa memang bisa langsung dijual dan banyak peminat, dan juga merupakan pesaing utama wood pellet di pasar global bahan bakar biomasa. 

Dengan kondisi tersebut maka ada upaya peningkatan efisiensi produksi utilitas seperti steam dan listrik seoptimal mungkin, bahkan tidak hanya teknologi pembakaran dengan static grate, moving grate, reciprocating grate hingga fluidized bed, tetapi bahkan juga dimungkinkan penggunaan pyrolysis. EFB atau tandan kosong sawit yang sebelumnya banyak tidak diolah dan menjadi masalah lingkungan bisa menjadi sumber energi potensial sehingga 100% cangkang sawit / pks dari pabrik sawit bisa dikomersialisasi / dijual. Dan bahkan apabila penyedia utilitas tersebut menggunakan pirolisis maka akan didapat juga biochar. Biochar banyak memberi keuntungan terkait kesuburan tanah dan iklim.