Produsen Terbesar Biomasa Itu Adalah Wilayah Khatulitistiwa

Indonesia adalah negara yang dilalui garis khatulistiwa sehingga beriklim tropis dengan   matahari bersinar sepanjang tahun dengan rata-rata 12 jam setiap harinya. Jumlah gunung berapi yang banyak tersebar diberbagai kepulauannya membuat tanahnya juga subur. Apalagi dengan curah hujan yang tinggi yakni 2700 mm/tahun atau tiga kali lebih tinggi dari rata-rata dunia yang hanya 900 mm/tahun menjadikan Indonesia juga sangat ideal untuk pertanian dan perkebunan berbagai jenis tanaman. Curah hujan Indonesia lebih Indonesia lebih tinggi pula dibanding India (1.080 mm), Amerika (715 mm), China (645 mm), Brasil (1.750 mm), Argentina (591 mm) dan bahkan Thailand (1.625 mm). Hanya dua negara tetangga kita yang mampu melampaui curah hujan Indonesia yakni Malaysia (2.875 mm) dan Papua Nugini (3.140). Bahkan seharusnya kita akan lebih bersyukur lagi apabila dibandingkan negara seperti Yordania (111 mm), Qatar (74 mm), Arab Saudi (59 mm) dan Mesir yang hanya mendapatkan curah hujan 51 mm pertahun. Produksi biomasa untuk energi juga optimal dengan kondisi iklim tersebut. Skenario karbon netral dengan menggunakan biomasa sebagai bahan bakar untuk mengurangi bahkan menggantikan batubara sudah banyak dilakukan bahkan telah menjadi kebijakan negara, seperti Jepang, Korea, China, dan sejumlah negara di Eropa. Dalam waktu yang tidak lama lagi diperkirakan akan banyak negara menerapkan program atau kebijakan sejenis. Integrasi kebun energi dan peternakan untuk optimalisasi pemanfaatan lahan bisa dilakukan dengan skenario 5F Project For The World!.

Secara empiris dengan kondisi iklim Indonesia yang berada di khatulistiwa tersebut membuat produksi biomasa kayu-kayuan menjadi lebih cepat secara signifikan. Proses photosintesis dengan pancaran sinar matahari sepanjang tahun tersebut adalah faktor mengakselerasi pertumbuhan dan produksi biomasa kayu-kayuan tersebut. Kebun-kebun energi seharusnya banyak dibuat di berbagai daerah di Indonesia, mengingat banyaknya lahan atau tanah yang tersedia. Berdasarkan pada faktor-faktor diatas tanaman rotasi cepat seperti kaliandra dan gamal dalam waktu 1 tahun sudah bisa dipanen kayunya di Indonesia dengan jumlah yang sama untuk poplar dan willow yang ditanam di negara sub-tropis selama 4 tahun. Sebuah perbedaan yang nyata. Berdasarkan analisis kebun energi juga memberikan keuntungan lebih besar dibandingkan dengan perkebunan kelapa sawit, lebih jauh bisa dibaca disini.

Di negeri-negeri subtropis, seandainya toh lahan mereka subur, matahari tidak menyinari penunjang sepanjang tahun. Bahkan di musim dingin, tanaman-tanaman berhenti tumbuh dan baru tumbuh kembali di musim berikutnya, maka musim berikutnya ini disebut musim semi. Sedangkan di negeri-negeri gurun , mereka mendapat limpahan sinar matahari yang panjang, tetapi mereka hanya memiliki hujan yang sangat sedikit. Sehingga tidak banyak yang bisa tumbuh di negeri gurun.

Tetapi lahan yang subur, hujan yang melimpah dan matahari sepanjang tahun-pun tidak banyak memberi manfaat bila manusia yang tinggal di dalamnya tidak cerdas. Ketika kita tidak cerdas dalam mengelola bumi, sumber daya yang melimpah tidak menjadikan kita unggul dibandingkan bangsa lain-malah bisa menjadi musibah seperti yang terjadi dengan musibah tahunan asap kita. Lebih utama dari itu semua adalah petunjuk-petunjuk-Nya yang sangat detail dan meliputi segala sesuatu (QS 2:185 dan 16:85). Maka ketika petunjuk ini tidak kita gunakan, kecerdasan kita hanya akan menghasilkan ilmu-ilmu dugaan/prasangka (dzon), dugaan-dugaan tersebut sementara kelihatan benar tetapi baru kemudian hari diketahui kesalahannya. 

Indonesia juga sangat potensial sebagai produsen terbesar wood pellet dunia. Produksi wood pellet dengan kebun energi atau pepohonan tersebut juga sangat sejalan dengan konsep Islam. Tercukupinya atau swasembada kebutuhan pangan, energi dan air adalah tujuan jangka panjang 5F Project For The World tersebut. Sekali lagi potensi Indonesia luar biasa sebagai produsen biomasa terbesar di dunia, sehingga bumi yang 'ijo royo-royo' ini menjadi incaran para pengusaha energi terbarukan masa depan.

CPO Untuk Bahan Bakar Pembangkit Listrik

Tidak hanya pada pembangkit listrik dengan bahan bakar padat seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) yang menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya secara bertahap menggunakan energi terbarukan berupa biomasa seperti wood pellet untuk mengurangi kadar CO2 di atmosfer, tetapi juga telah merambah ke pembangkit listrik berbahan bakar cair. Sebagian pembangkit listrik tersebut menggunakan biodiesel, dan bahkan dengan teknologi fleksibilitas bahan bakarnya, minyak dari tumbuhan bisa digunakan secara langsung seperti CPO (crude palm oil) atau minyak mentah sawit. Penyedia mesin atau peralatan pembangkit listrik tersebut seperti Wartsila dan MAN. Walaupun secara keseluruhan porsi atau prosentase bahan bakar atau energi terbarukan belum besar tetapi secara bertahap telah memasuki berbagai lini karena terutama daya dorong masalah lingkungan, perubahan iklim dan keberlanjutannya (sustainibility). Masalah keberlanjutan (sustainibility) mendapat perhatian besar untuk saat ini.

Indonesia sebagai produsen CPO terbesar di dunia, memiliki peran strategis sebagai pemasok bahan bakar tersebut maupun membuat pembangkit listrik dengan bahan bakar CPO. Sejumlah negara telah menggunakan CPO sebagai bahan bakar pembangkit tersebut karena didukung kebijakan pemerintah negara yang bersangkutan berupa berbagai insentif. Selain CPO pada dasarnya hampir semua minyak tumbuh-tumbuhan bisa digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik dengan teknologi fleksibilitas bahan bakar tersebut.

Kebun Energi Gamal Pilihan Korea?

Ada banyak persamaan antara kaliandra dan gamal, antara lain keduanya merupakan kelompok leguminoceae, kayunya memiliki nilai kalor tinggi, mudah tumbuh, cocok dibudidayakan untuk kebun energi dengan kemampuan trubus cepat setelah dipanen kayunya, dan bisa diintegrasikan dengan usaha peternakan dengan memanfaatkan hijauan daunnya. Tetapi gamal (gliricidae sepium) lebih mudah dan banyak dijumpai di berbagai tempat. Hal ini karena gamal memiliki beberapa kelebihan dibanding kaliandra yakni sebagai pohon naungan, tanaman pagar dan tiang bangunan sederhana. Gamal juga bisa tumbuh diberbagai tempat dan jenis tanah, terbukti dari pinggiran laut sampai pegunungan tinggi. Sedangkan untuk sektor energi, kayu kaliandra memiliki kelebihan lebih cepat kering sehingga bisa segera dimanfaatkan atau lebih mudah untuk diproses lebih lanjut.

Sebagai kelompok leguminoceae baik gamal maupun kaliandra mampu menyuburkan tanah karena akarnya yang mampu mengikat nitrogen dari atmosfer, meningkatkan bahan organik tanah, perbaikan karakteristik fisik tanah, aerasi dan drainase, mengurangi erosi permukaan tanah, menurunkan temperatur tanah dan mengurangi penguapan air tanah. Tanah-tanah kritis, marjinal maupun lahan tidur akan bisa diperbaiki dengan tanaman leguminoceae tersebut. Masalah materi essential manusia seperti air, energi dan pangan juga bisa dicukupi dengan perkebunan tersebut. Seperti halnya kaliandra, untuk optimalisasinya gamal juga bisa diintegrasikan pada program 5F projects for the world!

Ketersediaan bahan organik pada berbagai tanaman perkebunan

Sejak menerapkan RPS  (Renewable Portofolio Standard)  tahun 2012 Korea berkomitmen untuk meningkatkan penggunaan energi terbarukan khususnya biomasa dan lebih khusus lagi wood pellet pada sektor energinya. Berdasar RPS tersebut Korea mensyaratkan PLTU batubara untuk minimum menggunakan 2% energi terbarukan pada 2012, dengan peningkatan 0,5% /tahun sampai 2020.  Pada tahun 2020 mereka akan membutuhkan minimum 10% energi terbarukan dengan komposisi diharapkan 60% energi terbarukan berasal dari biomasa kayu, sedangkan 40% sisanya dari sumber lain. Cangkang sawit (palm kernel shell) juga menjadi solusi jangka pendek dan menengah, dan wood pellet untuk jangka panjangnya. Sejak beberapa tahun lalu beberapa kebun energi gamal telah dibuat dengan bekerja sama dengan Korea. Walaupun sampai saat ini produksi wood pellet dengan gamal secara komersial belum terealisasi, tetapi nampaknya tidak akan lama lagi direalisasikan. Beberapa daya dorongnya antara lain ketersediaan cangkang sawit (palm kernel shell) terbatas, wood pellet dari bahan baku limbah-limbah kayu juga terbatas, dan biomass pellet dari berbagai limbah pertanian kualitasnya rendah serta sering membutuhkan berbagai treatment / proses sebelum dipelletkan. Nampaknya gamal akan segera dibudidayakan secara massif untuk memenuhi energi terbarukan di Korea.

Memasyarakatkan Wood Briquette Sebagai Bahan Bakar Terbarukan da Ramah Lingkungan Bagian 2

Salah satu hambatan atau bottle-neck kurang tersosialisasinya wood briquette adalah belum tersedianya kompor wood briquette tersebut. Kompor wood briquette yang dirancang khusus untuk membakar wood briquette sehingga bisa dimanfaatkan untuk memasak adalah faktor pendukung utama supaya wood briquette diterima oleh pasar rumah tangga dan industri kecil menengah. Industri makanan dan farmasi terutama membutuhkan bahan bakar yang 'bersih' berbasis biomasa seperti wood briquette. Aroma maupun citarasa makanan tidak berubah ataupun kontaminan pada industri farmasi bisa diminimalisir.

Supply wood briquette juga lebih mudah dilakukan karena proses produksi dan teknologi juga telah dikuasai. Semua peralatan bahkan telah bisa dibuat atau difabrikasi sendiri di dalam negeri termasuk extruder atau screw press yang merupakan alat ini dari pembriketan. Berbeda dengan wood pellet yang pelletisers masih harus import karena belum bisa dibuat didalam negeri. Investasi untuk mesin produksi atau peralatan wood briquette juga lebih murah dibandingkan wood pellet, bahkan bisa mendekati setengahnya.

Untuk mengumpankan atau memasukkan wood briquette ke dalam kompor dilakukan secara manual, hal ini karena ukuran wood briquette jauh lebih besar dari wood pellet. Pada kompor wood briquette biasanya dipasang pintu pada bagian atas untuk memasukkan briket tersebut. Sedangkan pada wood pellet pemasukkannya bisa dilakukan dengan screw conveyor karena wood pellet ukurannya kecil dan bisa dituang (pourable). Selain itu wood briquette juga memiliki bentuk yang bermacam-macam seperti silinder, heksagonal, balok, dan sebagainya. Bentuk-bentuk briket tersebut terbentuk karena teknologi pembriketannya yang berbeda-beda, seperti bisa dibaca disini. Dan semua bentuk briket tersebut bisa menggunakan kompor briket tersebut asalkan ukuran dan panjangnya sesuai. Pembriketan pada umumnya juga lebih mudah daripada pemelletan. Bahan baku yang berhasil dibriket belum tentu bisa dibuat pellet tetapi tidak sebaliknya.

Contoh kompor briket dari India, photo diambil dari sini 
 

Kompor untuk penghangat ruangan dan memasak di Eropa yang semula menggunakan bahan bakar potongan kayu,bisa digantikan dengan wood briquette

Efisiensi kompor juga bisa tinggi ketika panas dari pembakaran tersebut tidak hilang atau lepas ke lingkungan. Wood briquette memiliki kadar air yang rendah atau kekeringan tinggi sehingga asap yang terjadi dari pembakaran juga minimal. Dengan harga wood briquette lebih murah per-satuan kalori panas dibandingkan LPG, maka menggunakan wood briquette juga akan memberikan penghematan. Operasional kompor yang lebih mudah dan praktis akan lebih mendorong pemakaian wood briquette tersebut. Kompor tersebut juga bisa dilengkapi TEG (thermo-electric generator) untuk mendapatkan listrik kecil.

Tandan kosong kelapa sawit

Briket tankos sawit

Selain limbah-limbah kayu sehingga menghasilkan wood briquette, limbah-limbah pertanian juga bisa dibuat menjadi biomass briquette, seperti sekam padi, kulit kacang, kulit kopi, tandan kosong kelapa sawit (TKKS), tongkol jagung, baggase, pelepah sawit dan sebagainya. Sejumlah limbah tersebut banyak tersedia di sejumlah daerah di Indonesia. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) atau EFB (empty fruit bunch) misalnya banyak terdapat di pabrik-pabrik sawit. TKKS tersebut apabila bisa dibriket akan lebih mudah dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

HTI dan Wood Pellet

Potensi luasnya lahan dan kondisi iklim tropis harus senantiasa kita syukuri. Mensyukuri nikmat Allah SWT yang satu ini dengan cara tidak merusaknya dan memanfaatkan untuk mencukupi kebutuhan hidup manusia serta menjaga kelestariannya atau istilah hari ini keberlanjutannya (sustainibility). Luasnya lahan hutan  tanaman industri (HTI) yang belum dikelola secara optimal menjadikan manfaat dan kelestariannya juga kurang optimal. Padahal ada banyak manfaat apabila pengelolaannya maksimal dan bukan hanya manfaat ekonomi tetapi juga manfaat lingkungan yang tak ternilai harganya. Membiarkan tanah kosong tidak ditanami apa pun hanya membuat lahan tersebut terbengkalai, tandus dan bisa menyebabkan penggurunan (desertifikasi). Padahal kebutuhan manusia akan pangan, energi dan air senantiasa meningkat seiring meningkatnya jumlah manusia. Pangan, energi dan air inilah kebutuhan materi essential manusia sehingga ia bisa bertahan hidup dan melahirkan generasi penerusnya. Salah satu skenario untuk mendapatkan pangan, energi dan air tersebut adalah 5F project for the world. Produksi atau pengembangan energi pepohonan juga sesuai dengan petunjuk Al Qur'an.

Moratorium Sawit
Moratorium sawit yang ramai didengungkan saat ini, walaupun secara resmi belum diberlakukan adalah momen tepat untuk mempertimbangkan kebun energi. Ditinjau dari permodalan atau investasi usaha kelapa sawit juga membutuhkan modal besar, selain itu masalah perawatan kebun dan kualitas lahan juga menjadi faktor penting dan membutuhkan biaya yang juga besar. Kebun energi dengan tanaman leguminoceae seperti kaliandra dan gamal (gliricidae), hanya membutuhkan perawatan yang mudah dan murah. Apalagi hanya membutuhkan waktu kurang lebih 1 tahun untuk bisa dipanen kayunya dan bisa dipanen terus menerus setiap tahunnya tanpa harus replanting. Leguminoceae adalah jenis tanaman perintis yang mampu menyuburkan tanah dengan simbiosis bakteri pengikat nitrogen pada akarnya. Berbeda dengan pohon sawit yang membutuhkan biaya perawatan dan pupuk yang tinggi, leguminoceae adalah sebaliknya. Pohon sawit juga membutuhkan air yang banyak, hal ini juga berkebalikan dengan leguminoceae. Kebun energi seperti kaliandra juga memberi manfaat penting yakni menjaga terpenuhinya pangan, energi dan air. Perbandingan antara keduanya juga bisa dibaca disini.

Kedaulatan dan produsen energi
Harus diakui bahwa saat ini Indonesia tidak lagi menjadi eksportir minyak bumi sehingga tidak lagi menjadi anggota OPEC tetapi sebagai negara importir minyak bumi yang semakin hari jumlahnya semakin bertambah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Sementara kebutuhan energi semakin meningkat dari hari ke hari akibat pertumbuhan penduduk. Semakin tinggi ketergantungan terhadap bahan bakar import tersebut semakin tidak berdaulat Indonesia dari sektor energi. Bahkan energi adalah sektor penting dan vital bagi kedaulatan satu negara sehingga perangkat kebijakan yang mengaturnya juga tidak sederhana. Di Sisi lain padahal sebenarnya terbuka peluang besar untuk berdaulat pada sektor energi salah satunya dengan kebun energi, yakni dengan memanfaatkan jutaan hektar tanah-tanah yang saat ini belum atau tidak dimanfaatkan. Selain berdaulat dari pada sektor energi, visi lebih jauh yakni menjadi produsen energi yang menyuplai kebutuhan energi khususnya energi terbarukan ke berbagai belahan dunia. Dengan potensi luasnya lahan tersebut bukan mustahil Indonesia menjadi produsen terbesar energi terbarukan dari biomasa yakni wood pellet. Walaupun proyeksi pemerintah hanya menargekan 17% energi terbarukan pada tahun 2025 melalui kebijakan energi nasional melalui Peraturan Presiden no. 5 tahun 2006.

Ada sejumlah keuntungan riil yang bisa didapat dari kebun energi baik berupa keuntungan ekonomi maupun keuntungan dari sisi lingkungan, seperti bisa dibaca disini. Produksi dan penggunaan wood pellet demikian juga. Skema atau diagram sederhana produksi wood pellet dari kebun energi kaliandra bisa dibaca disini.

Kebersihan Bahan Bakar Biomasa dan Efek Pada Pembakaran

Kebersihan pangkal kesehatan, begitulah peribahasa atau ungkapan yang sering kita dengar. Ternyata kebersihan tidak hanya berkaitan dengan masalah kesehatan, bahan bakar biomasa pun ternyata menganggap penting masalah 'kebersihan' tersebut. Kebersihan dalam artian terbebas dari sejumlah pengotor atau kontaminan (impurities). Sama seperti dalam bidang kesehatan, pengotor juga akan menimbulkan berbagai masalah dalam pengolahan dan pemanfaatannya. Semakin bersih bahan bakar biomasa tersebut maka semakin mudah dalam pengolahan dan pemanfaatannya menjadi semakin optimal juga. Bahan bakar biomasa yang biasanya digunakan oleh industri antara lain : wood chip, wood pellet, cangkang sawit atau PKS (Palm Kernel Shell), dan wood briquette. Wood pellet dan wood briquette sebagian besar menggunakan serbuk kayu seperti serbuk gergaji sebagai bahan bakunya, dan apabila ukuran bahan bakunya terlalu besar maka perlu dikecilkan hingga seukuran serbuk kayu tersebut. Proses pemadatan (densifikasi) serbuk kayu menjadi wood pellet dan wood briquette akan semakin mudah dan umur alat (lifetime) pemadatan tersebut menjadi lebih panjang apabila menggunakan serbuk kayu yang bersih. Sebagai contoh sebuah paku atau sekrup yang terikut dalam serbuk kayu ke pelletiser akan membuat kerusakan parah pada roller berupa menggerus alur-alur roller didalam pelletiser tersebut, sehingga magnetic separator perlu dipasang serbuk kayu diumpankan ke pelletiser. Wood chip dan cangkang sawit (PKS) yang bersih juga menjadi standar bagi sejumlah pembangkit listrik biomasa.

Ayakan Getar (Vibrating Screen) Untuk Pembersihan PKS; Photo diambil dari sini

Benda Asing Berupa Logam dari Pembersihan PKS; Photo diambil dari sini

Ayakan manual untuk pembersihan PKS

Proses pembersihan bahan bakar biomasa tersebut menjadi bagian tak terpisahkan bagi proses produksi bahan bakar tersebut. Alat seperti ayakan (screen) adalah alat yang biasa dipakai untuk pembersihan tersebut, dan sebagian menambahkan magnet untuk memisahkan pengotor-pengotor atau benda-benda asing dari logam. Ayakan (screen) dari manual hingga mekanis digunakan untuk pembersihan tersebut bahkan untuk mendapatkan tingkat kebersihan yang maksimal, maka ayakan tersebut dibuat bertingkat (multi-deck). Untuk kapasitas besar ayakan mekanis umum digunakan, baik bekerja secara getar (vibrating screen) maupun putar (rotary screen). Pada proses produksi wood pellet dan wood briquette, ayakan yang umum digunakan adalah ayakan putar (rotary screen) yang berfungsi selain memisahkan pengotor juga untuk mendapatkan ukuran partikel yang sesuai. Sedangkan ayakan getar (vibrating screen) biasa digunakan untuk pembersihan cangkang sawit (PKS). Pengumpanan ke ayakan (screen) tersebut biasanya menggunakan konyeyor. Untuk bahan baku dengan ukuran partikel cukup besar seperti cangkang sawit (PKS) dan wood chip jenis konyeyor ban berjalan (belt conveyor) umum digunakan, sedangkan untuk bahan baku serbuk kayu seperti serbuk gergaji maka konveyor ulir (screw conveyor) lebih disarankan, karena juga akan meminimalisir masalah debu.

Ayakan Getar (Rotary Screen) pada Pabrik Sawdust Briquette

Sawdust Briquette yang akan dikarbonisasi

Pengotor-pengotor atau benda-benda asing apa saja yang harus dihilangkan dari bahan bakar biomasa tersebut? Batu, kerikil, pasir, tanah, kaca, plastik, kain, kertas dan sejumlah logam adalah sejumlah pengotor yang pada umumnya harus dihilangkan semaksimal mungkin. Pada dasarnya pengolahan dan pemanfaatan bahan bakar biomasa tersebut akan memiliki tingkat toleransi yang berbeda-beda. Pembangkit listrik biomasa yang beroperasi dengan suhu tinggi akan membutuhkan kualitas kebersihan lebih tinggi atau tingkat toleransi kecil terhadap pengotor-pengotor tersebut. Demikian juga untuk produksi wood pellet dan wood briquette kapasitas besar, maka kualitas bahan Baku menjadi penting. Hal ini karena pada tekanan mekanis yang tinggi saat pemelletan atau pembriketan maka pengotor-pengotor tersebut berpotensi menimbulkan abrasi hebat sehingga alat-alat tersebut akan cepat aus. Lebih khusus pada cangkang sawit (PKS) yang beberapa waktu ini telah menjadi bahan bakar pembangkit listrik biomasa yang popular, keberadaan serabut dan tandan kosong sawit juga dianggap sebagai pengotor. Hal ini karena keberadaan benda-benda tersebut akan mengurangi nilai kalor dan beberapa unsur kimia dalam abunya tidak ramah atau menimbulkan masalah pada pipa-pipa boiler terutama yang beroperasi pada suhu tinggi.

Deposit (endapan) dan kerak abu pada pipa-pipa boiler

Pembentukan endapan (deposit) di pipa boiler

Faktor yang berpengaruh pada pembakaran biomasa terutama adalah nilai kalor, kadar air (moisture content),  kadar abu (ash content) dan kimia abu (ash chemistry). Semakin tinggi kadar abu maka nilai kalornya akan semakin kecil. Kandungan silika (Si), potassium (K) dan klorin (Cl) yang tinggi akan menimbulkan banyak masalah pada pembakaran (combustion) suhu tinggi. Sehingga bahan bakar biomasa harus dipilih sesuai penggunaannya atau jenis teknologi pemanfaatannya. Sebagai contoh serabut dan tandan kosong sawit mengandung unsur klorin (Cl) yang tinggi, akan menimbulkan korosi pada pipa-pipa boiler sehingga diperkirakan akan terjadi kebocoran pipa-pipa penukar panas boiler tersebut walaupun baru beroperasi kurang dari 10.000 jam. Tingginya kandungan potassium (K) dan silika (Si) akan membuat deposit atau kerak pada pipa-pipa boiler sehingga juga akan menganggu pertukaran panasnya. Selain pengotor atau benda-benda asing yang mengandung unsur kimia yang akan menjadi masalah pada boiler, pengotor atau benda-benda asing yang secara fisik berukuran besar seperti batu, serpihan beton, gumpalan semen, potongan besi dan sebagainya selain mengganggu pembakaran juga berpotensi mengganggu penanganan (handling) bahan bakar biomasa tersebut.

Melihat Tumpukan PKS Lebih Dekat

Sebagian besar PKS (palm kernel shell) atau cangkang sawit saat ini hanya ditumpuk di halaman terbuka (stockpile) untuk penyimpanannya. Kondisi tersebut membuatnya sangat terpengaruh dengan kondisi cuaca. Ketika cuaca panas pada bagian luar tumpukan PKS tersebut kering, tetapi bagian dalamnya masih tetap basah. Tumpukan PKS biasanya bisa mencapai ketinggian lebih dari 5 meter. Semakin tinggi tumpukan akan semakin sulit menjangkau kondisi di dalamnya. Ketika kondisi hujan pada bagian luar tumpukan menjadi basah, tetapi pada bagian masih lebih kering. Selanjutnya apa yang terjadi pada tumpukan PKS pada kondisi cuaca hujan maupun panas?

Sebagai bahan organik maka biomasa juga bisa mengalami dekomposisi baik dengan proses fisika , biologi maupun kimia. Semua biomasa tidak terkecuali PKS akan terdekomposisi seiring waktu mengeluarkan sejumlah gas beracun dan mengurangi konsentrasi oksigen, seperti karbon monoksida (CO), karbondioksida (CO2), dan metana (CH4). Sebagai produk atau komoditas yang akan dijual maka penurunan kualitas maupun kuantitas akibat proses dekomposisi tersebut sebisa mungkin untuk dihindari. Penanganan yang baik mulai dari pengumpulan, pembersihan, dan penyimpanan PKS akan meminimalisir terjadinya dekomposisi tersebut.

Dekomposisi biologi yang terutama terjadi pada tumpukan PKS tersebut. Sejumlah bahan organik pengotor PKS seperti serabut, minyak dan sebagainya akan mudah terdekomposisi secara biologi. Aktifitas mikroba dalam tumpukan PKS tersebut mendorong terjadinya fermentasi pada bahan organik. Semakin lunak dan tinggi kandungan airnya maka bahan organik tersebut akan semakin cepat terdekomposisi secara biologi, yakni fermentasi tersebut. PKS sendiri adalah material yang keras dengan kandungan lignin yang tinggi sehingga tidak mudah terfermentasi dalam waktunya singkat. Lantas bagaimana untuk tumpukan PKS yang dibiarkan selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun? Aktivitas mikroba seperti apa yang terjadi? Dan seberapa besar terjadi penurunan kualitas maupun kuantitas?

Pada produksi kompos, produksi CH4 atau metana biasanya terkait dekomposisi anaerob biomasa, sedangkan CO2 lebih pada dekomposisi aerob. Semakin tinggi temperature maka rasio CO/CO2 juga semakin besar. Semakin meningkat suhunya, baik CO2 dan CH4 juga semakin meningkat, dan CH4 menjadi semakin besar dibanding CO2 pada suhu lebih tinggi.

Komparasi dengan wood pellet
Sebagai perbandingan yakni pada penyimpanan wood pellet. Persamaan PKS dengan wood pellet adalah sama-sama bahan bakar biomasa yang memiliki nilai kalori yang hampir sama dan bisa dituang (pourable) sehingga dimungkinkan untuk pengumpanan otomatis (automatic feeding) dengan kalibrasi yang sangat akurat. Wood pellet dibuat atau diproduksi dengan memadatkan (densifikasi) serbuk kayu pada umumnya seukuran serbuk gergaji dengan kadar air berkisar 10%, menjadi berukuran panjang 10-20 mm dan diameter 3-12 mm. Wood pellet harus disimpan dalam ruang yang kering dan terlindung dari air/hujan. Penyimpanan wood pellet dalam jumlah besar yakni pada level kapasitas 30.000 ton ke atas, bisa menimbulkan masalah tersendiri. 

Penyimpanan wood pellet curah (bulk) kapasitas besar diatas terbukti menimbulkan emisi gas berbahaya dan panas (self-heating). Resin dalam bentuk gula dan senyawa organik dalam kayu melalui proses produksi wood pellet, mulai pecah selama penyimpanan pengapalan. Produsen-produsen wood pellet harus menyiapkan produk terbaik sehingga bisa diterima pembeli di seberang lautan dengan memuaskan. Penyiapan bahan baku berupa pengeringan kayu secara alami setelah ditebang sedang di ujicoba untuk meminimalkan emisi gas dan panas selama penyimpanan. Alasan dibalik metode tersebut adalah karena kayu cenderung memiliki kadar air bervariasi setiap tahunnya, sehingga pengeringan kayu secara alamiah akan mengurangi pecahnya senyawa kimia pada wood chip dan sawdust. Panas spontan dari tumpukan wood chip dan sawdust akibat dari oksidasi asam lemak tidak jenuh (unsaturated fatty acid) dan ekstraktif yang lain.

Sebuah kapal cargo yang memuat wood pellet dalam ruangan tertutup dilaporkan terdeteksi konsentrasi gas karbon monoksida (CO) sekitar 1% (10.000 ppm) pada hari ke 18 setelah dimuat (loaded). Konsentrasi oksigen pada saat itu juga menjadi kurang dari 1% dan emisi karbondioksida dari tumpukan  wood pellet tersebut 100-885 mg/ton/hari. Dan sudah umum diketahui bahwa konsentrasi yang tinggi dari karbon monoksida (CO) sangat berbahaya dan perlu dihindari. Sebuah analisa mengatakan bahwa gas tersebut terbentuk dari auto-oksidasi dari lemak dan asam lemak (fatty acid) di dalam kayu, tetapi faktor-faktor mendorong produksi gas tersebut belum sepenuhnya diketahui.

Sebuah kecelakaan fatal terjadi di pelabuhan Rotterdam tahun 2002 dan pelabuhan Helsingborg tahun 2006 memuat masalah keselamatan (safety) mendapat perhatian serius. Ditambah kecelakaan fatal terjadi lagi di Finlandia dan Jerman, masalah safety menjadi semakin mengemuka. Keracunan karbon monoksida (CO) tersebut telah menewaskan 5 orang dan cedera otak parah bagi sejumlah orang. Pada tahun 2005 IMO (International Maritime Organization) juga memasukkan wood pellet sebagai bahan berbahaya karena terbentuknya gas karbon monoksida (CO) yang menyebabkan defisiensi oksigen. Alat deteksi atau instrumentasi seperti oxygen-meter atau CO-meter dibutuhkan bagi awak kapal atau personel yang berurusan dengan wood pellet tersebut.

Aerasi yakni memasukkan udara (ambient air) yang mencukupi pada tumpukan wood pellet menjadi solusi untuk penyimpanan wood pellet. Tujuan dari aerasi wood pellet adalah untuk mendinginkan pellets, mengatur suhu pada tumpukan pellets, mencegah pemanasan biologis pada pellets basah, sirkulasi emisi gas, dan menghilangkan bau yang ditimbulkan dari emisi gas. Kecepatan reaksi kimia kemerosotan atau penurunan kualitas menjadi sangat lambat dan kadang-kadang tidak signifikan pada suhu rendah. Kenaikan reaksi kimia terlihat signifikan setiap kenaikan suhu 10 C, sehingga menjaga tetap pada suhu rendah adalah essensial pada wood pellet.

PKS
Tumpukan PKS di ruang terbuka tidak menimbulkan masalah berarti pada emisi gas berbahaya. Hal ini karena emisi gas berbahaya tersebut segera terurai di atmosfer karena berada pada ruang terbuka. Sedangkan panas akan menimbulkan masalah keselamatan (safety) pada pekerja yang mengelola tumpukan PKS tersebut. Semakin tinggi tumpukan dan semakin banyak kandungan bahan organik pengotornya maka tingkat oksidasi dan fermentasi semakin tinggi. Suhu dalam tumpukan tersebut menjadi semakin tinggi, yakni mencapai 70 - 80 C sehingga cukup panas terkena kulit atau kaki. Pihak pengelola PKS sering memasukkan air untuk mendinginkan suhu dalam tumpukan tersebut. Kualitas PKS akan rusak secara biologis apabila proses fermentasi tersebut berjalan dalam jangka waktu lama, yakni 6 bulan atau lebih. Memasukkan air tersebut akan mendinginkan suhu tumpukan yang juga berarti menurunkan kecepatan reaksi fermentasi tersebut. Menjaga kondisi tumpukan PKS tetap juga merupakan hal penting untuk menjaga kualitas dan kuantitas PKS tersebut. Kandungan unsur nitrogen (N) dalam PKS bisa juga dijadikan tolok ukur seberapa besar derajat fermentasi pada PKS tersebut khususnya dan bahan bakar biomasa pada umumnya. Ultimate analysis di laboratorium bisa untuk mengetahui unsur-unsur kimia dalam biomasa tersebut. Standar nitrogen (N) perlu dicantumkan untuk bahan bakar biomasa yang menurut European Standard (CEN) dikelompokkan dari kurang dari 0,3% sampai kelompok yang diatas 3%. 

Selain itu pengelola PKS juga sering melakukan aerasi dengan membolak-balik tumpukan tersebut. Alat mekanik berat seperti backhoe. Aerasi juga akan menurunkan suhu tumpukan akibat fermentasi selain itu dengan membolak-balik tersebut dengan adanya panas matahari akan mengeringkan atau menurunkan kadar air PKS tersebut. Pada dasarnya kedua metode diatas digunakan untuk tetap menjaga kualitas dan kuantitas PKS serta yang tidak kalah pentingnya adalah masalah keselamatan (safety).