Debarking dari Kayu Kebun Energi, Perlukah?

Mesin Debarking

Target pasar wood pellet adalah hal penting yang perlu diperhatikan. Apabila pembangkit listrik adalah pasar utama wood pellet tersebut, maka standar kualitas produk wood pellet mengikuti teknologi yang digunakan pembangkit listrik tersebut. Sedangkan apabila wood pellet untuk rumah tangga yang menginginkan kualitas premium maka wood pellet yang diproduksi juga mengikuti standar kualitas tersebut. Pasar wood pellet untuk pembangkit listrik membutuhkan besar, berbeda dengan pasar wood pellet untuk rumah tangga yang dijual dengan kemasan kecil atau pasar retail. Teknologi pembangkit listrik juga perlu dicermati sehingga wood pellet yang diproduksi bisa terserap semuanya. Teknologi pulverized dan fluidized bed combustion adalah teknologi yang paling banyak digunakan untuk pembangkit listrik. Pada teknologi pulverized combustion pada umumnya wood pellet tidak bisa digunakan 100% (kecuali dengan sejumlah modifikasi), sedangkan teknologi fluidized bed bisa menggunakan wood pellet maupun biomass pellet dari berbagai bahan baku. 

Apa itu debarking ? Mengapa perlu debarking ? Debarking adalah pemisahan kulit dari batang kayu, dengan tujuan untuk menurunkan kadar abu. Hal itu berarti bahwa jika kadar abu dari batang kayu dengan kulit tersebut bisa diterima oleh pengguna maka tentu saja debarking tidak perlu dilakukan. Untuk pembangkit listrik biasanya bisa menerima wood pellet sampai dengan kadar abu 2%  untuk standard pellet dan 6% untuk utility pellet. Sedangkan jika pengguna menghendaki produk wood pellet dengan kadar abu sangat rendah, premium pellet (kurang dari 1%), maka debarking wajib dilakukan. Spesies kayu yang digunakan juga berpengaruh terhadap kadar abu tersebut. Kebun energi hampir semua menggunakan tanaman rotasi cepat dan trubusan seperti gliricidia dengan kadar abu lebih dari 1% sehingga lebih sesuai untuk pembangkit listrik dan tidak perlu debarking. 

Pembangkit Listrik Fluidized Bed di Jepang

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah kimia abu. Kandungan potassium dan klorin pada abu tersebut adalah titik kritis yang perlu mendapatkan perhatian. Tanaman rotasi cepat pada umumnya memiliki kandungan potassium cukup tinggi daripada biomasa kayu pada umumnya. Hal tersebut membuat penggunaan pada pembangkit listrik khususnya pulverized combustion semakin dibatasi pada aplikasi cofiring. Sedangkan pada fluidized bed combustion karena suhu operasi lebih rendah maka bisa ditolerir dan dianggap tidak menimbulkan masalah. Hal tersebut berarti wood pellet dari kayu kebun energi kompatibel dengan pembangkit listrik biomasa dengan teknologi fluidized bed dan bisa digunakan untuk cofiring dengan prosentase tertentu untuk pulverized combustion.

Bahan Bakar Biomasa dan Wabah Korona

Sebenarnya virus corona sudah ditemukan sejak tahun 1960. 10%-30% virus dari jenis ini yang menyebabkan batuk pilek (common cold) pada orang-orang. Sebenarnya SARS dan MERS-CoV juga berasal dari jenis coronavirus. Dan di akhir Desember 2019, muncul virus corona baru (nCoV atau novell (baru) Corona Virus) yang awalnya disebut SARS-CoV-2 yang kemudian penyakitnya disepakati bernama Covid-19 (akronim dari coronavirus disease 2019) oleh WHO. SARS-CoV-2 ini menjadi pandemi (menyebar di seluruh dunia) karena sangat mudah menular dan masih banyak diremehkan. Dengan gejala ringan banyak yang tidak sadar bahwa mereka telah terinfeksi dan masih tetap berkeliaran seperti biasa. Hal tersebut membuat rantai penularan virus ini terus memanjang sehingga sulit untuk diatasi. Berbeda halnya apabila virus tersebut menyebabkan gejala kesakitan berat seperti MERS-CoV dengan angka kematian 34%. Ketika terinfeksi MERS-CoV, orang sadar dia sakit, akhirnya dia pergi ke rumah sakit, dia langsung diisolasi, kemudian protokol contact tracing jalan, jadi virusnya lebih mudah dihentikan transmisinya.  Itu latar belakang mengapa MERS-CoV akhirnya cuma jadi EPIDEMI (wabah yang terbatas di wilayah atau benua tertentu saja), tidak sampai PANDEMI.

Dalam rangka memutus rantai persebaran virus korona sejumlah upaya dilakukan, yang intinya meminimalisir bahkan meniadakan kontak sama antar individu. Jika sebelumnya orang-orang berbondong-bondong pergi ke tempat kerja atau mengadakan pertemuan-pertemuan, maka aktivitas tersebut menjadi terlarang. Bekerja di rumah dan tidak keluar rumah selama masa wabah melanda menjadi himbauan bahkan perintah wajib di sejumlah daerah. Kebutuhan rumah tangga masa tersebut meningkat pesat, seperti bahan pangan, kebutuhan kebersihan badan, deterjen pakaian, listrik dan sebagainya. Sejumlah industri di Indonesia sebelumnya telah beralih menggunakan biomasa seperti cangkang sawit terutama karena alasan ekonomi, sehingga industri yang terkait pemenuhan kebutuhan rumah tangga juga semakin meningkat penggunaan bahan bakar biomasanya. Untuk level global penggunaan biomasa sebagai bahan bakar seperti wood pellet dan cangkang sawit (palm kernel shell) untuk pembangkit listrik maupun pemanas ruangan sepertinya tidak akan banyak terpengaruh sehingga menyebabkan penurunan permintaan. Hal ini karena  kebijakan negara-negara tersebut dalam memberikan insentif maupun subsidi melalui sidang parlemen dengan pertimbangan matang. Faktor murahnya harga minyak bumi sebagai bahan bakar fossil yang masih mendominasi saat ini juga belum terlihat berpengaruh terhadap permintaan energi terbarukan khususnya bahan bakar biomasa.

Kondisi ketidakpastian terkait wabah masih terus membayangi. Islam memiliki solusi jitu untuk mengatasi masalah wabah yang bersumber dari hadist shahih Nabi SAW, yakni lockdown (karantina wilayah). Dalam hadist tersebut Nabi Muhammad SAW bersabda, "Jika kamu mendengar wabah di suatu wilayah, maka janganlah kalian memasukinya. Tapi jika terjadi wabah di tempat kamu berada, maka jangan tinggalkan tempat itu." (HR Bukhari).  Lockdown saat ini sudah diterapkan di sejumlah negara sehingga diharapkan wabah virus tersebut bisa segera diatasi. Ribuan trilyun rupiah biaya telah dihabiskan untuk mengatasi masalah ini. Sektor ekonomi pasti akan terganggu, tetapi nyawa manusia jauh lebih penting. Ekonomi bisa dibangun lagi, tetapi nyawa manusia tidak tergantikan. Begitulah seharusnya paradigma berpikir untuk mengatasi masalah ini.

Mandiri Energi Dengan Pirolisis

Suatu masyarakat bahkan yang berada di daerah terpencil pun bisa mandiri energi asalkan ada sumber energi di daerah tersebut. Sumber energi biomasa dari tumbuh-tumbuhan adalah sumber energi yang hampir bisa didapatkan dimana saja. Tanaman tersebut bisa ditanam untuk sebagai sumber bahan baku untuk produksi energi yang dibutuhkan tersebut. Energi panas dan listrik adalah energi yang sangat dibutuhkan, selain energi atau bahan bakar untuk kendaraan sebagai alat transportasi. Energi panas terutama dibutuhkan untuk memasak sedangkan energi listrik untuk berbagai keperluan dalam kehidupan. Pirolisis adalah teknologi yang bisa untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan energi seperti di atas. Diagram dibawah ini menjelaskan penerapan pirolisis memenuhi kebutuhan energi tersebut :

Arang adalah bahan bakar padat produk dari pirolisis. Walaupun bahan bakar padat seperti arang, tidak sepraktis dan semudah bahan bakar gas tetapi penggunaan arang untuk bahan bakar memasak memiliki banyak keunggulan antara lain aman karena tidak akan meledak, tidak berasap, tidak berbau, memiliki nilai kalori tinggi dan merupakan bahan bakar ramah lingkungan. Sedangkan kayu bakar selain banyak menimbulkan asap, berbau, nilai kalori rendah juga mengganggu kesehatan. Saat ini juga banyak negara-negara di Afrika yang menggunakan arang untuk bahan bakar memasak. Untuk lebih memudahkan dalam penggunaan dan penyimpanan, arang tersebut bisa dibuat briket. Sedangkan bahan bakar untuk kendaraan seperti minyak solar dan bensin bisa dihasilkan dari biooil. Kendaraan-kendaraan untuk transportasi bisa beroperasi dengan adanya bahan bakar tersebut. Ketersediaan minyak bumi di Indonesia yang diperkirakan tinggal 10 tahun lagi, perlu antisipasi dan persiapan sejak saat ini. Murahnya harga minyak bumi saat ini membuat export minyak bumi menjadi kurang menarik, apalagi untuk Indonesia yang saat ini merupakan nett importer minyak bumi.

 

Kompor arang yang banyak digunakan di Afrika

Pada era ke depan ketika kendaraan listrik banyak digunakan maka produksi listrik khususnya untuk charging baterai lebih diprioritaskan. Sumber energi untuk mobil listrik sebagai kendaraan yang ramah lingkungan seharusnya juga dari sumber energi terbarukan, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Biomasa adalah sumber energi carbon neutral sehingga tidak menambah konsentrasi CO2 atau gas rumah kaca di atmosfer. Biomasa kayu-kayuan (woody biomass) dari kebun energi adalah bahan baku ideal untuk umpan pirolisis tersebut. Kebun energi multipurpose adalah kebun energi terbaik untuk hal tersebut, sehingga selain produksi bisa terus berkelanjutan (sustainable), juga memberikan manfaat lain, untuk lebih detail tentang kebun energi multipurpose bisa dibaca disini. Daerah-daerah terpencil khususnya yang memiliki tanah luas akan sangat potensial untuk mengembangkan kebun energi tersebut, sehingga suatu komunitas atau kawasan yang mandiri energi benar-benar bisa terbentuk dan berkelanjutan. Daerah-daerah di area perkebunan sawit juga bisa memanfaatkan limbah biomasa dari pabrik sawit dan perkebunannya seperti tandan kosong sawit, pelepah, dan sebagainya untuk umpan pirolisis tersebut. Indonesia adalah pemilik perkebunan sawit terluas di dunia dengan luas sekitar 13 juta hektar dan 1000 pabrik kelapa sawit.

Business Model Pemanfaatan Tandan Kosong Sawit Untuk Memaksimalkan Keuntungan Industri Sawit

Tandan kosong kelapa sawit (tankos sawit) atau EFB (empty fruit bunch) masih menjadi masalah lingkungan pabrik sawit pada umumnya. Skenario pemanfaatan tankos sawit yang menjadi tujuan seharusnya adalah yang bisa mengatasi lingkungan dengan baik dan memberi keuntungan secara ekonomi. Mengatasi masalah lingkungan jelas menjadi prioritas utama dan wajib terpenuhi, tetapi skenario pemanfaatan tankos terbaik seharusnya juga memberi keuntungan atau kemanfaatan lingkungan, baik jangka pendek bahkan untuk jangka panjang. Begitu juga untuk keuntungan ekonomi, seharusnya keuntungan ekonomi juga didapat sejalan dengan manfaat lingkungan tersebut, bukan kontraproduktif. Itulah kaidah skenario terbaik pemanfaatan tandan kosong sawit yang saat ini umumnya masih menjadi problem.

Perkebunan kelapa sawit merupakan basis produksi untuk pabrik kelapa sawit, baik pabrik CPO dan pabrik PKO. Tanpa buah sawit yang dihasilkan dari kebun sawitnya, maka pabrik sawit tidak akan bisa berproduksi. Operasional perkebunan sawit memang bukan hal yang mudah dan murah. Hal ini terutama faktor kebutuhan pupuk yang besar, sehingga mencapai sekitar 60% bagi operasional perkebunan sawit itu sendiri atau dengan luas perkebunan sawit 20.000 hektar maka kebutuhan biaya mencapai lebih dari 70 milyar rupiah, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Faktor untuk mengurangi biaya pupuk dan tetap mempertahankan produktivitas buah sawit atau tandan buah segar bahkan meningkatkannya adalah target utama pemanfaatan atau pengolahan tankos sawit tersebut. Apabila biaya perkebunan sawit bisa dikurangi, maka semakin besar keuntungan yang didapat. Biochar adalah produk pengolahan tankos sawit yang bisa digunakan mengurangi kebutuhan pupuk pada perkebunan sawit tersebut. Produksi biochar dengan menggunakan pirolisis seperti skema dibawah ini.

Pada proses pirolisis selain dihasilkan produk utama berupa biochar, juga dihasilkan biooil dan syngas. Biooil dan syngas tersebut selanjutnya digunakan bahan bakar generator untuk menghasilkan listrik. Pada pabrik sawit atau pabrik CPO juga umumnya banyak ditemui limbah fiber. Limbah fiber tersebut sering hanya ditumpuk dan tidak pernah dimanfaatkan sehingga cenderung mencemari lingkungan. Padahal fiber tersebut bisa dibuat pellet untuk dieksport dan menjadi bahan bakar pembangkit listrik. Selain itu saat ini jutaan hektar kebun sawit tua di Indonesia butuh untuk segera diremajakan kembali (replanting). Jutaan ton batang sawit tua tersebut juga potensial untuk produksi pellet. Apabila batang sawit tua hanya ditinggalkan dikebun sehingga lapuk dan membusuk, maka hal tersebut malah akan menjadi media lava dan selanjutnya menjadi kumbang yang malah mengganggu perkebunan sawit yang produktif demikian juga perkebunan lain, untuk lebih detail dibaca disini. Produksi pellet dari fiber maupun batang sawit tersebut membutuhkan listrik dan ini bisa disuplai dari pirolisis tandan kosong sawit seperti skema diatas. Walaupun pabrik kelapa sawit juga menghasilkan listrik tetapi umumnya hanya untuk keperluan produksi CPO sehingga tidak cukup untuk produksi fibre pellet maupun pellet batang sawit (OPT pellet).

Pabrik Dessicated Coconut dan Pirolisis Kontinyu

Ada sekitar 20 pabrik dessicated coconut (kelapa parut kering) yang beroperasi di Indonesia atau diperkirakan lebih dari 100 unit di seluruh dunia. Dengan kapasitas rata-rata 2 ton/jam pabrik dessicated coconut tersebut membutuhkan kurang lebih 16.200 butir kelapa setiap jamnya. Produk samping yang dihasilkan yakni tempurung dan air kelapa. Tempurung kelapa yang dihasilkan sekitar 6 ton/jam dan air kelapa 4,2 ton/jam. Pabrik dessicated coconut membutuhkan listrik dan panas untuk sterilisasi daging buah dan pengeringan kelapa parutnya. Energi berupa listrik dan panas tersebut bisa dipenuhi dari pemanfaatan tempurung kelapanya.

Ada beberapa teknologi untuk memanfaatkan tempurung kelapa tersebut sehingga diperoleh produk berupa energi listrik dan panas tersebut. Teknologi yang populer saat ini adalah dengan boiler steam turbine, dengan teknologi ini tempurung kelapa dibakar dalam tungku pembakaran dan memanaskan air dalam boiler sehingga menghasilkan kukus (steam) untuk menggerakan turbine dan selanjutnya menghasilkan listrik melalui generator. Teknologi seperti ini sama seperti pada pabrik kelapa sawit. Pada pabrik kelapa sawit sabut (fiber) dan sebagian cangkangnya digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik dan kukus (steam) tersebut juga digunakan untuk sterilisasi tandan buah segar sebelum diproses menjadi minyak.

Teknologi lain yang lebih baik adalah dengan pirolisis kontinyu. Hal tersebut selain menghasilkan listrik dan panas juga menghasilkan produk berupa arang. Arang tempurung kelapa adalah arang berkualitas tinggi dan banyak dibutuhkan sejumlah industri seperti industri arang briket dan arang aktif (activated carbon). Pada teknologi pirolisis tempurung tersebut tidak dibakar secara langsung, tetapi dipanasi dalam kondisi hampa udara. Produk pirolisis berupa syngas dan biooil digunakan untuk produksi listrik dan bisa juga panas, energi panas juga dihasilkan dari proses pirolisis itu sendiri yang eksotermis, sedangkan arang menjadi produk utama dari proses pirolisis tersebut. 

Three in One dengan Inovasi Tungku Karbonisasi

Saat ini masih banyak kita temui pembuatan arang (karbonisasi) yang tidak efisien. Selain menghasilkan banyak polusi juga banyak panas atau energi yang hilang, yang seharusnya bisa digunakan untuk yang lain, misalnya pengeringan kopra maupun memasak air kelapa untuk produksi nata de coco. Apabila proses pengarangan atau karbonisasi tersebut bisa dibuat lebih efisien maka bisa diintegrasikan dengan produksi kopra putih dan nata de coco. Produksi kopra putih dan nata de coco juga menjadi sangat ekonomis karena kebutuhan energi atau panas bisa disuplai dari proses pengarangan atau karbonisasi tersebut. Bahan bakar atau sumber energi bisa diminimalisir bahkan dieliminasi sama sekali. 

Energi panas dari proses pengarangan tersebut sangat besar, sehingga upaya memanfaatkannya adalah hal penting untuk meningkatkan efisiensi produksi. Tungku karbonisasi yang dirancang untuk produksi arang sekaligus menghasilkan panas untuk pengeringan kopra dengan kontak tidak langsung (indirect heating) dan merebus air kelapa untuk produksi nata de coco adalah solusi untuk meningkatkan efisiensi tersebut. Kualitas produk arang yang dihasilkan juga lebih tinggi dan stabil karena kontrol proses produksi yang juga lebih baik. Dengan kapasitas bahan baku minimal 3 ton/hari tempurung kelapa tungku karbonisasi tersebut bisa dioperasikan. Hal tersebut setara dengan pengolahan daging buah kelapa 6,5 ton/hari atau produksi kopra putih sekitar 3,25 ton/hari dan nata de coco 5 ton/hari. Skema rancangan tungku karbonisasi tersebut seperti dibawah ini. 

Kebutuhan arang tempurung kelapa semakin meningkat seiring waktu demikian juga produk-produk kelapa lainnya. Export arang tempurung kelapa Indonesia tercatat250 ribu ton/tahun. Kopra putih juga dibutuhkan untuk produksi minyak kelapa yang kualitas minyaknya lebih baik daripada kopra hitam. Kualitas minyak dari kopra putih lebih bersih dan jernih sehingga bisa langsung dikonsumsi, sedangkan dari kopra hitam berwarna coklat kehitaman yang biasa disebut minyak kelapa mentah (crude coconut oil). Export kopra putih dunia tercatat 137 ribu ton pada tahun 2013 (APCC-Coconut Statistical Yearbook, 2013) dengan total nilai lebih dari 2 trilyun rupiah. Potensi nata de coco juga tidak kalah besar seiring dengan pertumbuhan makanan dan minuman yang rata-rata 8% pertahun dan diperkirakan potensi nasional dari nata de coco mencapai 1,6 trilyun/tahun. Arang tempurung kelapa tersebut juga bisa diolah lanjut menjadi briket maupun arang aktif (activated carbon). Untuk export arang briket dan arang aktif (activated carbon) Indonesia tergolong masih kecil yakni 20 ribu ton/tahun dan 25 ribu ton/tahun. Untuk info detail tungku karbonisasi tempurung kelapa silahkan email di cakbentra@gmail.com

Kompor atau Pelletnya Dulu?

Krisis energi selalu memacu kreativitas atau inovasi penggunaan energi baru. Material yang awalnya hanya dianggap limbah atau sampah selanjutnya diolah menjadi produk energi, bahkan dengan menggunakan standar kualitas tertentu. Wood pellet adalah salah satu bentuk inovasi energi akibat krisis minyak bumi pada tahun 1970an yang dikarenakan embargo dari  OAPEC (Organization of Arab Petroleum Exporting Countries). Pada saat itu harga minyak mentah tersebut melonjak dari $3/barrel menjadi $39,5/barrel. Energi khususnya minyak bumi dan gas yang saat ini masih mendominasi, memang suatu komoditas strategis yang sangat berdampak pada kedaulatan negara.

Saat ini krisis energi memang tidak separah jaman itu, tetapi kenaikan harga energi khususnya migas yang cenderung naik memang cukup mengkhawatirkan. Masyarakat yang selama ini telah terbiasa dan nyaman menggunakan gas LPG (gas melon) kemasan 3 kg juga mulai terusik dengan sejumlah berita kenaikan gas melon tersebut. Hal tersebut semestinya mendorong masyarakat memilih sumber energi lainnya yang lebih murah seperti wood pellet. Pabrik wood pellet yang pada awalnya dibuat untuk memenuhi kebutuhan export yakni Korea dan Jepang, selanjutnya ternyata ada kebutuhan dalam negeri di sektor industri seperti pengeringan teh dan UKM lainnya, dan selanjutnya bisa jadi dalam tahun-tahun mendatang menjadi konsumsi rumah tangga yakni kompor masak, pengganti kompor LPG.

Dan produksi wood pellet yang umumnya saat ini mengandalkan penggunakan bahan baku dari limbah penggergajian atau pengolahan kayu, maka pada masa mendatang diprediksi akan berasal dari kebun energi. Tetapi tidak sembarang kebun energi yang digunakan tetapi kebun energi yang multipurpose, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Daerah-daerah yang memiliki luas wilayah yang besar akan sangat potensial mengembangkan kebun energi tersebut sebagai sumber bahan baku wood pellet. Program tersebut tidak hanya sebagai antisipasi tentang kenaikan harga LPG tersebut tetapi juga mendorong penggunaan energi terbarukan khususnya wood pellet dari kebun energi. Dalam kacamata atau sudut pandang lingkungan, penggunaan bahan bakar biomasa berupa wood pellet akan mengurangi dampak pemanasan global dan perubahan iklim karena biomasa adalah bahan bakar atau sumber energi carbon neutral. Pada dasarnya biomasa dari tumbuh-tumbuhan seperti kebun energi adalah sumber energi terbarukan apabila dikelola dengan benar.

Penggunaan sumber energi dari biomasa kebun energi juga lebih sesuai untuk kondisi Indonesia yang beriklim tropis, misalnya dibandingkan penggunaan solar photovoltaik, untuk lebih detail bisa dibaca disini dan disini. Supaya program tersebut bisa berjalan, maka produksi atau pabrik wood pellet tersebut harus dibangun terlebih dahulu, baru dilanjutkan sosialisasi pengunaan kompor. Pabrik-pabrik wood pellet yang sudah beroperasi juga bisa diajak kerjasama untuk menyukseskan program tersebut. Logika sederhananya, kenapa motor dan mobil banyak dibeli dan digunakan masyarakat? Tentu saja karena pasokan bahan bakar atau sumber energinya mudah dan terjangkau. Demikian juga dengan program tersebut, kompor akan dibeli dan digunakan masyarakat apabila wood pelletnya mudah didapat dan harga terjangkau.

Saat ini sudah cukup banyak produsen pembuat kompor wood pellet. Kompor tersebut selain bersih dengan asap yang dihasilkan sangat minimal juga efisien. Secara teknis penggunaan kompor wood pellet juga lebih aman, karena merupakan bahan bakar padat, berbeda dengan gas. Untuk semakin multifungsi kompor wood pellet tersebut juga bisa dipasang alat TEG (Thermo Electric Generator) sehingga bisa untuk cas HP atau gadget lainnya. Secara ekonomi, wood pellet juga akan kompetitif dengan penggunaan LPG, untuk lebih detail bisa dibaca disini.