Analisis Kelayakan Ekonomi Alat Pengolah Sampah Organik Rumah Tangga Menjadi Biogas Tofik Hidayat*, Mustaqim*, Laely Dewi P** *PS Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal ** Dinas Lingkungan Hidup Kota Tegal Email :
[email protected] Abstrak
sampah akhir (TPA). Faktor lain
Penelitian Analisis Kelayakan Ekonomi Alat Pengolah Sampah Organik Rumah Tangga Menjadi Biogas dilakukan dengan tujuan mengetahui analisis kelayakan ekonomi alat penghasil biogas Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara mengumpulkan data tentang data biogas yang dihasilkan berupa pengukuran biogas dan pengujian fisik biogas serta data ekonomi teknik berupa Net Present Value (NPV) dan Benefit Cost Ratio (BCR). Hasil penelitian dengan bahan 15 Kg sampah yang dicampur dengan 30 L air sumur menghasilkan biogas dengan volume 2,25 L, kompos seberat 14,5 Kg dan pupuk cair dengan volume 22,4 L. Nilai perhitungan NPV adalah Rp. 3.560.843,9. Sedangkan nilai BCR sebesar 1,667. Karena nilai NPV dan BCR 0 atau bernilai positif maka investasi alat pengolah sampah organik rumah tangga menjadi biogas dinyatakan layak.
adalah adanya tata kelola sampah yang belum
optimal,
termasuk
pemanfaatan
sampah sebagai sumber enargi. Kota
Tegal
sebagai
kota
yang
perkembangannya cukup signfikan pun tak luput dari kemelut permasalahan sampah. Volume timbulan sampah di kota Tegal setiap harinya pada tahun 2008 mencapai ± 700 M3 yang terangkut ke TPA baru mencapai ±400 M3 (57,14%) sehingga masih terdapat ±300 M3 (42,86%) sampah yang tidak terangkut ke TPA. Adapun luas TPA Muarareja Kota Tegal adalah 6,65 Ha M2/TPA
sewa
(KAPEDAL,
2008).
Pengolahan sampah di kota Tegal masih menerapkan pengolahan sampah dengan
Kata kunci : Biogas, Kelayakan Ekonomi, Net Present Value (NPV), Benefit Cost Ratio (BCR).
proses
open
dumping
yang
semakin
menambah permasalahan lingkungan di kota Tegal karena menyebabkan pencemaran
1. Pendahuluan
tanah, air dan udara. Kurang dilibatkanya
Sampah menjadi masalah tersendiri terutama
wilayah
kota
yang
padat
penduduknya. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah volume sampah yang sangat besar sehingga melebihi kapasitas daya tampung tempat pembuangan
masyarakat dalam pengolahan sampah juga menjadi penyebab menggunungnya sampah. Untuk itu diperlukan satu pengolahan sampah yang melibatkan masyarakat sebagai pemproduksi sampah. Salah satu pengolahan
sampah adalh mengubah sampah menjadi
banyak menghasilkan gas metana (CH4),
biogas. Namun begitu tidaklah mudah
setelah
merubah pola piker masyarakat yang sudah
sehingga layak untuk dijadikan sumber bio
terlanjur berpandangan bahwa prosesnya
gas.
sulit dan memerlukan biaya besar untuk pengolahan
sampah
Penelitian
ini
pencerahan
menjadi
bertujuan
pada
bio
melalui
Mekanisme
tahapan
reaksi
Pembentukan
kimia,
Biogas
gas.
Menurut Wahyuni (2008:18) tahapan reaksi
memberikan
kimia yang terjadi pada biogas adalah
masyarakat
bahwa
sebagai berikut :
pandangan tersebut adalah kurang tepat, sehingga perlu adanya studi kelayakan ekonomi teknik pada alat pengahasil bio gas dari sampah rumah tangga.
2. Landasan Teori a. Biogas Definisi
biogas
(2008:14),
menurut
biogas
adalah
Wahyuni gas
yang Gambar 1. Tahapan Pembentukan Biogas
dihasilkan dari proses penguraian bahanbahan organik oleh mikroorganisme dalam keadaan
anaerob.
Sedangkan
menurut
Setiawan (2008), biogas adalah gas yang ditimbulkan
jika
bahan-bahan
organik,
seperti kotoran hewan, kotoran manusia atau
Pembuatan Biogas Menurut Simamora, S et.al (2006), menyatakan bahwa dalam pembuatan biogas ada beberapa syarat yang harus dipenuhi yakni: a.
sampah, direndam dalam air dan disimpan
organik, terutama limbah pertanian,
dalam tempat tertutup atau anaerob. Biogas sebagian besar mengandung gas
peternakan, dan sampah organik. b.
metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2),
biogas
yang
memenuhi
pemasukan dan pengeluaran, tempat
kecil diantaranya hidrogen sulfida (H2S) dan
penampungan gas, dan penampungan
ammonia (NH3) serta hidrogen dan (H2),
yang dihasilkan oleh rumah tangga cukup
Instalasi
beberapa persyaratan seperti, lubang
dan beberapa kandungan yang jumlahnya
nitrogen (N2) serta oksigen (O2). Sampah
Bahan pengisi yang berupa bahan
sludge (sisa pembuangan). c.
Terpenuhinya faktor pendukung yakni faktor
dari dalam
(digester)
yang
meliputi
imbangan
C/N,
pH,
dan
struktur bahan isian (kehomogenan) dan
digunakan lumpur aktif organik, dan bahan lainnya
adanya faktor dari luar yang meliputi Saat minyak hasil fosil semakin menipis
fluktuasi suhu Faktor
yang
berpengaruhi
pada
pembentukan biogas Menurut Simamora, S
maka gas menjadi alternative yang harus dikenalkan kepada masyarakat. Menurut Wahyuni
et.al (2006) adalah:
(2008:28)
kesetaraan
biogas
dibandingkan dibandingkan dengan bahan a. Kondisi anaerob atau kedap udara.
bakar fosil adalah sebagai berikut :
Biogas dihasilkan dari proses fermentasi
Tabel 1. Perbandingan Biogas Dibandingkan
bahan
dengan Bahan Bakar Lain
organik
oleh
anaerob yang
mikroorganisme
memerlukan instalasi
Keterangan
Bahan Bakar Lain Elpiji 0,46 Kg Minyak Tanah 0,62 liter Minyak solar 0,52 liter Bensin 0,80 liter Gas kota 1,50 M3 Kayu Bakar 3,50 Kg
pengolahan biogas harus kedap udara. b. Bahan baku isian. Bahan baku isian berupa bahan organik seperti kotoran ternak, limbah pertanian, sisa dapur, dan
1 M3 Biogas
sampah organik yang terhindar dari
Sedangkan tingkat kegunaan gas menurut
bahan anorganik. c. Imbangan C/N. Diperlukan imbangan
Setiawan (2008), setiap 1 kubik biogas dapat
C/N yang terkandung dalam bahan
digunakan untuk keperluan sebagai berikut.
organik sangat optimum sebesar 25
a. Menyalakan mesin 1 Pk selama 2 jam.
sampai 30 mikroorganisme perombak.
b. Menghasilkan listrik 1,25 Kwh
d. Derajat
keasaman
(pH).
Derajat
keasaman yang optimum bagi kehidupan mikroorganisme adalah 6,8 – 7,8. e. Temperatur.
Untuk
menstabilkan
diperlukan
bola lampu 60 Watt selama 6 jam. e. Menjalankan
kulkas
berkapasitas
1
kubik selama 1 jam.
biogas di dalam tanah. Starter
tiga kali sehari d. Menyalakan lampu setingkat dengan
temperatur kita dapat membuat instalasi
f. Starter.
c. Menyalakan kompor gas untuk memasak
untuk
mempercepat proses perombakan bahan organik hingga menjadi biogas. Starter merupakan mikroorganisme perombak yang telah dijual komersil dapat juga
f. Menjalankan mesin tetas berkapasitas 1 kubik selama setengah jam
Adapun instalasi atau reaktor yang dapat
dan penyimpan gas yang masing-
digunakan untuk menghasilkan gas adalah:
masing bercampur dalam satu ruangan
(Wahyuni, 2008)
tanpa sekat
a.
Reaktor Kubah Tetap (Fixed-dome).
d.
Reaktor
Fiberglass.
Reaktor
bahan
Reaktor ini disebut juga reaktor China.
fiberglass merupakan jenis reaktor yang
Reaktor ini memiliki dua bagian yaitu
banyak digunakan pada skala rumah
digester
pencerna
tangga dan skala industri. Reaktor ini
material biogas dan sebagai rumah bagi
menggunakan bahan fiberglass sehingga
bakteri,baik bakteri pembentuk asam
lebih efisien dalam penanganan dan
ataupun bakteri pembentuk gas metana.
perubahan tempat biogas. Reaktor ini
Bagian yang kedua adalah kubah tetap
terdiri dari satu bagian yang berfungsi
(fixed-dome), bagian ini merupakan
sebagai digester sekaligus penyimpanan
pengumpul gas yang tidak bergerak
gas yang masing-masing bercampur
(fixed).
dalam satu ruangan tanpa sekat.
b. Reaktor
sebagai
tempat
Terapung
(floating
drum).
Penelitian ini menggunakan Fiberglass yang
Reaktor jenis terapung pertama kali
dimodifikasi sehingga lebih memudahkan
dikembangkan di India pada tahun 1937
pengoperasian dalam pegoperasian alat.
sehingga dinamakan dengan reaktor India. Reaktor ini memiliki bagian
b.
Analisis kelayakan ekonomi dilakukan
digester yang sama dengan reaktor kubah,
perbedaannya
terletak
pada
bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak yaitu menggunakan
Balon
Reaktor
balon
merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang
menggunakan
sehingga penanganan
bahan
dengan tujuan untuk memastikan apakah suatu kegiatan yang akan dilaksanakana layak secara ekonomis atau tidak. Ada beberapa metode evaluasi kelayakan sebuah
drum sebagai penyimpan gas c. Reaktor
Evaluasi Kelayakan Investasi
plastik
lebih
efisien
dalam
dan
perubahan
tempat
biogas. Reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester
investasi, yaitu : a.
Metode Net Present Value (NPV). Metode
NPV
ini
adalah
metode
menghitung nilai bersih (netto) pada waktu sekarang (present) selisih dari Present Wort Benefit dengan Presen Wort Cost (NPV= PWB – PWC)
b.
c.
Metode Payback Period (PBP), metode
Metode pengumpulan data yang diperlukan
ini untuk melihat tingkat pengembalian
meliputi :
modal
a. Data Biogas. Pengukuran biogas dapat
Metode Benefit Cost Rate (BCR).
dilihat dari plastik yang menggembung
Metode
memberikan
terisi gas ketika kran gas dibuka dari
penekanan terhadap nilai perbandingan
tabung. Sedang pengujian fisik gas
antara aspek manfaat (benefit) yang
dilakukan dengan menghubungkan pipa
akan diperoleh dengan aspek biaya dan
biogas ke kompor gas yang dinyalakan.
kerugian yang akan ditanggung (cost)
b. Data Ekonomi. Data ini meliputi semua
BCR
ini
dengan adanya investasi tersebut.
pengeluaran biaya
yang diperlukan
untuk membuat alat termasuk biaya 3.
METODE PENELITIAN Metode
penelitian
yang
perawatan selama umur ekonomi alat. digunakan
Data ekonomi juga termasuk semua
adalah metode eksperimen jenis penelitian
pemasukan dari alat selama umur
evaluasi bersifat tinjauan, dengan langkah-
ekonomi.
langkah berikut: 4.
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari
hasil
penelitian
yang
telah
dilakukan, didapatkan data-data sebagai berikut: a.
Data Hasil Uji Alat berupa biogas, kompos dan pupuk cair.
Dengan
sampah organik yang digunakan adalah sebesar 15 Kg yang dicampur dengan air sumur dengan volume 30 L akan dihasilkan 2,25 L gas, 14,5 kg kompos dan 22,4 L pupuk cair. b.
Data
Ekonomi
Teknik,
data
ini
merupakan data biaya yang diperlukan untuk pembuatan alat dan pemeliharaan alat serta data pendapatan dari hasil Gambar 2. Tahapan Penelitian Biogas
pengoperasian alat. Biaya Pembuatan
Alat Pengolah Sampah Organik sebesar
Dari data
diatas
maka
dapat
analisa
Rp. 322.000.
kelayakan alat secara ekonomis sebagai berikut :
Tabel 2. Biaya Pembuatan Alat Pengolah Sampah Organik Rumah Tangga Menjadi Biogas
Biaya
perawatan
a.
penggantian
komponen yang aus pada bulan ke-16 sebesar Rp. 27.000,
Net Present Value (NPV)
Pada bulan ke-18
diperkirakan terjadi kerusakan pada tutup lubang inlet dan outlet pada bulan ke-18 Rp. 4.000 dan Penggantian kran pada bulan ke -
Karena nilai NPV dari alat pengolah sampah organik rumah tangga menjadi biogas adalah Rp 3.075.243,76
0, maka
investasi untuk alat tersebut dinilai layak.
26 sebesar Rp. 20.000. Adapun dengan
untuk
setiap
pengolahan
siklus waktu 30 hari dapat
menghasilkan
pendapatan
sebesar
Rp.
127.690 Tabel 3. Pendapatan yang diperoleh dari Alat Pengolah Sampah Organik Rumah Tangga Menjadi Biogas (Benefit)
b.
Benefit Cost Ratio (B/C R) Metode ini menghitung tingkat sosial
yang didapat dari adanya alat tersebut, baik kerugian maupun keuntungan yang timbul. Kerugian yang ada adalah adanya biaya kesehatan bagi petugas (rumah tangga) sebesar Rp. 15.000 setiap kali proses asumsinya untuk pemebelian alat kesehatan dan sebagainya. Sedangkan keuntungan yang ada adalah lingkungan yang bersih dan
mengurangi
biaya kebersihan
yang di
nominalkan memjadi Rp. 25.000. Dengan
sampah, dengan memberikan dana sitimulus untuk pembuatan alat tersebut.
maka Benefit Cost Ratio (B/C R) didapat sebesar :
B/C
PUSTAKA Bappeda,2008,Profil Daerah Kota Tegal Tahun 2008,Bappeda Kota Tegal,Tegal.
Rp.25.000( P / A,1.5%,36) Rp.15.(P/A, 1,5%, 36)
B/R = 1,667 Karena nilai B/C R > 0 maka investasi untuk alat tersebut dinilai layak.
5.
SIMPULAN Beberapa simpulan yang ditarik dari
penelitiaan ini adalah : a.
Ciptanto,A.,2008,Biogas Atasi Sampah Kota dan Mahalnya BBM. http// akbarciptanto.wordpress.com/2008/07/01 /biogas-atasi-sampah-kota-dan-mahalnyabbm.html.(dikunjungi tanggal 12 September 2009)
Proses pembentukan biogas terdiri dari 3
tahapan
utama
yaitu
hidrolisis,
asidifikasi dan metanogenik. Adapun hasil utama dari alat pengolah sampah organik untuk sampah organik rumah
Elvira,2009,Biogas,http//elviradelimasuciana. blogspot.com/2009/01/biogas.html (dikunjungi 12 September 2009). Giatman,M,2005.Ekonomi Teknik. Rajagrafondo Persada,Jakarta.
PT
Kapedal,2008,Laporan Periodik Perbulan Terhadap Volume Sampah Harian Untuk Tahun Berjalan Kota Tegal,Kapedal Kota Tegal,Tegal.
tangga seberat 15 Kg dan air sumur sebanyak 30 L adalah biogas dengan volume
2,25
sampingan
L,
sedangkan
dari
alat
hasil
tersebut
menghasilkan kompos sebesar 14,5 Kg dan pupuk cair sebesar 22,4 L b.
Investasi ini dinyatakan layak dengan menggunakan
metode
NPV
dan
Mahajoeno,E.,Bibiana W.L.,Surjono H.S.,dan Siswanto,2008,Potensi Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit untuk Produksi Biogas,Bioversitas,2008 Pujawan,I.N.,2003,Ekonomi Teknik, Guna Widya,Jakarta. Paimin, Farry, B.,1995. Alat Pembuatan Biogas Dari Drum,Penebar Swadaya, Jakarta.
metode B/R-C Dengan Pemerintah
demikian Daerah
maka
Kota
sebaiknya
Tegal
dapat
menjadikan Alat Pengolah Sampah Organik Rumah Tangga Menjadi Biogas menjadi alternatif untuk
mengatasi permasalahn
Pambudi,A.N.,2008,Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif,http//midnite miracle08.blogspot,com/2008/12/pemanf aatan-biogas-sebagai-energi.
LAMPIRAN – LAMPIRAN
Lampiran 1. Foto Alat Pengolah Sampah Organik Selesai Dirakit
Lampiran 2. Foto Alat Pengolah Sampah Organik Rumah Tangga Uji Coba di Rumah Penduduk Setelah Lolos Uji Lab. Produksi TI
Lampiran 3. Foto Hasil Nyala Gas
Lampiran 4. Kompos dan Pupuk Cair Hasil
