Prakarsa KOMPOR BIOMASS UB: MENUJU KEMANDIRIAN ENERGI BAGI RAKY AT MISKIN RAKYA Dr .nat. Muhammad Nurhuda Dr.. rer rer.nat. Penerima Penghargaan Energi Prakarsa 2011 - Perorangan
SARI Dr.rer.nat. Muhammad Nurhuda adalah salah seorang Penerima Penghargaan Energi Prakarsa 2011 - Perorangan yang ditetapkan dengan Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 2229 K/74/MEM/2011 Tanggal 27 September 2011 tentang Penerima Penghargaan Energi Prakarsa Tahun 2011. Dr.rer.nat. Muhammad Nurhuda dalam lampiran Keputusan Menteri ESDM tersebut dinyatakan berjasa luar biasa sebagai Pemrakarsa dan Pelopor kemandirian energi masyarakat miskin dengan mengembangkan 5 (lima) jenis kompor biomassa ramah lingkungan menggunakan potensi biomassa setempat, efisien pembakaran tinggi, capaian produk 6.100 Unit Dalam/Luar Negeri, yang berdampak meningkatkan perekonomian/industri rumah tangga, sosial, budaya, terlebih terhadap kesadaran menjaga lingkungan masyarakat sekitar, secara lebih luas juga untuk pembangunan sektor energi dan sumber daya mineral. Kompor biomass UB merupakan kompor berbahan bakar biomassa padat, seperti ranting atau kayu yang dipotong-potong, cangkang kelapa sawit, kulit kemiri, bongol jagung, limbah pertanian atau perkebunan yang dikeringkan dan dipadatkan baik dalam bentuk pellet maupun briket. Kompor biomass UB merupakan kompor semi-gasifikasi dengan system pre-heating, yang membakar bahan bakar dalam dua tahap sehingga menghasilkan api yang jauh lebih bersih dibandingkan dengan system pembakaran langsung. Dibandingkan dengan tungku tradisional, kompor biomass UB mampu menghemat kebutuhan bahan bakar kayu 60 - 80%, sehingga layak untuk dipilih sebagai produksi teknologi yang mendukung program - program kemandirian energi, seperti Desa Mandiri Energi dan Mitigasi Karbon Dioksida dalam kerangka Mekanisme Pembangunan Bersih.
1. TUNGKU TRADISIONAL KURANG SEHA T SEHAT Masyarakat pedesaan umumnya masih menggunakan kayu bakar untuk memasak (Gambar 1), yang dibakar dalam tungku tradisional (pawon) dengan sanitasi yang kurang bagus. Penggunaan tungku tradisional ini tidak saja boros bahan bakar, tetapi juga menyebabkan polusi di ruangan karena pembakaran tak sempurna yang menghasilkan asap dan jelaga yang sangat banyak. Kontak
4
berjam-jam pengguna tungku setiap harinya berpotensi menimbulkan penyakit infeksi saluran pernafasan. Perempuan dan anak-anak merupakan kelompok yang paling beresiko. Kemiskinan merupakan penyebab utama warga tetap menggunakan tungku tradisional. Apalagi pada era BBM mahal seperti sekarang ini, menjadikan warga berpaling ke kayu bakar sebagai pilihan paling hemat. Karena kebutuhan kayu bakar sulit dipenuhi dengan ranting-ranting dan dahan di sekitar mereka, akhirnya
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
Prakarsa
Gambar 1. Tipikal dapur tradisional, konsumsi banyak kayu, ruangan luas, banyak asap berpotensi menyebabkan penyakit infeksi pernafasan.
Gambar 2. Penebangan kayu di hutan untuk bahan bakar
mereka mencari kayu hingga ke hutan-hutan dan menebang pohon (Gambar 2). Pada gilirannya, kemarau panjang dan banjir besar hanya tinggal menunggu waktu saja karena hutan gundul.
hal ini dilakukan, bukan saja masyarakat miskin mendapatkan akses energi murah, dan membuka peluang usaha baru, tetapi juga akan menyelesaikan problem sampah yang hingga kini tak kunjung ada penyelesaiannya.
Salahkah mereka? Tentu tidak. Karena hingga kini pemerintah belum mampu menyediakan sumber-sumber energi yang murah dan terjangkau oleh daya beli mereka, terutama kaum miskin. Karenanya, penting dicarikan jalan keluar agar mereka tetap dapat menggunakan kayu bakar. Yang perlu diubah adalah cara penggunaannya agar seefisien mungkin dan ramah lingkungan. Dalam konteks ini, penggunaan kompor biomass hemat energi merupakan sebuah keniscayaan. Kehadiran kompor biomass UB diharapkan mampu memberikan jawaban. Terutama bagi masyarakat miskin, agar mereka memperoleh akses energi secara murah dari sekitar mereka, tanpa mengorbankan lingkungan, juga kesehatan mereka. Untuk masyarakat miskin yang tinggal di perkotaan, tersedia alternatif mengolah sampah organik menjadi pellet atau briket sampah. Bila
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
2. ALTERNATIF SOLUSI: KOMPOR BIOMASS UB Kompor biomass UB adalah kompor yang bekerja dengan mekanisme semi gasifikasi, untuk membedakan dengan tungku tradisional yang bekerja dengan model pembakaran langsung. Pada pembakaran langsung, api yang terjadi mengelilingi bahan-bakar dan menghalangi pasokan udara. Akibatnya muncul asap serta jelaga akibat residu dari gas-gas yang tidak terbakar. Pada kompor gasifikasi, bahan bakar dibakar secara tidak sempurna (gasifikasi) dengan pasokan udara primer terbatas, sehingga menghasilkan asap. Selanjutnya asap tersebut dibakar dengan aliran udara sekunder (secondary air) yang mengalir melalui lubang-lubang burner. Pada kompor UB semi gasifikasi, sebagian dari udara primer tersebut digunakan untuk pre-combustion.
5
Prakarsa Asap tersusun atas gas-gas diantaranya adalah H2, CO, CH 4, CO 2, SOx, NOx dan uap air. Sebagian gas-gas tersebut, yaitu hydrogen (H2), karbonmonoksida (CO), dan metana (CH 4) adalah gas-gas yang dapat terbakar, sehingga dapat dimanfaatkan menjadi bahan bakar. Jika gas-gas tersebut tidak terbakar dan menyebar ke ruangan, maka akan sangat membahayakan. Salah satu gas berbahaya tersebut adalah karbon monoksida (CO), gas tidak berbau, tidak berwarna, tetapi mempunyai afinitas yang lebih kuat terhadap hemoglobin dibandingkan dengan oksigen (O2). Jika kadar CO dalam ruangan dapur melebihi batas ambang normal, maka berpotensi menimbulkan kematian bagi yang menghirup. Dengan menggunakan kompor gasifikasi, asap-asap yang berbahaya tersebut dibakar habis sehingga gas buang tidak lagi membahayakan kesehatan. Ada bermacam cara untuk mengefisienkan pembakaran, diantaranya adalah penambahan kipas angin, namun cara ini kurang disukai masyarakat pedesaan. Cara lain adalah dengan mekanisme pre-heating dan turbulensi. Secara fisis, pembakaran akan lebih baik bila udara yang digunakan untuk membakar sudah terpanaskan terlebih dahulu, layaknya mesin kendaraan yang tenaganya bertambah setelah mesin panas. Pada kompor biomass UB, udara yang digunakan untuk gasifikasi mendapatkan pemanasan dari panas terbuang tabung bakar yang mengarah ke samping. Proses pre-
heating ini bukan saja memperbaiki kualitas pembakaran, tetapi juga mampu menaikkan efisiensi, karena panas yang seharusnya terbuang, diumpankan kembali ke ruang bakar. Pada pengembangan lebih lanjut, ditemukan model pembakaran counter flow dimana aliran udara sekunder bergerak melawan arah asap. Akibatnya terjadi turbulensi sehingga asap dan udara bercampur secara sempurna. Hasil test yang dilakukan di jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada menunjukkan kompor biomass UB mempunyai efisiensi pada kisaran 40-50%, jauh lebih tinggi dari efisiensi tungku tradisional yang berada pada kisaran 510%, serta level emisi yang rendah sekali. Ini berarti, kompor biomass UB mampu menghemat bahan bakar hingga 80% dibandingkan dengan tungku tradisional. Gambar 3 memperlihatkan berbagai jenis kompor biomass UB yang sudah dikembangkan. UB-02 adalah yang pertama kali dikembangkan yang hanya menekankan pada pre-heating saja. UB-03 merupakan generasi berikutnya yang mengkombinasikan mekanisme pre-heating dan counter-flow. Kompor biomass UB-03-1 merupakan varian dari kompor biomass UB-03, yang didesain agar menyerupai kompor minyak tanah (Gambar 4). Untuk UB-03-1, disediakan dua jenis tabung bakar, untuk bahan bakar berukuran relatif besar dan untuk bahan bakar seukuran pellet. Kedua jenis tabung bakar tersebut berbeda dalam cara membakar bio-
Gambar 3. Empat jenis kompor biomass UB: Dari kiri ke kanan, kompor biomass UB-02, UB-03, UB-03-1 dan UB-03 dengan side feeding. Kompor UB-03-1 merupakan varian UB-03 yang dibuat menyerupai kompor minyak tanah.
6
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
Prakarsa mass. Untuk bahan bakar seukuran pellet, proses pembakaran disamping menggunakan mekanisme pre-heating dan counter-flow, juga gasifikasi terdifusi. Hasilnya adalah api yang bebas asap dan jelaga.
Gambar 4. Nyala kompor biomass UB-03-1 dengan bahan bakar cangkang kelapa sawit Dibandingkan dengan kinerja kompor biomass dari belahan bumi yang lain, ternyata kompor biomass UB mampu menunjukkan kinerja yang bagus. Tabel 1 di bawah ini merangkum bandingan kinerja kompor biomass UB-02 dan UB-03, dibandingkan dengan kompor biomass manca negara.
3. KOMPOR BIOMASS UB UNTUK DESA MANDIRI ENERGI Potensi penghematan yang sangat tinggi dari kompor biomass UB memungkinkan kompor biomass UB digunakan untuk Program Desa Mandiri Energi. Dengan kebutuhan bahan bakar yang sangat sedikit, masyarakat sebenarnya dapat memenuhi kebutuhan bahan bakar dari beragam biomass disekitar mereka, seperti seperti potongan ranting, dahan, bonggol jagung, dan lain sebagainya (Gambar 5). Di samping itu, bagi sebagian masyarakat pengguna kompor minyak tanah, kompor biomass UB merupakan alternatif pengganti yang menarik. Memasak dengan kompor biomass UB tidak terlalu berbeda dengan menggunakan kompor minyak tanah. Dengan demikian, masyarakat pengguna kompor minyak tanah tidak perlu lagi membeli minyak atau gas, karena telah ada kompor alternatif dengan bahan bakar yang jauh lebih murah. Simulasi potensi penghematan yang dapat diperoleh pengguna kompor biomass UB ditampilkan dalam Tabel 2. Melalui penggunaan kompor biomass UB diharapkan dapat terwujud: a) Kemandirian dalam penyediaan energi untuk masyarakat miskin.
Tabel 1. Perbandingan kinerja kompor biomass UB-02 dan UB-03, dibandingkan dengan kompor biomass dari manca negara No 1
2 3
Jenis Kompor
Kebutuhan bahan bakar untuk mendidihkan air
Kompor biomass UB-02 Mendidihkan air 6 liter membutuhkan potongan ranting kering 350 dan UB-03 gram (UB-02). Mendidihkan air 12 liter membutuhkan 710 gram ranting kering (UB-03). Suhu ruangan 25oC. Vesto (Schwaziland, Mendidihkan 4 liter air membutuhkan 420 gram potongan ranting Afrika Selatan) kering. Suhu lingkungan waktu tes 12oC. Turbo stove
Mendidihkan 4 liter air membutuhkan 600 gram potongan ranting kering. Suhu lingkungan waktu tes 12oC
Sumber : Schwarzer, K., 2003, Testing the wood stove VESTO Stove, IBEU Ingenieur Büro für Energie und Umwelttechnik, Tuchbleiche 12, Jülich 52428
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
7
Prakarsa b) Terjaganya kelestarian lingkungan/hutan, karena penebangan untuk kayu bakar dapat dihindari. c) Tereliminasi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil.
4. ALTERNATIF SUMBER BAHAN BAKAR KOMPOR BIOMASS UB Sampah merupakan konsekuensi aktifitas manusia. Jumlah atau volume sampah
Gambar 5. Berbagai bahan bakar kompor biomass UB Tabel 2. Simulasi kebutuhan bulanan pengguna bahan bakar LPG, minyak tanah dan biomass
No 1
8
Bahan Bakar LPG
2
Minyak tanah
3
Biomass padat (dengan kompor biomass UB-02 atau UB-03)
Kebutuhan Pengeluaran/ Konten per bulan Harga (Rp) Bulan Energi (MJ/kg) (kg) (Rp) 46,6 12 4.200/kg (subsidi) 50.400
43,2
15 liter
7.800/kg (non-subsidi) 10.000/liter
17,6 (potongan kayu) 18.0 (Pellet biomass)
36 kg
300/kg (desa)
10.800
1.000/kg (kota)
36.000
1.250,-
45.000
36 kg
93.600 150.000
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
Prakarsa sebanding dengan tingkat konsumsi manusia terhadap barang/material yang digunakan sehari-hari. Peningkatan jumlah penduduk dan gaya hidup akan meningkatkan volume sampah yang dihasilkan. Jakarta sebagai kota metropolitan pada tahun 1985 menghasilkan sampah sejumlah 18.500 m3 per hari dan pada tahun 2000 meningkat menjadi 25.700 m3 per hari [Bapedalda, 2000]. Demikian juga dengan kotakota besar yang lain di Indonesia. Sudah jamak menjadi tabiat manusia, bahwa sesuatu hal kurang diperhatikan bila tidak ada nilai manfaat ekonominya. Demikian pula dengan sampah. Berdasarkan data BPS tahun 2000, 384 kota menimbulkan sampah sebesar 80.235,87 ton setiap hari, penanganan sampah yang diangkut ke dan dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA) adalah sebesar 4,2%, dibakar sebesar 37,6%, dibuang ke sungai 4,9% dan tidak tertangani sebesar 53,3% [BPS, 2000]. Sampah dibiarkan menggunung karena sampah dianggap tidak mempuyai manfaat ekonomi. Besarnya timbunan sampah yang tidak dapat ditangani tersebut akan menyebabkan berbagai permasalahan baik langsung maupun tidak langsung bagi penduduk kota. Dampak langsung dari penanganan sampah yang kurang bijaksana diantaranya adalah berbagai penyakit menular maupun penyakit kulit serta gangguan pernafasan, sedangkan dampak tidak langsungnya diantaranya adalah bahaya banjir yang disebabkan oleh terhambatnya arus air di sungai karena terhalang timbunan sampah yang dibuang ke sungai. Karenanya, pengelolaan sampah haruslah dengan mengemukakan manfaat bagi masyarakat sekitarnya, terutama sisi ekonominya. Selama ini pemanfaatan sampah yang sudah dilakukan adalah dengan mengubah menjadi kompos. Namun karena daya serap masyarakat terhadap kompos relatif rendah, sampah akhirnya tetap menggunung. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan adalah mengubah sampah organik menjadi
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
briket sampah untuk kompor biomass. Alternatif ini dapat dipandang sebagai alternatif yang paling menjanjikan, apalagi di era BBM mahal seperti ini. Dengan mengolah sampah organik menjadi briket sampah, masyarakat miskin perkotaan mendapatkan akses energi murah, karena briket dibuat dari sampah organik yang secara ekonomis tidak berharga. Bukan hanya itu saja, bila dikelola secara baik, pengolahan sampah organik menjadi briket bisa menjadi ladang usaha yang mampu membuka lapangan kerja baru. Proses pembuatan briket sampah sangat sederhana, dan dapat dilakukan baik secara individual sebagai home industry, atau secara swadaya oleh masyarakat. Berbeda dengan briket arang, pada briket biomass, tidak ada komponen sampah yang perlu dibakar sehingga tidak berpotensi polusi. Briket sampah dibuat dari sampah organik yang dihancurkan, dikeringkan dan dipadatkan, sehingga konten energinya meningkat, setara dengan kayu bakar. 5. USULAN PENGEMBANGAN Meski kompor biomass UB sangat hemat bahan bakar, dalam implementasinya ternyata banyak kendala yang harus dihadapi. Kendala utama adalah faktor kemiskinan. Sasaran utama kompor biomass adalah keluarga miskin. Dari pengalaman di lapangan selama ini, mereka adalah kelompok pengguna setia. Tetapi mereka yang justru secara finansial merupakan kelompok yang paling lemah daya belinya. Karenanya, implementasi kompor biomass UB tidak dapat dilakukan berdasarkan logika pasar bebas. Harus ada dukungan untuk mewujudkan hal tersebut oleh stake holder, baik pemerintah, swasta melalui program-program Corporate Social Responsibility (CSR), lembaga swadaya masyarakat (LSM) maupun pihak-pihak yang berkepentingan pada program-program pengentasan kemiskinan maupun Kemandirian Energi bagi rakyat miskin.
9
Prakarsa
10
Perlu pula digagas untuk mendekatkan jarak produsen dengan pengguna. Sejauh ini, pengguna terbesar kompor biomassa berasal dari luar Jawa. Dengan biaya transportasi yang tinggi, harga jual ke pengguna akhirnya menjadi tinggi. Karenanya, perlu peran aktif pemerintah untuk membina usaha-usaha kecil di daerah yang akan memproduksi kompor tersebut. Hal ini bisa disinergikan dengan kembali mengaktifkan pabrik-pabrik kompor minyak tanah yang kolaps karena konversi minyak tanah ke gas sejak 3 tahun silam.
masyarakat pinggiran yang sulit mendapatkan kayu bakar. Karenanya, perlu digerakkan unitunit usaha di masyarakat yang memungkinkan pengguna dapat memperoleh bahan bakar biomassa dengan harga terjangkau. Dalam konteks ini, sudah selayaknya pemerintah berperan aktif sebagai, mentor, pendorong dan fasilitator, karena untuk jenis-jenis usaha perintis seperti diatas, tingkat resikonya yang masih tinggi menjadikan bank-bank konvensional belum tertarik mengucurkan kredit.
Disamping itu, kemudahan mendapatkan akses bahan bakar merupakan masalah lain yang harus diselesaikan, khususnya untuk
* Disusun oleh Zulkifliani, Puslitbang Teknologi Minyak dan Gas Bumi "LEMIGAS"
M&E, Vol. 9, No. 4, Desember 2011
