PENERAPAN KONSEP CO-GENERATION DALAM PROGRAM SWASEMBADA DAGING SAPI PADA KAWASAN PERKEBUNAN KELAPA SAWIT Benny Nafariza Program Studi Energy Security Universitas Pertahanan Indonesia email:
[email protected] Abstrak Program Swasembada Daging Sapi yang diintegerasikan dengan perkebunan kelapa sawit saat ini menjadi program unggulan dalam meningkatkan persediaan daging sapi nasional. Namun potensi emisi GRK yang dihasilkan dari limbah kotoran sapi sangat berdampak besar pada lingkungan. Oleh karena itu dibutuhkan penanganan khusus dalam menanggulangi emisi GRK tersebut. Bentuk penanganan yang diusulkan adalah dengan konsep pembangkit listrik co-generation dengan memanfaatkan biogas yang dihasilkan limbah kotoran sapi. Dengan konsep penanganan ini emisi GRK yang dilepas ke udara dapat diminimalisir serta sistem energi yang ada di Sistem Integerasi Kelapa Sawit-Sapi menjadi efisien Kata kunci: emisi GRK, Co-generation, efisiensi 1. Pendahuluan Program Swasembada Daging Sapi Tahun 2014 (PSDS-2014) menjadi program prioritas pemerintah dalam mengatasi permasalahan penyediaan pangan terutama daging bagi masyarakat. Program ini begitu menjadi perhatian setelah kegagalan pada pencapaian target awal di tahun 2010. Program ini dijalankan dengan lima pokok kegiatan yaitu, penyediaan sapi bakal lokal; peningkatan produktivitas dan reproduktivitas ternak sapi lokal;
1
pencegahan pemotongan sapi betina produktif; penyediaan bibit sapi dan revitalisasi aturan distribusi dan pemasaran ternak1. Dukungan program ini pun mengalir dari berbagai pihak. Salah satu pihak yang sangat gencar untuk mensupport terget program ini adalah Kementrian BUMN. Kementrian BUMN menginstruksikan kepada seluruh PTPN kelapa sawit untuk mengadakan peternakan sapi. Tahun ini ditargetkan ada 100.000 ekor sapi diternakkan di 10 PTPN kelapa sawit2. Efek samping dari PSDS ini salah satunya adalah terkonsentrasinya limbah kotoran sapi dalam jumlah besar. Padahal menurut laporan FAO limbah kotoran sapi merupakan salah satu penghasil emisi gas rumah kaca terbesar yaitu 18% persen dari total emisi gas rumah kaca. Dari nilai tersebut 37% merupakan gas methane (CH4) yang memiliki efek 21 kali lebih besar dari pada karbondioksida (CO2). Melihat hal tersebut perlu dirancang system penanggulangan dari limbah kotoran sapi tersebut. Salah satu konsep yang menarik adalah konsep cogeneration yang menitikberatkan pada peningkatan efisiensi suatu system kerja terutama dalam penanganan dan pemanfaatan sumber energi. Dengan sistem peternakan sapi yang terintegerasi pada kawasan perkebunan kelapa sawit,
konsep
co-generation
dapat
dijadikan
solusi
menarik
dalam
meningkatkan efisiensi serta produktivitas sistem. 2. Daya Dukung Perkebunan Kelapa Sawit pada Peternakan Sapi Wilayah perkebunan sawit di Indonesia tersebar ke 12 provinsi yang luasnya sekitar 10 juta hectare. Dari 12 provinsi tersebut sudah terdapat 19 kawasan 1
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian 2010. Dalam penjabarannya salah satu langkan operasionalnya adalah pengembangan pupuk organik dan biogas 2 Peternakan pada PTPN kelapa sawit ini bertujuan agar suplai pangan sapi terjamin. Selain itu pakan ternak dari olahan pelepah kelapa sawit termasuk pakan ternak yang baik.
2
integerasi sawit-sapi. Kawasan ini masih akan terus dikembangkan mencapai 25% wilayah perkebunan sawit. Dengan wilayah integerasi sapi-sawit sebesar itu diperkirakan akan ada 10 juta ekor sapi. Daya dukung utama yang disediakan perkebunan kelapa sawit pada peternakan sapi adalah ketersediaan pakan ternak sapi. Pakan ternak sapi ini merupakan limbah dari kelapa sawit berupa pelepah kelapa sawit3. Pelapah kelapa sawit dihasilkan dari hasil pemengkasan rutin. Pelepah kelapa sawit yang dihasilkan setiap pohonnya dihasilkan sekita 18-20 pelepah setiap tahunnya atau sekitar 10 ton pelepah kering/Ha/tahun. Ketersediaan limbah kelapa sawit ini lebih melimbah dan tersedia setiap waktunya dibandingkan dengan pakan hijauan. Suatu penelitian menunjukkan bahwa ratio konversi pakan ternak sapi dengan menggunakan pakan dari limbah kelapa sawit dengan komposisi 60% pelepah kelapa sawit adalah 13.92. Nilai ini dengan konsumsi perhari 8.6 kg dan pertumbuhan berat perhari 0.58kg. Sistem integerasi kelapa sawit-sapi ini juga memberikan timbal balik positif kepada
perkebunan
kelapa
sawit
dengan
bentuk
sumber
pupuk
kompos/kandang. Kotoran sapi mengandung berbagai zat hara seperti nitorogen
yang dapat mengembalikan kesuburan tanah. Untuk menjadi
pupuk kompos, limbah kotoran sapi ini melalu proses pengomposan (dekomposisi) yaitu proses biologi oleh mikroorganisme dalam menguraikan bahan organik menjadi humus. Dekomposisi hingga matang biasanya memakan waktu 1-2 bulan. Proses pengomposan dilakukan dengan 2 cara. Cara pertama yaitu proses terbuka. Kotoran sapi ditimbun dipermukaan tanah terbuka sehingga proses
3
Pada suatu lokakarya sistem integerasi kelapa sawit-sapi disebutkan bahwa, komposisi pakan ternak untuk sapi dari limbah kelapa sawit dengan mayoritas merupakan pelepah kelapa sawit yaitu 60%, pertumbuhan daging sapi harian rata-rata adalah 0.58Kg dengan konsumsi 8.6 kg perhari
3
dekomposisi terjadi di udara bebas. Cara yang kedua yaitu proses tertutup dimana kotoran sapi ditimbun dalam satu wadah tertutup. 3. Emisi Gas Rumah Kaca Limbah Kotoran Sapi Proses dekomposisi tanpa disadari melepaskan emisi gas rumah kaca (GRK) ke udara bebas. Baik itu menggunakan metoda tertutup maupun terbuka. Emisi GRK yang dihasilkan dari proses dekomposisi kotoran sapi menghasilkan 2 emisi GRK selain karbondioksida yang hanya 9%. Kedua emisi GRK ini yaitu gas metana (CH4) yang dihasilkan sebanyak 37% dan dinitrogen oksida (N2O) 69%. Gas-gas ini jauh memiliki efek yang jauh lebih besar dibandingkan oleh karbondioksida. GAS Carbon Dioxide, CO2
Recommended GWP (UNFCCC, 2002), Applicable through 2012
IPCC Revised GWP (IPCC’s third assessment report, 2001), likely to be applicable after 2012
1
1
Methane, CH4
21
23
Nitrous Oxide, N2O
310
296
Hydrofluorocarbons, HFC
140 – 11.900
120 – 12.000
Perfluorocarbons, PFC
6.500 – 9.200
5.700 – 11.900
23.9
22.2
Sulfur Hexafluoride
Seekor sapi setiap harinya dapat menghasilkan kotoran sapi sampai 29 kg. Sedangkan setiap kg nya kotoran sapi dapat menghasilkan 23 hingga 40 liter gas. Dengan demikian satu ekor sapi dapat menghasilkan kotoran yang energinya setara dengan 600 liter gas dalam satu hari. Jika suatu peternakan terdapat 10.000 ekor sapi, maka gas emisi yang dilepaskan mencapai 6 juta liter setiap harinya. Untuk melihat efek dari besar gas emisi yang dihasilkan, berikut perhitungan sederhananya. Dari 6 juta liter yang dihasilkan perharinya maka dengan besar CO2 yang dihasilkan dapat dikalikan dengan Global Warming Potential (GWP) factor. Asumsikan dari 6 juta liter gas yang dihasilkan, 37% adalah metana (CH4) dengan GWP 21, maka: 4
CO2 ton
≈ 6 juta liter x factor konservasi x GWP metana/1000 x 37% ≈ 46.620 ton CO2 perhari
4. Co-generation pada Sistem Instegerasi Kelapa Sawit-Sapi Gas emisi dari limbah kotoran sapi yaitu CH4 merupakan jenis biogas. Namun selain gas metana yang dihasilkan terlepas ke udara bebas, tekanan gas yang dihasilkan masih rendah sehingga masih sulit untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Oleh karena itu diperlukan disain pemanfaatannya sebagai bahan bakar.
Gambar 1. Skema pembentukan biogas dan pemanfaatannya
Proses menghasilkan dan mengumpulkan CH4 dapat dilakukan dengan proses dekomposisi dengan metoda tertutup. Gas CH4 berhasil dikumpulkan digunakan dengan berbagai pemanfaatan seperti keperluan bahan bakar rumah tangga.
5
Khusus pada kawasan perkebunan kelapa sawit, pemanfaatan sumber energi digunakan untuk kegiatan di pabrik kelapa sawit (PKS). PKS membutuhkan energi primer untuk menghasilkan steam yang akan menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik yang digunakan untuk pengolahan kelapa sawit.
Gambar 2. Skema Co-generation PKS dengan Biogas dari ternak sapi
Konsep co-generation merupakan konsep peningkatan efisiensi pemanfaatan energi primer yang menghasilkan bentuk energi lain yaitu listrik dan thermal. Listrik yang dihasilkan digunakan untuk kegiatan industri kelapa sawit. Namun gas buang yang dihasilkan memiliki nilai thermal yang tinggi dimanfaatkan untuk pengolahan kelapa sawit. Gas buang dengan thermal tinggi dilalui pada komponen heat exchanger untuk memanaskan air. Air dengan suhu tinggi biasanya pada PKS digunakan untuk perebusan (sterilizer) kelapa sawit sehingga buah lepas dari tandan dan matang. Maka dengan skema ini gas buangan yang dilepas ke udara dapat diminimalisir dan dapat diserap oleh lingkungan.
6
Skema pembangkit co-generation di atas merupakan skema 1 cycle. Skema tersebut dapat ditingkatkan efiseinsinya dengan skema co-generation combined cycle. Sistem mendapat energi tambahan dari hasil pembakaran biomassa limbah kelapa sawit yang tidak terserap sebagai pakan ternak.
Gambar 3. Combined Cycle Co-Generation dengan pembakaran biomassa
5. Kesimpulan Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut: a. Limbah kotoran sapi memiliki potensi besar dalam menghasilkan emisi GRK dalam jumlah besar. b. Pembuatan
pupuk
kompos
dari
limbah
kotoran
sapi
harus
menggunakan metoda tertutup di dalam biogas digester.
7
c. Pemanfaatan biogas hasil limbah kotoran sapi sangat berpotensi digunakan dalam pembangkit listrik co-generation yang dapat dimanfaatkan oleh Pabrik Kelapa Sawit. d. Efisiensi pembangkit dapat ditingkatkan dengan skema pembangkit combined cycle co-generation dengan melibatkan biomassa dari limbah kelapa sawit. Reference Boyce, M.P., “Handbook for Cogeneration and Combined Cycle Power Plants”, Amer Society of Mechanical, 2002. Elisabeth, J. dan Ginting, S.P., “Pemanfaatan Hasil Samping Industri Kelapa Sawit Sebagai Bahan Pakan Ternak Sapi Potong”, Lokakarya Sistem Integrasi Kelapa Sawit-Sapi, Medan.
Hanif Andi., “Studi Pemanfaatan Biogas Sebagai Pembangkit Listrik 10 Kw Kelompok Tani Mekarsari Desa Dander Bojonegoro Menuju Desa Mandiri Energi”, Fakultas Teknik Industri ITS, Surabaya. Maluyu, H., et al,. “Kebijakan Pengembangan Peternakan Sapi Potong Di Indonesia”, Jurnal Litbang Pertanian, 2010. Purwanta, Wahyu., “Penghitungan Emisi Gas Rumah Kaca (Grk)Dari Sektor Sampah Perkotaan Di Indonesia”, BPPT, Jakarta, 2009. Roheni, E.S., et al., “Potensi Dan Peluang Pemanfaatan Limbah Sawit Sebagai Pakan Ternak Sapi Di Kalimantan Selatan”, Seminar Optimalisasi Hasil Samping Perkebunan Kelapa Sawit dan Industri Olahannya sebagai Pakan Ternak, Banjarbaru. Sugiardi, “ Perancangan Alat Penukar Kalor Dalam Organic Rankine Cycle Untuk Memanfaatkan Waste Heat Recovery Dari Blowdown Rebusan(Sterilizer) Sebagai Pembangkit Listrik 100 Kw Pada Pabrik Kelapa Sawit”, Fakultas Teknik Industri ITS, Surabaya. Wahyuni, Sri, M.P., “Biogas Energi Terbarukan Ramah Lingkungan dan Berkelanjutan”. Kongres Ilmu Pengetahuan Nasional (KIPNAS) ke 10, Jakarta, 2010.
8
Widodo, T.W., et al., “Pemanfaatan Energi Biogas Untuk Mendukung Agribisnis Di Pedesaan”. Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong. Serpong, 2010.
9
