Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130
ISSN 1978-2365
PETA POTENSI LIMBAH BIOMASSA PERTANIAN DAN KEHUTANAN SEBAGAI BASIS DATA PENGEMBANGAN ENERGI TERBARUKAN BIOMASS POTENTIAL MAP AS A DATABASE OF NATIONAL SCALE BIOMASS ENERGY DEVELOPMENT Bono Pranoto, Marlina Pandin, Silvy Rahmah Fithri, Syaiful Nasution Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, 12230
[email protected] Abstrak Pemanfaatan energi terbarukan di Indonesia menghadapi beberapa kendala, salah satunya adalah terbatasnya ketersediaan data dan informasi potensi energi terbarukan di seluruh wilayah Indonesia. Tujuan dari kajian ini adalah menyiapkan data dan informasi sebaran potensi energi biomassa dan menyajikannya dalam bentuk database spasial. Peta spasial potensi energi limbah biomassa ini dapat digunakan untuk pengembangan pemanfaatan energi biomassa. Metodologi yang digunakan adalah pengumpulan, pengolahan, analisis dan penyajian data. Data dikumpulkan dari berbagai sumber seperti Kementerian Pertanian berupa angka tetap produksi dan luas panen pertanian, serta peta tematik kawasan hutan milik Kementerian Kehutanan . Komoditi yang dihitung adalah limbah Padi (Oryza Sativa), Jagung (Zea Mays), Singkong (Manihot Utilissima), Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq), Kelapa (Cocos Nucifera, L) dan limbah hutan produksi. Data disajikan dalam peta dasar spasial batas wilayah kabupaten. Hasil perhitungan didapat besar potensi energi dari limbah ke enam komoditi tersebut sebesar 35,6 GW dengan kontribusi dari limbah padi sebesar 54,52 %, limbah jagung 9,74%, limbah singkong 6,45%, limbah kelapa sawit 2,29%, limbah kelapa dalam 2,3%, dan limbah hutan produksi 24,69%. Kata kunci : peta potensi, energi biomassa, basis data, sistem informasi spasial.
Abstract Utilization of renewable energy in Indonesia faces several obstacles, one of which is the limited data and information availability of potential of renewable energy in all region of Indonesia. The purpose of this study is to prepare data and information of distribution the energy potential for biomass and present it in the form of map database. The map of potential energi from biomass waste can be used as reference for development of biomass energy. The methodology for this study is by collection, processing, analysis and presentation of data. Data collected from various sources such as the Ministry of Agriculture for Fixed Number production and harvest area from waste of Rice (Oryza Sativa), Corn (Zea Mays), Cassava (Manihot Utilissima), Palm (Elaeis Guineensis Jacq), Coconut (Cocos Nucifera, L), and tematic map for forest boundaries from Ministry of Forestry. The data is presented in a spatial base map of the district boundaries. The results show total energy potential from six commodities is 35,6 GW, with contribute from padi waste 54,52%, corn waste 9,74%, cassava waste 6,45%, palm waste 2,29%, coconut waste 2,3%, and production forest waste 24,69%. This spatial map of biomass energy that has been made can be used as a database of biomass energy development in Indonesia. Keyword : Potential Map, Energy of Biomass, basisdata, spatial information system.
Diterima : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
123
Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan EnergiKetenagalistrikan Terbarukan Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130 Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130
PENDAHULUAN
(2001) telah memanfaatkan GIS sebagai basis
Latar Belakang
data
Biomassa adalah produk fotosintesis
Informasi untuk Energi Terbarukan
diwilayah Maharashtra, India. Peta
yang menyerap energi surya dan mengubah
Tematik
adalah
peta
yang
karbon dioksida, dengan air ke campuran
menyajikan informasi dalam tema tertentu dan
karbon, hidrogen dan oksigen. Biomassa adalah
kepentingan tertentu. Peta tematik yang dibuat
material biologis yang dapat digunakan sebagai
harus mengacu pada peta dasar yang dibuat
sumber bahan bakar, baik secara langsung
oleh Badan Informasi Geospasial (BIG) dengan
maupun setelah diproses melalui serangkaian
skala 1:250.000. Peta Potensi Energi Limbah
proses yang dikenal sebagai konversi biomassa.
Biomassa ini merupakan peta tematik, dengan
Biomassa juga meliputi sampah bio yang dapat
tujuan menyajikan informasi mengenai total
diuraikan yang dapat digunakan sebagai bahan
potensi energi dari limbah biomassa.
bakar. Biomassa tidak termasuk material organik yang telah diubah dengan proses
Tujuan Penyusunan
geologis ke dalam zat seperti batubara atau limbah
petroleum.
peta
biomassa,
tematik
dengan
potensi
memasukkan
infromasi
sebaran
potensi
energi
secara teori diperkirakan mencapai sekitar
biomasa
kedalam
peta
tematik
49.810 MW. Angka ini diasumsikan dengan
administrasi, maka diharapkan dapat terlihat
dasar kadar energi dari produksi tahunan
besaran potensi dan jenis limbah biomassa
sekitar 200 juta ton biomassa dari residu
yang dapat dimanfaatkan tiap kabupaten di
pertanian, kehutanan, perkebunan dan limbah
Indonesia
Potensi energi biomassa Indonesia,
limbah batas
padat perkotaan. Jumlah potensi yang besar tidak sebanding dengan kapasitas terpasang
METODOLOGI
sebesar 302.4 MW atau 0,64 persen yang
Pengumpulan data Perhitungan jumlah limbah pertanian
dimanfaatkan. Bila kita maksimalkan potensi yang ada dengan menambah jumlah kapasitas
berdasarkan
pada
Data
Pertanian
yang
terpasang, maka akan membantu bahan bakar
diperoleh dari Basisdata Statistik Kementerian
fosil yang selama ini menjadi tumpuan dari
Pertanian yang dipublikasi dalam situs resmi
penggunaan energi (KESDM 2008).
Kementerian. Data Pertanian berupa Luas (SIG)
Panen dan Produksi Pertanian. Data yang
adalah sistem informasi yang berdasar pada
diambil dari tanaman Padi (Oryza Sativa),
data keruangan dan merepresentasikan obyek di
Jagung
bumi. SIG dapat digunakan sebagai basis data
Utilissima), Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis
Infromasi
Jacq), Kelapa (Cocos Nucifera, L). Sedangkan
Sistem
Informasi
untuk
Geografis
pemanfaatan
energi
(Ramachandra, 2007). Sampada dan Rangan
data
(Zea
Hutan
Mays),
Produksi
Singkong
(Manihot
didapatkan
Diterima 124 : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
dari
Peta potensi Limbah Biomassa Pertanian Dan Kehutanan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Sebagai Basis Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 Data – 130Pengembangan Energi Terbarukan Kementerian Kehutanan berupa data Peta
d. Limbah Kelapa Sawit
Tematik Digitasi Kawasan Hutan Produksi.
Bagian dari tanaman kelapa sawit dibagi
PETA GIS batas wilayah Indonesia diperoleh
menjadi 4 bagian yang dapat dimanfaatkan
dari BIG (Badan Informasi Geospasial).
yaitu daging buah, biji sawit tandan kosong dan batang
pohon.
Dari
keempat
melompok
Penghitungan Limbah Biomassa
tersebut hanya bagian daging buah dan biji
a. Limbah Padi
sawit yang menghasilkan minyak. Daging buah
Penghitungan jumlah limbah padi berdasarkan
menghasilkan minyak sawit, sedangkan biji
atas besarnya produksi padi setiap tahunnya.
sawit menghasilkan minyak inti. Sedangkan
Xiong et al. (2009) menyatakan bahwa tiap ton
bagian bagian lain seperti sabut, endapan
produksi padi akan menghasilkan 200 kg (20%)
lumpur, cangkang, bungkil, tandan kosong
sekam padi. Perbandingan ratio jumlah sekam
maupun
padi terhadap jerami dan merang berturut-turut
dianggapnya sebagai limbah kelapa sawit
adalah 0.74: 2.30: 0.70 (Lembaga Penelitian
(PS,1996). Batang pohon sawit yang sudah tua
Hasil Hutan, 1978).
dapat dibuat sebagai bahan perabot rumah
maupun
batang
pohon,
sering
tangga seperti mebel, furniture,atau sebagai b. Limbah Singkong
papan partikel. Dari setiap batang kelapa sawit
Secara umum limbah dari tanaman singkong
dapat diperoleh kayu sebanyak 0.34 m3. Untuk
adalah kulit singkong dan batang pohon
setiap ton sawit menghasilkan serabut sebesar
singkong.
banyak
120 kg, tempurung 70 kg, dan tandan kosong
dimanfaatkan sebagian besar untuk pakan
220 kg (Lembaga Penelitian Hasil Hutan,
ternak karena masih memiliki nilai karbohidrat
1978).
Kulit
singkong
telah
yang tinggi (Sudaryanto, 1998). Sehingga perhitungan limbah dari tanaman singkong
e. Limbah Kelapa
adalah batang sebesar 5,1 Ton untuk setiap
Kelapa merupakan tanaman tropis yang sudah
hektar dalam 1 tahun (Lembaga Penelitian
dikenal lama oleh masyarakat Indonesia. Hal
Hasil Hutan, 1978).
ini terlihat dari penyebaran tanaman kelapa di hampir seluruh wilayah Nusantara. Cangkang
c. Limbah Jagung
dan serabut kelapa memiliki potensi limbah
Yang termasuk sebagai kategori limbah jagung
yang besar, untuk setiap ton buah kelapa
adalah bonggol, batang-daun, dan kelobot.
terdapat 360 kg serabut kelapa dan 165 kg
Besaran masing-masing limbah terhadap luas
cangkang kelapa (Lembaga Penelitian Hasil
lahan (Ha) pertahun adalah bongol = 0.6 ton ;
Hutan, 1978).
batang-daun = 2.6 ton; kelobot = 0.7 ton (Lembaga Penelitian Hasil Hutan, 1978).
Diterima : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
125
Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan EnergiKetenagalistrikan Terbarukan Vol. 12 –No. Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 1302 Desember 2013 : 123 – 130 Tabel 1. Nilai kalor limbah biomassa
f. Limbah Hutan Produksi Hutan produksi adalah kawasan hutan yang diperuntukkan guna produksi hasil hutan untuk memenuhi
keperluan
masyarakat
pada
umumnya serta pembangunan, industri, dan ekspor pada khususnya. Secara umum besaran limbah tergantung terhadap jenis kayu dan luasan hutan. Berdasarkan penelitian hasil hutan maka jumlah limbah dapat direrata sebesar 3 m3 untuk tiap Hektar Luas Tebang pertahun. Untuk setiap meter kubik limbah hutan setara dengan bobot 180 kg (Lembaga Penelitian Hasil Hutan, 1978). Penghitungan Nilai Kalor Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu satuan massa (m) benda sebesar satu derajat. (Perrys, 2007). Q = m.c.(t2 – t1) ….
(Perrys, 2007)
Limbah Biomassa Padi 1. Sekam 2. Jerami 3. Merang Jagung 1. Bonggol 2. Batang-daun 3. Kelobot Singkong 1. Batang Kelapa Sawit 1. Serabut 2. Tempurung 3. Tandan Kelapa 1. Serabut 2. Tempurung Hasil Hutan 1. Kayu
Kalor Jenis 3.052,9 Ton Kal/Ton 2.914,5 Ton Kal/Ton 3.205,4 Ton Kal/Ton 3.523,9 Ton Kal/Ton 3.674,6 Ton Kal/Ton 3.620,6 Ton Kal/Ton 3.894,5 Ton Kal/Ton 11,40 Ton Kal/Ton 15,21 Ton Kal/Ton 3.700 (k. kal/kg) 4.004,8 k.kal 4.128,9 k.kal 3.992,6 Ton Kal/Ton
(Sumber : Lembaga Penelitian Hasil Hutan, 1978).
Apabila kapasitas produksi energi panas yang dihasilkan
tersebut
dikonversikan
menjadi
energi listrik dengan faktor konversi setiap ton kalori adalah 1,1628x 10-3 MWh (Energi Outlook Statistics, University of Indonesia, 2000), maka dapat diperkirakan potensi energi limbah biomassa pada masing-masing wilayah.
Dimana : Q adalah kalor yang dibutuhkan (J) m adalah massa benda (kg)
Penyajian dalam PETA
c adalah kalor jenis (J/kgC)
Peta tematik total energi limbah biomassa
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C) Kalor
jenis
biomassa
digunakan
disajikan dalam satuan Megawatt (MW). untuk
menghitung energi kalor total. Daftar kalor jenis biomassa ada ditabel berikut :
Besarnya nilai potensi energi diwakili oleh gradasi
warna
Hijau
hingga
Merah,
berdasarkan batas wilayah administrasi. Nilai terendah ditandai dengan warna hijau tua, sedangkan nilai tertinggi ditandai dengan warna merah.
Diterima : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013 126
Peta potensi Limbah Biomassa Pertanian Dan Kehutanan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Sebagai Basis Pengembangan Energi Terbarukan Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123Data – 130 Informasi besarnya persentase penyumbang
didapat peta produksi rata-rata perkabupaten ,
nilai total energi ditandai dengan diagram
peta sudah bisa dijadikan sebagai peta sebaran
energi. Diagram Energi menunjukan besaran
biomassa untuk tiap komoditi hasil pertanian.
persentase limbah biomasa ditiap kabupaten.
Dari peta ini sudah bisa terlihat daerah mana
Dalam satu
saja yang memiliki potensial biomasa terbesar
diagram
energi
terdiri
dari
persentase keenam komoditi, yaitu : limbah
dibandingkan dengan yang lainnya.
padi, limbah jagung, limbah singkong, limbah kelapa, limbah kelapa, limbah hutan produksi.
Data
Tematik
Kawasan
Hutan
Produksi
dilakukan pengirisan luas lahan berdasarkan luasan wilayah administrative kabupaten. Agar
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengumpulan
data
publikasi
statistik
Kementerian
Pertanian hanya tercantum
dapat dihitung jumlah limbah kayu perwilayah kabupaten.
hingga level kabupaten. Ada data dibeberapa wilayah yang tidak memiliki angka produksi
Agar menjadi peta potensi energi, jumlah
maupun luas panen. Hal tersebut disebabkan
limbah dikalikan dengan nilai kalornya, lalu
karena 2 hal, yaitu, pertama karena daerah
dikonversi menjadi listrik. Perhitungan potensi
tersebut bukan penghasil komoditi atau hanya
energi dilakukan untuk masing-masing wilayah
sedikit
kabupaten.
besarannya,
kedua
dapat
juga
disebabkan tidak ada data karena dinas pertanian tidak ada kegiatan pengumpulan data
Total
Potensi
Energi
Limbah
Biomassa
pada tahun tersebut.
merupakan penjumlahan Potensi Energi dari 6 Komoditi Besar yaitu, Limbah Padi, Limbah
Data yang digunakan adalah Angka Tetap
Jagung, Limbah Singkong, Limbah Kelapa
Produksi dan Luas Panen rata-rata 5 tahun,
Sawit, Limbah Kelapa dan Limbah Hutan
yaitu tahun 2004-2009. Data tersebut kemudian
Produksi.
dituangkan kedalam peta tematik sehingga
Diterima : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
127
Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Terbarukan Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130 Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130
Gambar 1. Peta Potensi Energi Limbah Biomassa Indonesia
Gambar 2. Peta Potensi Limbah Biomassa Propinsi Jawa Tengah
128Diterima : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
Ketenagalistrikan DanPeta Energi Terbarukan potensi Limbah Biomassa Pertanian Dan Kehutanan Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 130 Pengembangan Energi Terbarukan Sebagai Basis–Data Pada gambar 1, terlihat distribusi potensi energi
Pada gambar 2, ada 2 informasi yang disajikan
limbah biomassa di Indonesia. Data tersebut
dalam peta ini. Yang menjadi latar belakang
sangat bermanfaat dalam penentuan kebijakan
peta adalah total energi dari potensi limbah
pengembangan Energi Biomassa di tiap-tiap
biomassa. Besarnya nilai ditandai dengan
wilayah. Dari data tersebut terlihat potensi
perbedaan
limbah biomassa terbesar ada di Pulau Jawa,
wilayah kabupaten. Sedangkan informasi yang
hal ini dikarenakan besarnya nilai dipengaruhi
disajikan
oleh produksi limbah padi yang cukup besar.
diagram energi. Jumlah persentase kontribusi
warna didepan
berdasarkan peta
batas-batas
adalah
informasi
limbah biomassa disajikan. Dari
sektor
pertanian,
limbah
padi
terkonsentrasi dipulau Jawa, Sumatera dan
Dalam informasi peta tersebut terlihat bahwa
Kalimantan. Limbah jagung terkonsentrasi
kabupaten Grobogan dan Wonogiri memiliki
dipulau
Timur.
potensi energi limbah biomassa yang besar,
Sedangkan limbah singkong banyak dijumpai
ditambah dengan informasi limbah terbesar
dipulau Jawa dan Propinsi Lampung.
yang dapat dimanfaatkan. Semisal Grobogan
Dari sektor Perkebunan, Limbah kelapa sawit
dengan potensi energi limbah sebesar 450 MW
banyak
dan
dihasilkan dari limbah padi dan limbah jagung,
selatan.
untuk daerah Wonogiri potensi terbesarnya
Sedangkan limbah kelapa dalam lebih merata
dihasilkan dari limbah padi, limbah jagung dan
diseluruh wilayah indonesia.
hutan produksi dengan total potensi 367 MW.
Dari sektor kehutanan, pulau jawa memiliki
KESIMPULAN DAN SARAN
limbah hutan terkecil dibanding pulau-pulau
Dengan adanya peta potensi biomassa untuk
besar di Indonesia. Limbah hutan produksi
masing-masing
paling besar dijumpai di wilayah Kalimantan
pemanfaatan biomassa skala nasional sebagai
dan Papua.
bahan baku energi dapat dikonsentrasikan pada
Jawa,
dijumpai
Kalimantan
khususnya
dipulau
wilayah
barat
Jawa
Sumatera dan
komoditi,
maka
kebijakan
daerah-daerah yang memiliki potensi limbah Pada gambar 2, adalah peta potensi energi limbah biomassa diwilayah propinsi Jawa Tengah. Terlihat pada PETA ini bahwa Informasi
yang
disajikan
lebih
rinci
dibandingkan dengan peta pada gambar 1. Pada peta tematik ini lebih menjelaskan secara rinci
mengenai
komposisi
limbah
berkontribusi terhadap total energi.
yang
yang besar. Dengan peta tersebut maka pemerintah daerah dapat mengetahui potensi apa yang dimiliki secara
umum
didaerah
masing-masing,
sehingga mampu mengembangkan Energi Baru Terbarukan
khususnya
biomassa
sebagai
sumber daya energi lokalnya.
Diterima : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
129
Dan Energi Terbarukan Ketenagalistrikan Dan Energi Ketenagalistrikan Terbarukan Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130 Vol. 12 No. 2 Desember 2013 : 123 – 130 Total potensi energi dari limbah biomassa Indonesia sebesar :
[7] Peta Dasar Batas Wilayah Kabupaten Indonesia, BAKOSURTANAL
No
Limbah
1
Padi
2
Jagung
3,47
3
Singkong
2,30
4
Kelapa Sawit
0,81
5
Kelapa Dalam
0,82
6
Hutan Produksi
8,80
[8] Sampada Kulkarni and Rangan Banerjee,
Energi (GW)
2011, Renewable energy mapping in
19,41
TOTAL
Maharashtra, India using GIS, World Renewable Energy Congress, Linkoping, Sweden. [9] Sudaryanto T, I W. Rusastra, dan P. Simatupang , 1998 , “Strategi Dan Kebijakan
35,60
Pembangunan
Ekonomi
Pedesaan Berbasis Agribisnis “, Prosiding Seminar
dan
Ekspose
Hasil
Penelitian/Pengkajian BPTP Jawa Timur ,ISBN: 979-8094-86-7 DAFTAR PUSTAKA
[10] Tim Penyusun PS, 1996, Kelapa sawit,
[1] Anonymous, “Net Heating Value dari
Usaha Budidaya Pemanfaatan Hasil dan
Limbah Pertanian, Kayu Bakar, Arang
Aspek Pemasaran nya,cetakan ke V,
Dibandingkan
Penerbit PT Penebar Swadaya, anggota
dengan
Batubara
dan
Minyak Tanah”, Lembaga Penelitian Hasil Hutan, Bogor, Indonesia, 1978
[11] T. V. Ramachandra et.al, 2007,Geospatial
[2] Basis Data Pertanian, Basis Data Statistik berdasarkan lokasi, www.deptan.go.id [3] Basis
Data
Informasi
Kehutanan,
Environment,Vol.6. [12] Xiong, Liangming, Saito Kazuya , Sekiya
[4] Energi Outlook Statistics, University of Indonesia, 2000 A.
Mapping of Bioenergy Potential in Karnataka, India, Journal of Energy &
www.webgis.dephut.go.id
[5] Milbrandt,
IKAPI, Jl. Gunung Sahari Jakarta.
Edson H, Sujaridworakuni Pornapa and Wada Shigetaka (2009) Influence of
2005.
A
Geographic
Prespective on the Current
Biomass
Resource Avaibility in the United States,
Impurity Ions on Rice Husk Combustion. Journal of Metals, Materials and Minerals. 19(2), 73-77.
Technical Report NREL/TP-560-39181. [6] Perry, R.H. and Green, D.W “Perry's Chemical
Engineers'
Handbook”
,
McGraw-Hill, October 2007 (8th Edition), ISBN 0-07-142294-3
Diterima 130 : 6 November 2013, direvisi : 23 Desember 2013, disetujui terbit : 23 Desember 2013
