POTENSI BIOMASSA DARI HUTAN RAKYAT SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKAR ENERGI PEMBANGKIT LISTRIK DI DESA SINARLAUT, CIANJUR
HARDIAN AKBAR
DEPARTEMAN SILVIKULTUR FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Potensi Biomassa dari Hutan Rakyat Sebagai Sumber Bahan Bakar Energi Pembangkit Listrik di Desa Sinarlaut, Cianjur adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Desember 2015 Hardian Akbar NIM E44110054
ABSTRAK HARDIAN AKBAR. Potensi Biomassa dari Hutan Rakyat Sebagai Sumber Bahan Bakar Energi Pembangkit Listrik di Desa Sinarlaut, Cianjur. Dibimbing oleh ULFAH JUNIARTI SIREGAR dan BUDI HADI NARENDRA. Potensi pengembangan energi terbarukan memiliki peluang besar terutama dari biomassa. Tujuan penelitian ini adalah menduga potensi biomassa di Hutan Rakyat Desa Sinarlaut sebagai bahan bakar pembangkit tenaga listrik. Analisis vegetasi dilskukan menggunakan plot lingkaran sebanyak tujuh plot di setiap jenis Hutan Rakyat untuk menghitung nilai Indeks Nilai Penting (INP), jumlah biomassa dan pendugaan jumlah listrik yang dihasilkan. Pendugaan biomassa dilakukan dengan persamaan alometrik, sedangkan perhitungan energi listrik dilakukan memakai rumus konversi listrik. Nilai INP tertinggi pada jenis Paraserianthes falcataria sebesar 184,76%. Kandungan biomassa sebanyak 43,14 ton/ha menghasilkan energi listrik sebesar 0,442 GWh. Tanaman P.falcataria umur lima tahun dapat menghasilkan listrik 0,167 GWh/ha, sehingga kebutuhan listrik Desa Sinarlaut 1,375 GWh/tahun dapat dipenuhi dengan potensi Hutan Rakyat sengon sebanyak 8,2 ha. Dengan potensi luas Hutan Rakyat sebesar 50 ha, pasokan biomassa untuk memenuhi kebutuhan listrik Desa Sinarlaut akan lestari. Kata kunci: energi terbarukan, biomassa, Hutan Rakyat, Paraserianthes falcataria
ABSTRACT HARDIAN AKBAR. Potency Biomass at Community Forest as a source of Power Plant Fuel in Sinarlaut Village, Cianjur. Supervised by ULFAH JUNIARTI SIREGAR and BUDI HADI NARENDRA. The potency of develop renewable energy from biomass is very promising. This study aimed at estimating potency of biomass at Community Forest of Sinarlaut Village as an alternative source of power plant fuel. Vegetation analysis was done by estabilishing seven circusing circle plots was done to count the value of Imle plot at each forest type, to calculate Important Value Index, biomass, and estimate produced electricity from biomass. Estimated biomass was calculated using allometric equation, and then converted to electrical energy using the electric conversion formula. Highest Important Value Index belongs to Paraserianthes falcataria with amount 184.76%. Average biomass content was 42.14 ton/ha which will produce 0,442 GWh electricity. Five years old P. falcataria could produce electricity of 0,167 GWh/ha, that Sinarlaut Village electricity demand of 1,375 GWh/year could be supplied by 8,2 ha Sengon plantation. Having potential of 50 ha community forest, biomass supply to meet Sinarlaut Village electricity demand will be sustainable. Key words: biomass, Community Forest, Paraserianthes falcataria, renewable energy
POTENSI BIOMASSA DARI HUTAN RAKYAT SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKAR ENERGI PEMBANGKIT LISTRIK DI DESA SINARLAUT, CIANJUR
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Silvikultur
DEPARTEMEN SILVIKULTUR FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2015 ini ialah biomassa, dengan judul Potensi Biomassa dari Hutan Rakyat Sebagai Sumber Bahan Bakar Energi Pembangkit Listrik di Desa Sinarlaut, Cianjur. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Ulfah Juniarti Siregar, MAgr selaku pembimbing I dan Bapak Budi Hadi Narendra, S.Hut, MSi, MSc selaku pembimbing II. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Apendi selaku Kepala Desa Sinarlaut beserta stafnya, yang telah membantu selama pelaksanaan pengambilan data. Saya ucapkan terima kasih kepada teman-teman Lawalata IPB dan Silvikultur 48 yang telah membantu saya dalam menyusun skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, dan Sri Wulan atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2015 Hardian Akbar
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Tempat dan Waktu Penelitian
2
Bahan
3
Alat
3
Data yang Dikumpulkan
3
Prosedur Pengambilan Data
3
Analisis Data
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
5
Analisis Vegetasi
5
Kandungan Biomassa dan Energi Listrik
6
Penilaian Segi Ekonomi
10
SIMPULAN DAN SARAN
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
13
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
15
DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5
Konversi biomassa ke energi listrik 4 Persamaan alometrik pendugaan biomassa dan volume tegakan 7 Nilai BEF dan berat jenis kayu 7 Potensi biomassa Desa Sinarlaut untuk dijadikan energi listrik 7 Perbandingan kandungan biomassa dan energi Anthocepalus cadamba dan Paraserianthes falcataria pada umur lima tahun 9
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6
Desain plot lingkaran pada hutan tanaman 3 Peta Sebaran Pengambilan Plot Hutan Rakyat Desa Sinarlaut, Cianjur 5 Presentase nilai INP tanaman di Desa SInarlaut 6 Teknologi konversi biomassa 8 Proyeksi kebutuhan listrik Desa Sinarlaut tahun 2015-2025 9 Perbandingan pengeluaran biaya menggunakan PLN, diesel dan wood pellet 10 7 Perbandingan penjualan tegakan menjadi wood pellet, penjualan karbon, dan kayu pertukangan 11
DAFTAR LAMPIRAN 1 Tally sheet analisis vegetasi
14
PENDAHULUAN Latar Belakang Energi terbarukan mulai dikembangkan seiring dengan terbatasnya cadangan energi fosil dan dampak negatif pada lingkungan akibat penggunaan energi fosil tersebut. Energi fosil merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui sehingga pemakaiannya harus ditekan. Berdasarkan Perpres Nomor 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional, energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber daya energi berkelanjutan yang berasal dari panas bumi, angin, bioenergi, sinar matahari, aliran dan terjunan air, serta gerakan dan perbedaan suhu lapisan laut. Pemanfaatan energi terbarukan di Indonesia masih sangat rendah jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil. Komposisi sumber energi untuk pembangkitan listrik di Indonesia saat ini meliputi, batubara 43%, gas 25%, minyak bumi 20%, tenaga air 6%, dan panas bumi 6% (Coordinating Ministry of Economic Affair, 2013). Penggunaan energi fosil dalam pembangkit listrik masih terus meningkat akibat pertumbuhan jumlah penduduk yang membutuhkan energi listrik. Di sisi lain, pemenuhan kebutuhan listrik bagi daerah terpencil masih belum memadai karena penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar batu bara ataupun solar (diesel) tidak cukup efisien. Dampak dari kedua bahan bakar tersebut yaitu menghasilkan emisi gas rumah kaca serta harga BBM yang sangat fluktuatif bergantung pada harga minyak dunia dan memiliki hambatan dalam hal mendistribusikan bahan bakar ke daerah pelosok. Pengembangan energi terbarukan sangat berpeluang dioptimalkan untuk menjadi alternatif solusi energi listrik yang menggunakan energi fosil. Indonesia memiliki potensi energi terbarukan yang cukup besar untuk dikembangkan. Tercatat pada awal tahun 2009 potensi tersebut diantaranya, mini/micro hydro sebesar 450 MW, Biomasa 50 GW, energi surya 4,80 kWh/m2/hari, energi angin 3-6 m/det dan energi nuklir 3 GW (DEN, 2010). Biomassa merupakan sumber energi terbarukan yang dihasilkan dari kayu, limbah pertanian, kotoran hewan, dan tanaman hidup. Biomassa digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi listrik dan dapat digunakan dalam bentuk gas, cair, dan padat. Berdasarkan sumber bahan bakunya biomassa dapat dikategorikan dalam 5 kelompok antara lain (Kong, 2010) : biomassa yang berasal dari sisa pemukiman, sisa pabrik pengolahan kayu, sisa pengolahan hutan, sisa panen diladang persawahan, dan biomassa berasal dari tumbuh-tumbuhan energi (sengaja ditanam). Energi biomassa, khususnya biomassa yang berasal dari tumbuhan energi, memiliki ketersedian yang melimpah terlebih Indonesia memiliki hutan yang luas mulai dari hutan alam, hutan tanaman industri, maupun hutan rakyat. Selain itu, biomassa yang dimanfaatkan untuk dikonversikan ke energi listrik menghasilkan 90% CO₂ yang lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Pemanfaatan biomassa juga akan mendorong pemanfaatan lahan kosong dan potensi Hutan Rakyat untuk ditanami tumbuhan energi. Salah satu sumber energi biomassa yang dikembangkan dari hasil hutan adalah wood pellet (wood biomass energy). Wood pellet cocok digunakan sebagai
2 bahan bakar kebutuhan rumah tangga, pertanian, dan industri besar, bahkan untuk industri pembangkit tenaga listrik. Menurut Satrio Astungkoro, Direktur PT. Energi Biomasa Indonesia, nilai kandungan panas wood pellet mencapai 4,880 kilo kalori (kkal) sehingga produk ini mampu menggantikan batu bara. Kemampuannya mengeluarkan panas yang setara dengan batu bara, wood pellet akan dapat diterima pasar karena saat ini dunia sedang menuju mekanisme pembangunan bersih untuk membantu mengurangi efek gas rumah kaca. Perumusan Masalah Energi fosil memiliki keterbatasan dalam jumlah stok dan memiliki dampak besar dalam efek gas rumah kaca. Sementara kebutuhan energi listrik semakin tinggi akibat jumlah penduduk yang terus meningkat. Pengembangan energi terbarukan merupakan solusi untuk mengatasi kebutuhan energi listrik. Energi terbarukan, khususnya biomassa perlu dikembangkan di ekosistem Hutan Rakyat yang memiliki potensi cukup besar. Untuk mengetahui kecukupan biomassa di suatu daerah sebagai sumber bahan bakar pembangkit listrik, perlu dilakukan pendugaan potensinya. Sehubungan dengan hal tersebut, permasalahan yang harus diselesaikan adalah melihat kelestarian potensi biomasssa di Hutan Rakyat sebagai bahan bakar pembangkit tenaga listrik. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menduga potensi kandungan biomassa di Hutan Rakyat Desa Sinarlaut sebagai bahan bakar pembangkit tenaga listrik. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah memberikan data dan informasi dasar mengenai potensi kandungan biomassa di Hutan Rakyat Desa Sinarlaut untuk dikembangkan sebagai bahan bakar pembangkit tenaga listrik.
METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Hutan Rakyat Desa Sinarlaut, Kecamatan Agrabinta, Kabupaten Cianjur, Jawa Barat. Penelitian dilaksanakan pada tanggal 515 Juni 2015. Luas wilayah Desa Sinarlaut mencapai 22,22 km2 dan merupakan desa terluas ke empat (8,97% luas Kecamatan Agrabinta) dari 11 desa di Kecamatan Agrabinta. Desa Sinarlaut memiliki batas-batas wilayah sebagai berikut : : Jalan lintas Jawa Barat Selatan dan Desa Bojo Kaso 1. Utara 2. Selatan : Samudera Indonesia : Kali Cisokan dan Desa Mekarsari 3. Timur 4. Barat : Desa Wamgun Jaya Data curah hujan di Desa Sinarlaut, menurut BMKG bulan Mei 2015 mencapai 101-150 mm atau dalam kategori curah hujan menengah.
3 Bahan Bahan yang digunakan adalah Hutan Rakyat di Desa Sinarlaut dan data deskripsi umum mengenai Desa Sinarlaut. Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pita ukur, meteran roll, haga meter, tali tambang, kamera, GPS, kompas, voice recorder, tally sheet. Data yang Dikumpulkan Data yang dikumpulkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer merupakan data yang langsung dikumpulkan dilapangan. Data primer yang diambil berupa data analisis vegetasi. Analisis vegetasi digunakan untuk menghitung Indeks Nilai Penting sebuah vegetasi, kandungan biomassa tegakan, dan perhitungan energi listrik yang dihasilkan. Pembuatan plot diambil secara acak di lima RW (Rukun Warga)/dusun. Data yang diambil meliputi nama jenis, diameter setinggi dada (DBH), tinggi bebas cabang, dan tinggi total disetiap tingkat vegetasi. Data sekunder merupakan data yang digunakan untuk menunjang hasil penelitian. Data yang diambil meliputi data kondisi umum Desa Sinarlaut, Kabupaten Cianjur, Jawa Barat. Prosedur Pengambilan Data Metode Pengambilan Data Analisis Vegetasi Analisis vegetasi adalah cara mempelajari susunan (komposisi jenis) dan bentuk (struktur) vegetasi atau masyarakat tumbuh-tumbuhan. Analisis vegetasi bertujuan untuk mengetahui komposisi jenis vegetasi suatu tegakan dengan hasil akhir yaitu Indeks Nilai Penting (INP). Penempatan plot contoh jenis- jenis vegetasi yang ada dilakukan secara acak di lima RW/dusun yang ada. Petak contoh yang digunakan dalam pengambilan sampel adalah plot lingkaran. Menurut Rusolono et al. (2015), plot lingkaran umum digunakan untuk survei vegetasi (termasuk biomassa dan cadangan karbon) di hutan-hutan yang kondisinya relatif homogen, seperti tanaman atau hutan di daerah temperate. Plot lingkaran memiliki jari - jari sebesar 17,8 m (Gambar 1), dengan data yang diambil dalam plot yaitu data diameter pohon setinggi dada (DBH), tinggi total pohon, dan tinggi bebas cabang pohon. Luas satu plot lingkaran sebesar 0,1 ha. Data diambil di 7 macam hutan tanaman dengan masing – masing hutan dibuat satu contoh plot lingkaran. Tujuh macam hutan tanaman tersebut ditanami dengan sengon, jabon, akasia, karet, dan hutan tanaman campuran.
17,8 m
Gambar 1 Desain plot lingkaran pada hutan tanaman
4 Metode Pengambilan Contoh Biomassa Tegakan Biomassa tegakan dapat dihitung dari data Dbh (1,3m), tinggi pohon, dan nama jenis yang ada didalam masing-masing plot. Potensi biomassa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan alometrik. Analisis Data Perhitungan Indeks Nilai Penting (INP) Data hasil analisis vegetasi diolah untuk mengetahui nilai INP, dan jenis pohon yang dominan pada daerah tersebut. Indeks Nilai Penting (INP) digunakan untuk menentukan dominansi suatu jenis terhadap jenis lain. Indeks Nilai Penting (INP) merupakan penjumlahan dari Kerapatan Relatif (KR), Dominansi Relatif (DR) dan Frekuensi Relatif (FR) (Soerianegara dan Indrawan 1988). INP = KR + FR (untuk semai, pancang, tumbuhan bawah) INP = KR + FR + DR (untuk tiang dan pohon) Σ individu suatu jenis Kerapatan (K) = luas petak contoh x 1 ha kerapatan suatu jenis
Kerapatan Relatif (KR)
= kerapatan seluruh jenis x 100 %
Frekuensi (F)
=
Frekuensi Relatif (FR)
= Frekuensi seluruh jenis x 100 %
Dominansi (D)
=
Dominansi Relatif (DR)
= Dominansi seluruh jenis x 100 %
Σ plot ditemukan suatu jenis jumlah seluruh plot Frekuensi suatu jenis
Σ LBDS suatu jenis Luas petak contoh
x 1 ha
Dominansi suatu jenis
Perhitungan Kandungan Biomassa Pendugaan kandungan biomassa menggunakan pendekatan model-model persamaan alometrik sesuai jenis pohon dan tipe ekosistem. Jika jenis pohon yang ditemukan tidak memiliki persamaan alometrik biomassa, pendugaan biomassa dapat dilakukan dengan menggunakan rumus alometrik volume jenis yang bersangkutan. Pendekatan volume menggunakan data tinggi dan diameter (DBH) pengukuran pohon dalam tegakan (Krisnawati et al. 2012). Perthitungan Potensi Energi Listrik Pendugaan potensi energi listrik dilakukan dengan menggunakan pendekatan konversi wood pellet ke kalor dan kalor ke energi listrik. Menurut hasil penelitian, biomassa yang dibutuhkan untuk memproduksi 1 ton wood pellet adalah sebanyak 1,5 ton atau satu setengah kalinya biomassa jika kadar airnya sebesar 40%. Perhitungan konversi kalor menggunakan rumus 1 ton wood pellet = 19,8 GJ (Payne 1980), Menurut Ramsey (1982), mesin memiliki nilai efisiensi sebesar 40% untuk menghasilkan listrik, dapat dilihat di Tabel 1.
5 Tabel 1 Konversi biomassa ke energi listrik Biomassa : WP
Kalor (GJ/ton)
Lisrtik (GWh)
Efisiensi mesin (40%)
1,5
1 ton WP = 19,8 GJ
1 GJ = 1 x 2,7-5 GWh
1 GJ = 1 x 1,1-4 GWh
:
1
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Lokasi Penelitian Kondisi Sosial dan Ekonomi Masyarakat Desa Sinarlaut memiliki mata pencaharian sebagai petani sebesar 90% dari seluruh masyarakat yang produktif. Potensi sumber daya alam Desa Sinarlaut terdiri dari, lahan pertanian sebesar 750 ha, lahan perkebunan 850 ha, lahan Hutan Rakyat (HR) 50 ha dan lahan tambak pesisir 150 ha. Desa Sinarlaut juga mempunyai 13 kelompok tani dan 18 jasa penggilingan padi. Hasil di bidang perkebunan diantaranya diolah oleh 50 industri kecil gula merah dan tiga industri bidang kayu. Jaringan listrik PLN sudah menjangkau sebagian masyarakat Desa Sinarlaut pada tahun 2009 dan 2013. Terdapat sekitar 1.300 KK yang sudah terpasang listrik PLN dan masih ada 206 KK yang belum tersentuh listrik. Daerah yang belum dijangkau PLN yaitu di Kampung Lebakloyang, Sinarlega, dan Cipompok dikarenakan akses yang cukup jauh untuk ke daerah tersebut. Masyarakat umumnya berlangganan listrik PLN melalui sistem pra bayar (listrik jenis pulsa) dengan kapasitas daya 450 watt atau 900 watt dan beberapa ada yang memakai 1.300 watt. Analisis Vegetasi Analisis vegetasi adalah cara mempelajari susunan (komposisi jenis) dan bentuk (struktur) vegetasi atau masyarakat tumbuh-tumbuhan. Analisis vegetasi bertujuan untuk mengetahui komposisi jenis vegetasi suatu tegakan dengan hasil akhir yaitu Indeks Nilai Penting (INP). Pengambilan contoh sampel dilakukan di tujuh plot, dapat dilihat peta sebaran plot di Desa Sinarlaut pada Gambar 2.
Gambar 2 Peta Sebaran Pengambilan Plot Hutan Rakyat Desa Sinarlaut, Cianjur
6
Bila ke tujuh plot disatukan INP yang diperoleh dari hasil pengamatan dapat dilihat di Gambar 3. Nilai INP tertinggi pada tingkat pohon yaitu jenis Paraserianthes falcataria atau yang disebut sengon (Jeungjing dalam nama lokal Sunda) dengan nilai INP sebesar 184,76%. INP tertinggi pada tingkat tiang juga diperoleh dari jenis sengon sebesar 143,04%. 184,76
Persentase tanaman
200
149,04
150 100 62,22 50
61,86 32,25
40,6
36,21 15,86
17,16
0
0 Acacia mangium
Anthocepalus cadamba Pohon (%)
Hevea brasillensis
Paraserianthes Pterocarpus falcataria javanicum
Tiang (%)
Gambar 3 Persentase nilai INP tanaman di Desa Sinarlaut Keberadaan sengon di Jawa Barat banyak ditanam di Hutan Rakyat (HR) maupun Hutan Tanaman Industri (HTI). Menurut laporan Departemen Kehutanan dan Badan Statistika Nasional (2004), provinsi dengan luas tanaman sengon rakyat terbesar adalah Jawa Tengah dan Jawa Barat, dimana total jumlah pohon yang dibudidayakan di kedua provinsi ini dilaporkan lebih dari 60% dari total jumlah pohon sengon yang ditanam oleh masyarakat di Indonesia. Karakteristik sengon yang cepat tumbuh dan banyak digunakan oleh penduduk Jawa Barat untuk bahan perumahan (papan, balok, tiang, kaso, dan sebagainya), selain itu juga dipakai untuk pembuatan peti, venir, dan pulp membuat sengon banyak dicari dan ditanam oleh masyarakat (Risnasari 2008). Beberapa faktor tadi yang diperkirakan membuat tanaman sengon banyak dijumpai di Desa Sinarlaut. Kandungan Biomassa dan Energi Listrik Simpanan biomassa tegakan terdiri dari simpanan biomassa pohon, tiang, dan pancang. Penggunaan persamaan alometrik menggunakan rumus yang dikeluarkan oleh Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan tahun 2013 berjudul “Pedoman Penggunaan Model Alometrik untuk Pendugaan Biomassa dan Stok Karbon Hutan di Indonesia”. Pengunaan rumus dapat dilihat pada Tabel 2 dan nilai Biomass Expansion Factor (BEF) tersaji pada Tabel 3. Tabel 2 Persamaan alometrik pendugaan biomassa dan volume tegakan No Jenis Pohon Persamaan alometrik Sumber 1 Acacia mangium BBA = 0,199 D2,148 Krisnawati et al. (2013) 2,3445 2 Paraserianthes BBA = 0,1126 D Siringoringo dan Siregar falcataria (2006) 3 Jenis pohon lain BBA= ρ.V.BEFpohon/ Krisnawati et al. (2012) V = 0,25л.(D/100)²H.F
7 Ket : BBA= biomassa tegakan; V= volume pohon; D= diameter pohon; H= tinggi pohon;
No 1 2 3 4 5
Jenis pohon Acacia mangium Paraserianthes falcataria Hevea brasillensis Anthocepalus cadamba Jenis pohon lain
Nilai BEF 1,33 1,34 1,73 1,74 1,74
Berat Jenis/ ρ (kg/m3) 400 330 610 420 Tergantung jenis pohon
F= angka bentuk pohon
Tabel 3 Nilai Biomass Expansion Factor (BEF) dan berat jenis kayu Perhitungan dengan menggunakan pendekatan model-model persamaan alometrik dapat menghasilkan nilai biomassa dan pendugaan energi yang dihasilkan. Hasil pengukuran simpanan biomassa yang berada di Desa Sinarlaut serta energi yang dapat dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Potensi biomassa Desa Sinarlaut untuk dijadikan energi listrik No Plot Biomassa (ton/ha) WP (ton/ha) 1 (Sengon) 9,653 6,435 2 (Sengon) 42,485 28,323 3 (Akasia) 17,476 11,650 4 (Jabon) 98,461 65,640 5 (Karet) 20,745 13,830 6 (Sengon) 25,262 16,841 7 (Campuran) 87,898 58,598 301,982 201,321 TOTAL Sumber: Nilai BEF: Krisnawati et al. (2012)
Kalor (GJ/ton) 127,432 560,802 230,684 1299,688 273,839 333,467 1160,254 3986,169
Energi (GWh) 0,001 0,062 0,025 0,144 0,030 0,037 0,128 0,442
Hasil inventarisasi tujuh Hutan Rakyat menunjukkan total biomassa yang ada sebesar 301,982 ton/ha atau jika di rata-rata kandungan biomassa yang ada sebesar 43,14 ton/ha Kandungan biomassa terbesar berada di HR 4 (Jabon) dimana nilai biomassa sebesar 98,461 ton/ha, sementara nilai kandungan biomassa terkecil di HR 1 (Sengon umur 2 tahun). Kandungan biomassa HR Jabon terlihat lebih tinggi dibandingkan yang lain, karena umur tegakan Jabon telah mencapai lima tahun, sementara pada HR (2) Sengon memiliki umur dua tahun. Menurut Krisnawati et al. (2011) pertumbuhan riap diameter sengon sekitar 4-5 cm hingga umur enam tahun. Sementara, jika kandungan biomassa Sengon pada umur lima tahun mampu mencapai 114,25 toh/ha. Nilai ini akan lebih besar dibandingkan dengan kandungan biomassa Jabon pada umur lima tahun. Perkembangan teknologi membuat biomassa dapat dikonversikan menjadi energi. Secara umum teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran langsung, konversi termokimia, dan konversi biokimiawi (Yokoyama, 2008), dapat dijelaskan pada Gambar 4.
8
Pembakaran Langsung
Tungku boiler
Pengarangan
Panas Bahan bakar padat
Pirolisis Konversi Termokimi awi
Gasifikasi
Syngas/ gas fuel
Indrect liquifaction
Bahan bakar cair
Direct liquifaction Biomassa
Konversi Biokimiaw i
Esterdikasi/ transesterifikasi
Biodisel
Pencernaan anerobik
Gas metan
Fermentasi hidrolisis
Etanol
Gambar 4 Teknologi konversi biomassa Menurut Yokoyama (2008), biomassa yang dikonversikan untuk pembakaran langsung digunakan menjadi bahan bakar pada tungku boiler. Boiler/ ketel uap adalah suatu bejana tertutup yang terbuat dari baja yang digunakan untuk menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan dari proses pemanasan lalu di ubah menjadi energi listrik untuk keperluan rumah tangga ataupun industri. Penggunaan boiler biomassa terus meningkat sebagai energi terbarukan dan sistem boiler biomassa dapat menggunakan bahan bakar pelet, dimana kayu (biomassa) diubah menjadi bentuk lebih padat yaitu pelet. Menurut Yokoyama (2008), karakteristik pelet kayu lebih unggul jika dibandingkan dengan bahan bakar fosil adalah; penanganan, penyalaan, dan pembakaran mudah; bentuk dan sifat bahan bakar yang seragam; emisi gas beracun saat pembakaran sedikit; efisiensi transportasi tinggi; dan kerapatan energi juga tinggi. Faktor-faktor ini yang membuat wood pellet lebih unggul dibandingkan bahan bakar fosil. Hasil konversi biomassa menjadi wood pellet untuk digunakan bahan bakar energi listrik tersaji pada Tabel 5. Konversi biomassa menjadi wood pellet memiliki perbandingan 1,5:1 dimana diasumsikan biomassa yang tersedia memiliki kadar air sebesar 40%. Dengan demikian wood pellet yang dapat dihasilkan dalam tujuh ha HR di Desa Sinarlaut sebanyak 201,321 ton dengan berbagai jenis pohon yang tersedia. Wood pellet yang ada, kemudian dikonversikan menjadi energi listrik melalui perhitungan kalor, dimana dalam 1 ton wood pellet dapat menghasilkan 19,8 GJ/ton. Dengan demikian energi listrik yang dapat dihasilkan dari wood pellet sebesar 0,442 GWh/tujuh ha dari berbagai jenis pohon. HR yang menghasilkan energi listrik terbesar yaitu HR jenis Jabon, dimana energi listrik yang dihasilkan sebesar 0,144 GWh atau sebesar 32,6% dari energi listrik yang dihasilkan tujuh ha hutan rakyat. Konsumsi kebutuhan energi listrik di Desa Sinarlaut pada tahun 2015 sebesar 1,375 GWh/tahun (Indartono et al. 2015).
9
GEh/tahun
Proyeksi kebutuhan listrik jangka panjang di Desa Sinarlaut hingga tahun 2025 dapat dilihat pada Gambar 5. 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
1,37
1,42
1,46
1,5
1,55
1,59
1,64
1,69
1,74
1,79
1,85
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
Tahun
Kebutuhan Energi
Sumber : Indartono et al (2015)
Gambar 5 Proyeksi kebutuhan listrik Desa Sinarlaut tahun 2015-2025 Proyeksi kebutuhan listrik Desa Sinarlaut tahun 2015 sebesar 1,375 GWh/tahun, dengan lahan seluas tujuh ha yang disurvei belum mampu memenuhi listrik satu desa pada tahun 2015 dengan menggunakan pembangkit listrik tenaga uap. Sementara untuk memenuhi kebutuhan listrik satu desa dalam setahun masih memerlukan listrik sebesar 0,928 GWh. Kekurangan listrik tersebut masih bisa diatasi dengan potensi lahan Hutan Rakyat Desa Sinarlaut seluas 50 ha. Asumsi kebutuhan energi listrik disuplai dari pelet yang berbahan dasar kayu jenis jabon umur lima tahun dengan menghasilkan listrik sebesar 0,144 GWh/tahun, maka lahan yang akan dibutuhkan sebanyak 9,5 ha setiap tahun. Dengan luas hutan rakyat yang tersedia, yaitu 50 ha jika ditanami jabon artinya terdapat 5 kali pemanenan untuk pemenuhan kebutuhan listrik selama 5 tahun. Menurut Krisnawati et al. (2011), periode rotasi (waktu panen) jabon tergantung pada tujuan produksi dan rata-rata sudah bisa dipanen pada umur 4-5 tahun. Untuk membandingkan energi listrik dari bahan bakar tegakan sengon dapat diasumsikan dari kandungan biomassa Sengon berumur lima tahun di atas. Dapat dilihat pada Tabel 5, energi yang dihasilkan oleh tegakan Sengon pada umur lima tahun lebih besar dibandingkan tegakan Jabon umur lima tahun. Energi yang dihasilkan dari tegakan Sengon sebesar 0,167 GWh/ha, sementara yang dihasilkan tegakan Jabon sebesar 0,144 Gwh/ha (Tabel 5). Tabel 5 Perbandingan kandungan biomassa dan energi Anthocepalus cadamba dan Paraserianthes falcataria pada umur lima tahun Jenis A. cadamba P. falcataria
Biomassa (ton/ha) WP (ton/ha) 98,461 65,640 114,250 76,166
Kalor (GJ/ton) 1299,6 1508,1
Energi (GWh) 0,144 0,167
Potensi Sengon di Desa Sinarlaut sebagai bahan bakar teknologi ketel uap cukup besar dibandingkan dengan Jabon. Saat energi yang dihasilkan Sengon sebesar 0.167 GWh/ha, maka lahan yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan
10 listrik setahun yaitu sebesar 8,2 ha. Sementara, potensi lahan desa untuk ditanami tegakan Sengon sebesar 50 ha maka akan ada 6 kali pemanenan untuk memenuhi kebutuhan listrik setiap tahun selama 6 tahun. Jumlah pemanenan ini lebih besar sebanyak satu kali panen dibandingkan dengan Jabon yang mampu dipanen sebanyak 6 kali dan dengan demikian lebih efisien dalam kelestarian tegakan untuk pemenuhan sengon. Penilaian Segi Ekonomi Pembaharuan teknologi serta budaya masyarakat tidak terlepas dari nilai ekonomi. Peningkatan mutu teknologi akan berdampak terhadap perekonomian yang ada. Di Desa Sinarlaut terdapat 77% rumah tangga dengan pendapatan kurang dari Upah Minimun Kerja (UMK) Kabupaten Cianjur tahun 2015 sebesar Rp. 1.648.000,-, sementara rumah tangga yang memiliki pendapatan di atas UMK sebanyak 33%. Nilai ekonomi pemanfaatan kayu sebagai bahan bakar ketel uap dapat dibandingkan dengan pemanfaatan kayu untuk hal lain, seperti pada Gambar 6. RUPIAH 1.800.000.000 1.600.000.000 1.400.000.000 1.200.000.000 1.000.000.000 800.000.000 600.000.000 400.000.000 200.000.000 0 PLN (Rp. 650/ KWh)
831.875.000
Wood Pellet (Rp. 280000/ton)
175.000.175
PLTD (Rp. 6700/lt)
1.699.814.815
Gambar 6 Perbandingan pengeluaran biaya menggunakan PLN, wood pellet, dan diesel Biaya yang dikeluarkan oleh masyarakat dalam satu tahun berbeda nyata apabila masyarakat Desa Sinarlaut tetap menggunakan listrik yang berasal dari PLN maupun diesel dibandingkan wood pellet. Berdasarkan tarif PLN untuk rumah tangga dengan daya 900 VA pada tahun 2014 dikenakan tarif sebesar Rp. 650,kWh. Sehingga biaya yang harus dikeluarkan jika konsumsi listrik Desa Sinarlaut yang mencapai 1,375 GWh/tahun menghabiskan biaya sebesar Rp. 831.875.000,untuk satu desa. Bila 1 liter solar mampu menghasilkan 5,4 kWh untuk mengoperasikan mesin diesel (Sidiq 2014) dengan harga solar sebesar Rp. 6.700,/lt, maka untuk memenuhi 1,375 GWh/tahun akan menghabiskan biaya sebesar Rp. 1.699.814.815,- Sementara biaya yang harus dikeluarkan dengan menggunakan wood pellet hanya mencapai Rp. 175.000.175,- dengan mengacu biaya operasional pembuatan wood pellet sebesar Rp. 280.000,- per ton (Sidiq 2014) dan diasumsikan mesin pembangkit listrik dan pengolah wood pellet telah tersedia. Perbedaan nilai
11 ekonomi yang signifikan antara harga listrik PLN, pembangkit diesel, dan wood pellet membuat wood pellet menjadi lebih unggul dalam penggunaannya menjadi energi listrik yang terbarukan serta lebih ekonomis dalam segi biaya. RUPIAH 1.400.000.000 1.200.000.000 1.000.000.000 800.000.000 600.000.000 400.000.000 200.000.000 0 wood pellet (Rp. 1,1 jt/ton)
687.500.687
karbon (12 USD/ton)
45.000.045
kayu Sengon (Rp. 900.000/m³) kayu Jabon (Rp. 700.000/m³)
1.272.050.119 598.659.602
Gambar 7 Perbandingan keuntungan penjualan tegakan menjadi wood pellet, perdagangan karbon, dan kayu pertukangan (Sengon dan Jabon) Tegakan yang digunakan menjadi wood pellet menjadikan alih fungsi tegakan yang sebelumnya dijual untuk kayu pertukangan. Gambar 7 menjelaskan perbandingan keuntungan jika tegakan dijual untuk keperluan wood pellet, perdagangan karbon, dan kayu pertukangan (Sengon dan Jabon). Hasil perhitugan wood pellet, karbon, maupun kayu pertukangan dihasilkan dari konversi kebutuhan energi listrik Desa Sinarlaut (1,375 GWh) menjadi wood pellet, karbon, dan kayu pertukangan. Tegakan yang dijual untuk wood pellet memberikan insentif keuntungan sebesar Rp. 687.500.687,- dengan asumsi harga pellet di Indonesia sebesar Rp. 1.100.000,-/ton. Sementara, jika tegakan dijual dalam perhitungan karbon yang diasumsikan karbon berasal dari 50% biomassa maka keuntungan yang didapatkan sebesar Rp. 45.000.045.- dengan harga karbon sebesar US$ 12/ton karbon. Tegakan yang dijual sebagai kayu pertukangan memberikan keuntungan yaitu sebesar Rp. 1.272.050.119,- dengan asumsi harga kayu Sengon di Jawa Barat sebesar Rp. 900.000,-/m3. Sementara, jika diasumsikan kayu pertukangan dengan menggunakan Jabon dihasilkan sebesar Rp. 598.659.602,- dengan harga Jabon di Jawa Barat sebesar Rp. 700.000,-/m3. Dari perhitungan di atas terlihat bahwa jika kayu Sengon dijual sebagai kayu pertukangan, maka masyarakat akan mendapatkan untung sebesar Rp.1.272.050.119,-. Dengan demikian hasil penjualan tegakan sengon untuk industri kayu akan lebih menguntungkan dibandingkan untuk wood pellet. Hal ini akan menjadi kendala dalam upaya penggunaan wood pellet sebagai bahan baku pembangkit listrik di Desa Sinarlaut dilihat dari segi ekonomi. Kecenderungan masyarakat untuk menjual tegakannya bagi industri kayu sangat didukung oleh banyaknya industri perkayuan yang ada di Jawa, sehingga bagi Desa Sinarlaut yang ada di Jawa pemasaran hutan rakyat akan mudah. Hal yang berbeda akan terjadi bila daerah atau desa tersebut terpencil, jauh dari pulau besar seperti Jawa. Dalam
12 hal ini, dimana desa tersebut jauh dari industri perkayuan, dan akses distribusi listrik PLN sulit dijangkau maka penggunaan wood pellet atau biomasa akan sangat menguntungkan. Hal ini disebabkan untuk daerah yang terpencil PLN seringkali memasok solar untuk pembangkit listriknya, sedangkan menurut perhitungan biaya tersebut di atas, penggunaan wood pellet atau biomasa jauh lebih murah dibandingkan solar.. Ada beberapa kendala yang akan dihadapi oleh masyarakat apabila mengganti pasokan listrik dari PLN ke wood pellet. Yang pertama pengadaan alat ketel uap dan alat pembuatan wood pellet akan begitu mahal apabila alat tersebut disediakan oleh masyarakat sendiri. Harga pembangkit listrik tenaga uap dan alat wood pellet yang sangat mahal akan membuat pengadaan alat terhambat. Yang kedua adalah kendala sosial berupa pengetahuan dan kelembagaan masyarakat dalam menjalankan alat dan perawatan secara rutin, yang juga mempengaruhi apabila Desa Sinarlaut akan menggunakan energi listrik yang berasal dari wood pellet. Sosialisasi dan pelatihan untuk masyarakat harus dilakukan untuk menjalankan penggunaan teknologi listrik berbasis energi terbarukan yang berasal dari biomassa. Selain itu kelembagaan masyarakat harus dibuat untuk mengelola pembangkit dan mendistribusikan keuntungan secara mandiri dan lestari.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan INP terbesar pada tingkat pohon dan tiang di hutan rakyat Desa Sinarlaut yaitu pada jenis P. falcataria (Sengon atau Jeungjing) dengan nilai masing-masing sebesar 184,76% dan 149,04%. Kandungan biomassa tertinggi ditunjukkan oleh jenis P. falcataria yang pada umur lima tahun memiliki kandungan biomassa sebesar 114,25 toh/ha, sedangkan biomassa jenis A. cadamba pada umur lima tahun sebesar 98,461 ton/ha. Nilai konversi biomasa menjadi energi listrik tertinggi dihasilkan oleh jenis P. falcataria dengan nilai sebesar 0,144 GWh/ha. Jika kebutuhan biomassa untuk energi listrik dihasilkan dari hutan P. falcataria saja maka luas lahan yang diperlukan tiap tahun sebanyak 8,2 ha. Biaya yang diperlukan untuk memasok listrik Desa Sinarlaut dari sumber biomassa jauh lebih kecil dibandingkan dengan tarif PLN dan PLTD. Keuntungan ekonomis penjualan kayu untuk industri jauh lebih besar dibandingkan dengan perdaganga karbon dan penggunaan untuk suplai energi. Saran Potensi biomassa Desa Sinarlaut mampu memenuhi kebutuhan energi listrik hingga 2025 sehingga dapat dilakukan pergantian energi listrik dari PLN menjadi wood pellet. Pemerintah atau pihak swasta diharapkan dapat membantu pengadaan alat pembangkit (PLTU) untuk sumber energi listrik. Pemanfaatan tegakan harus diseimbangkan dengan pemeliharaan yang lestari untuk menjaga keberlangsungan pasokan biomassa yang ada. Pemanfaatan wood pellet dapat menguntungkan dari segi penghematan bahan bakar fosil serta pengurangan emisi gas rumah kaca.
13
DAFTAR PUSTAKA Coordinating Ministry for Economic Affairs, Republic of Indonesia, “Smart Grid Development Policy in Indonesia”, Hanoi, 2 April 2013, http://www.egnret.ewg.apec.org/meetings/egnret40/%5BE4%5D%20Indonesia.pd f, Akses 20 September 2015 Departemen Kehutanan dan Badan Statistika Nasional. 2004. Potensi Hutan Rakyat Indonesia 2003. Jakarta (ID): Dephut dan BSN Indartono YS, Siregar UJ, Budiarto R, Rachmida TD, Reksowardojo IK, Dewi RG, Yuliarto B, Liebman A, Skryabin I. 2015. Smart Micro Grid Berbasis Energi Terbarukan. Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung Kong GH. 2010. Peran Biomassa Bagi Energi Terbarukan. Jakarta (ID): Gramedia. Krisnawati H, Kallio M, Kanninen M.2011. Anthocephalus cadamba Miq: Ecology, Silviculture, and Productivity. Bogor (ID): Center for International Forestry Research (CIFOR). Krisnawati H, Varis E, Kallio M, Kanninen M. 2011. Praserienthes falcataria (L) Nielsen: Ekologi, Silvikultur dan Produktivitas. Bogor (ID): Center for International Forestry Research (CIFOR). Krisnawati H, Adinugroho CW, Imanudin R. 2012. Model-Model Alometrik untuk Pendugaan Biomassa Pohon pada Berbagai Tipe Ekosistem Hutan di Indonesia. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi, Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan – Kementerian Kehutanan. Krisnawati H, Adinugroho CW, Imanudin R. 2013. Pedoman Penggunaan Model Alometrik untuk Pendugaan Biomassa dan Stok Karbon di Indonesia. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi, Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan – Kementerian Kehutanan. [ORNL] Oak Ridge National Laboratory. 2008. Conversion Factors for Bioenergy. North Carolina (US): North Carolina State University. Payne Ga. 1980. The Energy Managers Handbook. Guildford, Surrey (UK): Westbury House. [PP] Peraturan Pemerintah. 2014. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional. Jakarta (ID): Sekretariat Negara Republik Indonesia. Ramsay S. 1982. Energy From Forest Biomass. Washington (US): Academic Press. Risnasari I. 2008. Tanin. Medan (ID): Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Rusolono T, Tiryana T, Purwanto J. 2015 Panduan Survei Cadangan Karbon dan Keanekaragaman Hayati di Sumatera Selatan. Palembang (ID): German International Cooperation (GIZ) Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Dinas Kehutanan Provinsi Sumatera Selatan. Sidiq F. 2014. Wood Pellet sebagai Sumber Energi untuk Pemecahan Krisis Listrik di Indonesia. Bandung (ID): Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung. Siringoringo HH, Siregar CA. 2006. Model Persamaan Allometrik Biomassa Total untuk Estimasi Akumulasi Karbon pada Tanaman Sengon. Jurnal Penelitian Hutan dan Konservasi Alam, 3(5): 541-553. Soerianegara I, Indarwan A. 1988. Ekologi Hutan Indonesia. Bogor (ID): Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Yokayama S. 2008. Buku Panduan Biomassa Asia. The Japan Institute of Energy.
14 Lampiran Lampiran 1 Tally sheet Analisis Vegetasi Nama Surveyor :
Tanggal :
Lokasi
:
No Plot : 1
Koordinat
:
Status :
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Nama Jenis Lokal Latin
Diameter (cm)
Kll (cm)
TT (m)
TBC (m)
Umur
15
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Palembang, Sumatera Selatan pada tanggal 15 Nopember 1993 sebagai anak keempat dari pasangan Sulaiman dan Dewi Muryani. Tahun 2011 penulis lulus dari SMA YSP Pusri Palembang dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Silvikultur. Selama studi di IPB penulis aktif dalam kegiatan organisasi. Organisasi yang aktif diikuti penulis yaitu Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) pecinta alam LAWALATA IPB. Pada kepengurusan 2014/2015 penulis menjadi Ketua Umum LAWALATA IPB. Tahun 2013 penulis melaksanakan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Gunung Sawal dan Pangandaran Tahun 2014 penulis melaksanakan Praktik Pengelolaan Hutan di Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi. Tahun 2015 penulis melaksanakan Praktik Kerja Profesi di PT TIMAH, Belitung. Guna memperoleh gelar Sarjana Kehutanan penulis menyelesaikan skripsi dengan Potensi Biomassa dari Hutan Rakyat Sebagai Sumber Bahan Bakar Energi Pembangkit Listrik di Desa Sinarlaut, CIanjur di bawah bimbingan Dr Ir Ulfah J Siregar MAgr dan Budi Hadi Narendra S.Hut MSi MSc.
