Energi Terbarukan dari Limbah Pabrik Kelapa Sawit

Naiknya harga gas Elpiji (LPG) membuat kita tersadar bahwa bahan bakar yang ditambang dari perut bumi lambat-laun akan habis. Ketersediaan bahan bakar gas Elpiji akan semakin menipis dan harganya pun akan semakin membumbung tinggi. Sudah saatnya kita beralih ke sumber energi yang dapat diperbaharui. Salah satunya energi terbarukan dari limbah pabrik kelapa sawit.

Energi dari bahan tambang seperti minyak bumi dan gas bumi diperkirakan akan habis dalam waktu yang relatif singkat. Mau tidak mau Indonesia harus segera mencari sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable energi) untuk memenuhi kebutuhan energi di masa depan. Salah satu sumber energi terbarukan yang belum banyak dimanfaatkan adalah energi dari biomassa.
Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi telah menghitung potensi energi dari biomassa yang besarnya mencapai 50.000 MW, namun yang sudah dimanfaatkan hanya sebesar 302 MW. Salah satu biomassa yang jumlahnya sangat besar dan belum banyak dimanfaatkan adalah limbah pabrik kelapa sawit (PKS) yang jumlahnya mencapai ribuan ton.
Limbah pabrik kelapa sawit sangat melimpah. Saat ini diperkirakan jumlah limbah pabrik kelapa sawit (PKS) di Indonesia mencapai 28,7 juta ton limbah cair/tahun dan 15,2 juta ton limbah padat (TKKS)/tahun. Dari limbah tersebut dapat dihasilkan kurang lebih 90 juta m3 biogas. Jumlah ini setara dengan 187,5 milyar ton gas Elpiji. Jumlah biogas ini cukup untuk memenuhi kebutuhan gas satu milyar KK (kepala keluarga) selama satu tahun.

BIOGAS

Biogas yang komponen utamanya gas metan (CH4) sebenarnya sudah mulai manfaatkan sejak beberapa puluh tahun yang lalu, namun tidak banyak dipergunakan masyarakat. Biogas yang dikenal masyarakat lebih banyak dihasilkan dari pengolahan kotoran ternak atau kotoran manusia. Sebenarnya biogas juga bisa dihasilkan dari biomassa yang lain.
Biogas lebih ramah lingkungan daripada BBM. Pembakaran biogas (metan) akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Kedua gas ini sama seperti gas yang dikeluarkan dari hidung manusia. Bandingkan dengan BBM yang banyak menyebabkan polusi udara.
Satu m3 gas metan dapat diubah menjadi energi sebesar 4700 – 6000 kkal atau 20 – 24 MJ. Energi sebesar itu setera dengan energi yang dihasilkan oleh 0,48 kg gas Elpiji (LPG). Penggunaan gas metan tidak hanya menghasilkan energi yang besar tetapi juga lebih ramah lingkungan.
Gas metan adalah gas yang dihasilkan dari perombakan anaerobik senyawa-senyawa organik, seperti limbah cair kelapa sawit. Secara alami gas ini dihasilkan pada kolam-kolam pengolahan limbah cair PKS. Limbah cair yang ditampung di dalam kolam-kolam terbuka akan melepaskan gas metan (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Kedua gas ini merupakan emisi gas penyebab efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan. Selama ini kedua gas tersebut dibiarkan saja menguap ke udara.
Pembentukan gas metan melibatkan aktivitas mikroba yang sangat komplek. Beberapa kelompok mikroba tersebut secara bertahap akan merombak bahan organik di dalam limbah cair atau limbah padat hingga dihasilkan gas metan. Pertama, kelompok mikroba hidrolitik akan memecah-mecah bahan organik menjadi senyawa yang lebih kecil. Bahan organik komplek umumnya adalah polimer, hasil pecahannya adalah monomer-monomer. Hasil pemecahan bahan organik komplek tersebut antara lain: glukosa, asam amino, dan asam lemak.
Kedua, kelompok mikroba fermentasi asam. Kelompok mikroba ini akan merombak monomer-monomer organik menjadi asam, yaitu senyawa asam-asam organik, alkohol, dan keton. Tapap berikutnya kelompok mikroba acetogenik akan merombaknya menjadi asam asetat, CO2, dan H2. Selanjutnya kelompok mikroba menghasil metan (metanogenik) akan merubah asam-asam tersebut menjadi gas metan.
Perombakan bahan organik ini terjadi dalam kondisi tanpa oksigen (O2) yang disebut kondisi anaerob. Secara alami proses pembentukan gas metan ini sangat lambat dan gas yang dihasilkan juga sedikit. Untuk dapat merombak limbah PKS menjadi biogas dalam jumlah besar, diperlukan sedikit rekayasa.
Limbah cair ditempatkan pada tempat khusus yang disebut bioreaktor. Bioreaktor dapat diatur sedemikian rupa sehingga kondisinya optimum untuk memproduksi biogas. Dapat pula ditambahkan mikroba-mikroba yang akan mempercepat pembentukan gas metan.
Bioreaktor ditutup rapat yang tidak memungkinkan gas metan yang dihasilkan keluar dari bioreaktor. Gas metan dialirkan atau dipompa ke tangki penampungan. Gas yang sudah tertampung dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Gas metan dapat juga dimampatkan dan dicairkan yang kemudian ditampung di tabung-tabung yang lebih kecil, seperti layaknya tabung elpiji.
Proses pengolahan limbah padat TKKS menjadi biogas lebih sulit dibandingkan dengan limbah cair. TKKS adalah senyawa organik yang lebih komplek daripada limbah cair. TKKS harus dirobak atau didekomposisi terlebih dahulu sehingga mikroba metanogenik dapat memanfaatkannya untuk menghasilkan gas metan.

PEGEMBANGAN BIOGAS

Keunggulan gas metan terutama adalah sifatnya yang renewable (terbarukan) dan lebih ramah lingkungan dibandingkan BBM dan BBG. Gas metan dapat dihasikan dari limbah biomassa yang jumlahnya melimpah. Merombak limbah biomassa menjadi biogas selain dapat mensuplai kebutuhan energi juga dapat mengurangi pencemaran lingkungan.
Potensi dan keunggulan energi biogas dari gas metan saat ini menjadi perhatian banyak pihak. Tim peneliti yang diketuai oleh Dr. Siswanto dari Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia bekerjasama dengan salah satu PKS sedang mengembangkan teknologi biogas dari limbah cair dan padat kelapa sawit. Perusahaan besar dari Jepang, Mitshubishi, melakukan eksplorasi biogas dari limbah sawit secara besar-besaran di Malaysia mulai tahun 2004. COGEN bekerjasama dengan ASEAN melakukan beberapa proyek di biogas di beberapa negara ASEAN untuk mengembangkan energi terbarukan dari limbah biomassa. Bank Pembangunan Asia (ADB) pada tahun 2005 memberi bantuan dana sebesar $ 500.000 kepada pemerintah Indonesia untuk mengembangkan biogas dari limbah PKS.
Biogas telah dimanfaatkan secara luas di beberapa negara. Jerman mengembangkan mobil berbahan bakar biogas, misalnya bis, taxi, truk sampah, dan mobil-mobil lain. Di India telah beroperasi beberapa mobil roda tiga, kendaraan semacam bajaj, yang menggunakan bahan bakar biogas. Biogas juga dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Di pabrik-pabrik biogas dimanfaatkan untuk boiler atau untuk mesin pembangkit listrik.
Apabila pengembangan biogas dari limbah PKS ini berhasil di Indonesia, bukan tidak mungkin gas elpiji yang sekarang ini harganya membumbung tinggi akan digantikan oleh biogas yang harganya jauh lebih murah.

Gambar 1. Kolam limbah cair pabrik kelapa sawit menghasilkan gas metan

Gambar 2.  Kapasitas total volume reaktor 4500 m3, dan laju pengumpanan 200 m3/hari dihasilkan biogas 10.000 m3/hari. PMKS memproduksi limbah 650 m3/hari diolah dalam 3 reaktor yang sama => 30.000. m3/hari setara dengan 15.000 L minyak solar industri, @ Rp 5000,00 =>Rp 75 juta/ hari = Rp 22,5 M./thn

Semburan gas metan setinggi 3 -4 m dari pipa berdiameter 6 inci.  Api ini tidak padam meskipun dihidupkan semalaman.

Biogas dari limbah sawit diuji coba dengan mesin kompresor. Mesin dimodifikasi sedikit agar bisa menggunakan dua bahan bakar: bensin dan gas. Percobaan ini berjalan dengan lancar.

Disalin dari tulisan : [Edwi Mahajoeno & isroi]