Limbah Padat Potensi Biomassa

12 utama N 2 O dan metana Kookana et al, 2002. Menurut Madigan et al 1997, emissi gas metana ke atmosfir yang paling besar selain berasal dari sumber bio- genik sawah, tanah basah, laut, danau, dan tundra, juga berasal dari sumber abiogenik kebocoran gas, tambang batubara, pembakaran biomassa, kenderaan bermotor, dan gunung berapi. Pemanfaatan sampah kota sebagai bahan energi telah banyak dilakukan. Pembakaran sampah kota, untuk mendapatkan kalor merupakan contoh yang telah banyak dilakukan. Pada tahun 1980 sebanyak 8 tenaga listrik dengan sistem tenaga uap di kota Den Haag, negeri Belanda, berasal dari sampah kota yang telah digunakan sejak tahun 1968 Kadir, 1995. Di Ulu Pandan, Singapura, sejak ta- hun 1979 sebagai hasil sampingan pembakaran sampah kota telah beroperasi Pusat Listrik Tenaga Limbah PLTUL dengan daya terpasang 16 MW. Suatu langkah yang lebih maju, adalah mengubah energi biomassa menjadi bentuk ter- tentu, sehingga pemanfaatannya dapat mencakup aspek yang lebih luas dan peng- angkutannya menjadi lebih mudah. Studi untuk mengetahui pemanfaatan limbah kota melalui proses pirolisis telah banyak dilakukan, diantaranya oleh Universitas Gajah Mada yang bekerjasama dengan Direktorat Jenderal Ketenagaan Departe- men Pertambangan dan Energi. Menurut hasil studi tersebut, pemanfaatan sampah kota mejadi bahan bakar dengan proses pirolisis secara ekonomi cukup mengun- tungkan, bila sampah tidak diberikan harga. Hasil pirolisis sampah kota dapat ber- bentuk arang, ter dan gas, dengan arang limbah paling mudah diperdagangkan se- bagai bahan bakar rumahtangga Kadir, 1995. Limbah perkebunan terutama dari perkebunan besar merupakan sumber biomassa yang cukup besar. Limbah tersebut berasal dari penyiangan, pemanenan, pengolahan hasil panen, dan peremajaan tanaman. Potensi biomassa limbah per- kebunan skala besar pada suatu kawasan atau wilayah, akan dapat menjadi andal- an kawasan atau wilayah tersebut dalam menyediakan biomassa untuk dikonversi menjadi energi komersial Kadir, 1995. Setiap tahun perkebunan skala besar mengadakan peremajaan dan menghasilkan biomassa yang cukup besar. Pada ta- hun 1988 penebangan dalam rangka peremajaan perkebunan karet di Indonesia menghasilkan kayu sebagai biomassa sebesar 1.782.456 m 3 . Peremajaan di perke- 13 bunan kelapa sawit menghasilkan biomassa sebanyak 350.000 ton bahan kering setiap tahun Goenadi et al , 1998. Limbah pertanian berasal dari kegiatan pertanian, terutama pertanian yang berskala besar dapat menyediakan biomassa dalam jumlah yang cukup besar. Budidaya padi dapat menghasilkan limbah biomassa yang cukup besar, baik pada saat panen maupun pada saat pascapanen. Menurut Pandey 1997, pertanian padi menghasilkan limbah padat 1570 kg perhektar. Kebanyakan budidaya padi sawah menggunakan jerami yang digenangi air sehingga terjadi kondisi yang anaerobik yang memicu emisi metana Yang dan Chang, 1998; Cao et al, 1995 ; Yagi dan Minami, 1990 dalam Sarief, 1992. Sumber biomassa dari limbah pertanian dapat pula berasal dari tanaman jagung, kacang, kedelai. Tongkol jagung merupakan sumber biomassa yang besar pada pertanian jagung dengan skala yang besar. Limbah pertanian singkong berskala besar, merupakan pula sumberdaya biomassa yang cukup potensial Kadir, 1995. Limbah pertanian di dunia setiap tahunnya dapat menyediakan energi yang setara 43.000.000 ton batu bara Pandey, 1997 Limbah dari industri pengolahan kayu dalam skala yang besar merupakan sumber biomassa yang potensial. Potensi limbah tersebut dapat menjadi salah satu sumber biomassa, terutama bagi suatu kawasan yang memiliki banyak industri pengolahan. Pada industri penggergajian dihasilkan limbah sampai dua pertiga da- ri produksi hutan Satari et al, 1992. Ini berarti untuk setiap satu juta ton produksi terdapat lebih-kurang 680.000 ton limbah biomassa. Pemanfaatan limbah dalam jumlah besar selain dapat menghasilkan energi yang besar juga dapat mereduksi jumlah limbah secara nyata. Menurut Ridlo et al 1999, apabila harga limbah penggergajian kayu rendah, maka pemanfaatan limbah tersebut sebagai sumber energi secara finansial menguntungkan. Peternakan yang berskala besar dapat merupakan sumber biomassa yang cu- kup besar. Limbah peternakan yang meliputi tinja dan urine serta sisa pakan dan alas tidur dapat menjadi sumberdaya biomassa yang kontinyu. Seekor sapi meng- hasilkan tinja antara 28 sampai 50 kg setiap hari, sehingga suatu peternakan de- ngan ribuan ekor sapi dapat menyediakan biomassa dalam jumlah yang besar. Se- ekor ayam setiap hari menghasilkan tinja sebanyak 0,09 Kadir,1995. Pemanfa- atan limbah peternakan dengan mengubah kotoran ternak menjadi gas bio telah 14 banyak dilakukan dan berhasil dengan baik. India sejak tahun 1900 telah mene- rapkan instalasi gas bio dengan bahan baku tinja sapi. Data tahun 1980 menun- jukkan bahwa di seluruh India terdapat 36.000 instalasi gas bio yang mengguna- kan bahan baku tinja sapi Kadir, 1995. Banyak negara lain, juga telah menggu- nakan bahan baku dari tinja sapi yang dikonversikan menjadi bahan energi, seperti Taiwan, Korea dan RRC, meskipun selain menggunakan tinja sapi banyak diguna- kan tinja babi.

2.1.2. Ladang Energi

Ladang energi merupakan hasil budidaya tanaman untuk menghasilkan bio- massa segar sebagai bahan energi. Menurut Kadir 1995, salah satu pemikiran untuk swasembada energi keperluan rumahtangga, adalah dengan membuat la- dang energi. Menurut Pandey 1997, budidaya tanaman yang khusus untuk menghasilkan bahan kimia hidrokarbon telah banyak dilakukan dengan hasil 0, 2 sampai 2 ton minyak hidrokarbon perhektar. Jenis rumputan yang menghasilkan biomassa dalam jumlah besar dan dipanen dalam waktu singkat, merupakan budi- daya tanaman energi yang potensial. Menurut Hadi 1992, enceng gondok meru- pakan tanaman energi yang dapat dipanen setiap empat hari. Ladang energi dapat pula menggunakan tanaman yang banyak mengan-dung pati seperti tanaman singkong dan tanaman ubi jalar. Luas tanaman tersebut dapat dirancang dalam ukuran yang besar agar panen biomassa sesuai dengan ke- butuhan. Ladang energi pada hakekatnya dapat dikembangkan sesuai dengan po- tensi yang terdapat pada suatu kawasan.

2.1.3. Perkebun Energi

Hutan energi adalah kebun energi yang ditanami dengan pohon kayu yang khusus diperuntukan produksi kayu sebagai bahan energi. Kebun tanaman energi dapat ditanami dengan pohon yang berdaun lebat sebagai sumber biomassa yang cepat dipanen. Acasia mangium Willd merupakan jenis tanaman hutan yang cepat tum-buh dan ditanam dalam jumlah banyak Dephut, 1997. Perkebunan dengan tanaman energi hakekatnya dapat dilakukan secara terintegrasi dengan upaya rehabilitasi dan reboisasi hutan. Potensi kebun tanaman energi cukup besar, karena selain mudah tumbuh pada lahan yang subur, juga dapat ditanam pada lahan-lahan yang kritis. Lahan hutan yang kritis yang topo- 15 grafinya tidak lebih dari berombak sampai gelombang dapat dikonversikan menjadi hutan tanaman energi dengan species kayu-kayuan yang memenuhi per- syaratan Satari et al, 1992. Faedah lain adalah meningkatkan luas hutan dan konservasi lahan-lahan kritis.

2.2. Proses Konversi Biomassa

Biomassa dalam bentuk padatan dapat dikonversi menjadi bahan energi cair maupun gas dengan bantuan proses biologi dan proses kimia. Konversi biomassa menjadi bahan energi cair dan gas merupakan cara untuk memperluas pemanfaat- an sumberdaya energi biomassa, mengingat bahan bakar yang memiliki karakte- ristik fisik cair dan gas merupakan energi yang paling banyak pemakaiannya da- lam berbagai aspek kehidupan. Proses mana yang cocok untuk konversi tergantung dari sifat dan kondisi bahan. Konversi biomassa menjadi bahan energi dengan proses biologi cocok di- gunakan untuk biomassa yang mengandung air dan dapat dirombak oleh mikro- organisme. Biomassa yang kering dan sulit dirombak secara biologis dapat dikon- versi menjadi bahan energi dengan proses kimia Pandey, 1997.

2.2.1. Proses Fermentasi Membuat Etanol

Limbah dan produk hasil pertanian yang banyak mengandung gula dapat di- gunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi etil alkohol atau etanol yang merupakan bahan bakar. Proses konversi bahan organik menjadi etanol meng- gunakan proses biologis, yaitu fermentasi. Gula heksosa yang difermentasi deng- an ragi akan menghasilkan etanol dan karbondioksida. Kanji C 6 H 10 O 5 n atau maltosa C 12 H 22 O 11 yang apabila dilarutkan dengan air dan diberikan jamur Aspergillus niger Tiegham akan mengalami konversi menjadi gula, dan selanjut- nya fermentasi yang menggunakan ragi menghasilkan dekstrosa C 6 H 12 O 6 yang kemudian terombak menjadi etanol dan karbondioksida Pandey, 1997. C 6 H 10 O 5 n + nH 2 O nC 6 H 12 O 6 C 12 H 22 O 11 + H 2 O 2C 6 H 12 O 6 C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 Produk utama hasil fermentasi tersebut adalah etanol yang mencapai 0,568 bagian massa kanji. Proses menghasilkan juga dua produk tambahan, yaitu kar-