Sistem Integrasi Pertanian-Energi. (Integrated Farming- Energy System)

2. Sistem Integrasi Pertanian-Energi. (Integrated Farming- Energy System)

Ilmu pengtahuan dan teknologi telah mampu meningkatkan produktivitas biomassa hasil pertanian dan meningkatkan keragaman

Gambar 4.2 Skema Konsep Biorefinery

bio-produk bernilai tinggi dari biomassa yang memungkinkan optimasi pemanfatan lahan marginal melalui budidaya tanaman

1. Sistem Integrasi Tanaman, Hewan dan Hutan

yang tidak membutuhkan persyaratan yang ketat. Sebagai contoh,

(Integrated Crops, Livestock and Forest System)

tanaman atau rumput gajah atau switch grass (yang produktivitasnya bisa mencapai 200-300 ton per hektar per tahun di tanah yang subur)

Sebagaimana disampaikan sebelumnya, keberlanjutan pemanfatan sangat berpotensi untuk dibudidayakan di lahan marginal karena lahan secara intensif dapat dipelihara dengan menjaga kesehatan

walaupun produktivitasnya pada tahap awal misalnya hanya sekitar tanah yaitu dengan menjaga stabilitas hayati lahan melalui interaksi

40-50 ton per hektar secara ekonomi masih sangat menjajikan untuk berbagai organisme (mikro dan makro) yang tinggi dan menjaga

dikembangkan sebagai lahan penyedia bahan baku bioindustri efisiensi hayati melalui budidaya beragam jenis tanaman yang non-pangan khususnya bio-energi. Dengan menyertakan teknologi

terintegrasi dengan peternakan serta menjaga keragaman hayati rehabilitasi atau restorasi lahan, rehabilitasi lahan marginal tersebut melalui keragaman usaha tani yang disesuaikan dengan lansekap.

dimungkinkan berlangsung secara bertahap pada selang beberapa Salah satu pola integrasi seperti ini dikenal sebagai Sistem Integrasi

tahun dan kemudian dapat menjadi lebih subur sehingga tanaman Tanaman, Hewan dan Hutan. Kehadiran beragam jenis tanaman

yang lebih menjanjikan secara komersial dapat dibudidayakan. yang terintegrasi dengan peternakan akan menciptakan interaksi

organisme (stabilitas hayati) yang tinggi didalam sistem dan Pemanfatan lahan marginal yang cukup luas di Indonesia dapat menciptakan kompetisi untuk memaksimalkan pemanfatan sumber

menjadi pendorong tumbuhnya bioindustri non-pangan di daerah daya alam seperti cahaya, ruang, nutrisi dan air. Pemanfaatan

marginal. Integrasi pertanian-bioindustri sebagaimana akan Sumberdaya alam yang tersedia secara bersama untuk tanaman marginal. Integrasi pertanian-bioindustri sebagaimana akan Sumberdaya alam yang tersedia secara bersama untuk tanaman

sangat menjanjikan sebagai daerah wisata (ekoturisme) yang sektor: sektor pertanian maupun sektor industri.

memberi manfaat bagi masyarakat disekitarnya lahan. Struktur budidaya tanaman dan pengolahannya , terutama di daerah

Meski fungsi lansekap sebagaimana yang disebutkan di atas sangat marginal, sedapat mungkin mengikut sertakan pemanfatan sumber-

terkait dengan keragaman hayati, komoditi yang dapat ‘dijual’ bagi sumber energi terbarukan lainnya seperti tenaga surya, angin, air

pengunjung di lansekap adalah kesempatan melihat dan menikmati dan lain-lainnya. Sehingga di samping tujuan mencapai efisiensi

keindahan panorama lansekap dan bukan karena ‘keindahan’ energi dan peningkatan produktivitas, rehabilitasi dan restorasi

keragaman hayati yang dimiliki lansekap. Oleh karena itu, masyarakat lahan marginal, khususnya bekas pertambangan, menjadi sasaran

pemilik lahan di sekitar hamparan lansekap sudah sewajarnya yang secara komersial potensial untuk dikembangkan. Perekayasaan

turut menikmati manfaat komersial dengan kehadiran turis yang daur hidrologi diiringi peningkatan aliran unsur nutrisi utama alami

memasuki lingkungannya. Untuk keberlanjutan lingkungan, aktivitas ke lahan marginal adalah kunci utama. Aliran unsur nutrisi utama

masyarakat di hamparan tersebut dapat dibatasi dan sebagian alami dapat ditempuh melalui pemanfatan tanaman pionir (seperti

kegiatan diarahkan bersinergi mendukung kegiatan wisata lansekap tanaman paku-pakuan) disekitar lahan marginal.

dengan kompensasi imbalan bagi mereka. Pola seperti ini akan menciptakan interaksi masyarakat dengan lingkungan lansekap

yang lebih baik dan keindahan wujud fisik dan keragaman hayati Lansekap secara alami memiliki fungsi dan keindahan tersendiri dalam

3. Pemanfaatan Lansekap

yang dikandungnya dapat terpelihara atau mungkin ditingkatkan. artian yang luas, yang didalamnya termasuk fungsi pemanfaatan

Meski manfaat keindahan lansekap dan penggunaan hamparannya untuk konsumsi (pertanian dan peternakan) dan konservasi untuk

sebagai lokasi rekreasi merupakan pasar jasa layanan ekosistem non-konsumsi (pemandangan keindahan fisik landsekap atau karena

paling tua yang paling mungkin dikelola secara komersial, dalam keragaman hayati yang dimilikinya). Fungsi konservasi dan keindahan

banyak hal potensi tersebut sangat kurang berkembang. Salah satu banyak hal potensi tersebut sangat kurang berkembang. Salah satu

D. SISTEM BIOINDUSTRI BERKELANJUTAN

lahan di sekitar hamparan lansekap untuk turut serta berperan bagi pengunjung (misalkan sebagai pemandu) dan dalam memadukan

Bahan bakar minyak (BBM) dan bahan bakar gas (BBG) pada saat ini kegiatan pertanian mereka dalam bagian rantai pasok ekoturisme.

tidak bisa dilepaskan dari setiap aspek kegiatan kehidupan, yakni Yang paling mengkhawatirkan dalam usaha pemanfaatan lansekap

sebagai sumber energi penggerak utama: transportasi, industri dan sebagai tujuan wisata adalah dampak merusak kehidupan dan

juga pertanian. Ironisnya, sampai saat ini BBM dan BBG yang tersedia menghilangkan kesempatan masyarakat di sekitar hamparan

dan dikenal secara luas adalah yang bersumber dari Sumberdaya fosil. lansekap karena yang seringkali terjadi adalah penutupan

aksesibilitas masyarakat ke Sumberdaya alam di hamparan tersebut Sumberdaya fosil (batu bara, minyak dan gas) jumlahnya terbatas yang secara tradisional telah mereka gunakan.

dan berasal dari jasad renik (hayati) yang proses transformasinya membutuhkan waktu yang relatif sangat lama, yaitu dalam kisaran

Pemahaman pelaku usaha wisata tentang hak masyarakat sekitar ratusan juta tahun, namun ketersediaannya ‘hanya’ dalam waktu dan juga pemahaman masyarakat lokal, yang juga pengaruhnya

yang relatif sangat singkat yaitu dalam kisaran ratusan tahun. Karena semakin kuat, tentang manfaat bersama yang bisa diraih dari

proses transformasi dari bahan awalnya, yaitu Sumberdaya hayati keindahan lansekap di sekitar mereka dalam membentuk kerjasama

renik, yang sangat lama maka Sumberdaya fosil dikelompokkan yang menghasilkan pendapatan bagi kedua belah pihak dari

sebagai bahan yang tidak dapat diperbaharui (non-renewable kehadiran wisatawan perlu secara terus menerus dibangun dan

resources). Sejak dieksploitasi diawal abad 20 diperkirakan bahan dipelihara. Prasyarat ini sangat penting karena layanan ekosistem

fosil akan habis keseluruhannya di awal abad 22 dan sepanjang abad melalui ekoturisme seperti disebutkan di atas merupakan layanan

21 akan menjadi Sumberdaya yang semakin langka. yang paling tua tapi sulit dipelihara secara berkelanjutan, karena

Disamping sebagai sumber energi, sampai saat ini bahan fosil juga pelaku usaha wisata dan masyarakat di sekitar lansekap seringkali

merupakan sumber bahan baku utama bagi berbagai industri tidak harmonis dalam ‘memanfaatkan’ dan ‘memelihara’ keindahan

kimiawi untuk menghasilkan berbagai jenis produk yang juga alam lansekap secara bersama.

digunakan hampir dalam setiap aspek kegiatan kehidupan. Bahan fosil juga menjadi sumber bahan baku utama industri kimiawi

Pemeliharaan wujud fisik dan keragaman hayati yang dikandung landsekap khususnya yang berbukit dan bergunung-gunung memiliki potensi yang sangat besar untuk konservasi air, karena elevasi dan floranya berperan dalam daur hidrologi. Perekayasaan daur hidrologi ini disamping untuk menjamin keberlanjutan usaha pertanian juga sangat berpotensi dimanfatakan sebagai pembangkit energi tenaga air (hydro power) yang selama ini belum banyak dieksploitasi.

terkait pertanian dengan didirikannya industri untuk menghasilkan Konsep Biorefinery dapat digambarkan menurut bagan pada Gambar 4.3.

berbagai jenis produk pupuk sintesis dan pestisida sejak awal tahun 1900-an. Sejak saat itu pupuk dan pestisida sintetis digunakan hampir dalam semua budidaya pertanian

Tindakan progresif dan komprehensif sangat dibutuhkan untuk mengatasi ketergantungan pasokan energi (fuels) dan bahan baku industri (feeds) dari bahan fosil bukan saja pada sektor pertanian tapi juga sektor lainnya khususnya yang terkait pada rantai pasok (supply chain) produk pertanian.

Oleh karena itu, mengalihkan sistem pasokan energi dan bahan baku industri dari bahan fosil menjadi berbasiskan Sumberdaya hayati yang terbarukan (renewable resources) perlu segera diintensifkan dan

Gambar 4.3. Konsep Holistik Pertanian Berkelanjutan Gambar 4.3. Konsep Holistik Pertanian Berkelanjutan

diawali dari sektor pertanian. tani.

1. Biorefinery

2. Bioindustri: Primary processing dan secondary processing

Biorefinery adalah suatu konsep proses pengolahan keseluruhan Pembangunan bio-industri yang dekat dengan sumber biomassa biomassa untuk menghasilkan berbagai komponen bio-produk

merupakan langkah awal strategis meningkatkan nilai tambah hasil dengan input energi dan bahan eksternal yang serendah mungkin

pertanian dan sekaligus mengurangi ketergantungan pengolahan dan secara menyeluruh memberi nilai tambah maksimal bagi

hasil pertanian pada energi fossil melalui pemanfaatan ‘limbah’ biomassa yang diolah.

pertanian sebagai sumber energi untuk pengolahan hasil pertanian serta memudahkan siklus unsur hara budidaya pertanian.

Konsep biorefinery menekankan pada aspek proses konversi (bio- dan termo- kimia) keseluruhan biomassa secara terpadu untuk

Biomassa terdiri dari kumpulan makromolekul (karbohidrat, lipid, memproduksi bahan bakar, daya, dan bahan kimia bernilai tambah

protein, dan asam nukleat) dan bagian lignoselulosik yang sering tinggi. Konsep ini dapat dianalogikan dengan konsep proses konversi

dianggap sebagai limbah pertanian. Pengolahan terpadu menjadi petroleumrefinery, yang pada intinya memproduksi beragam produk

suatu keharusan untuk mencapai efisiensi bahan dan energi yang kimiawi dan bahan bakar dari minyak bumi.

tinggi karena dalam mendapatkan bioproduk bernilai ekonomi tinggi dari makromolekul juga dimanfaatkan lignoselulosik sebagai energi penggerak bagi proses konversi biomassa. Konsep pengolahan biomassa terpadu yang belakangan ini disebut dengan istilah biorefinery seperti telah diuraikan sebelumnya merupakan landasan penting untuk mewujudkan keberhasilan pengembangan bio-industri.

Selain keterpaduan pengolahan

minyak, dan protein yang sangat bervariasi yang perlu dipahami

melalui konsep biorefinery seperti

berbagai pihak baik pelaku usahatani maupun pelaku yang

yang diuraikan di atas, keberhasilan

mengolahnya. Makromolekul tersebut dapat diolah menjadi

bio-industri juga ditentukan dari

produk antara dan produk turunan yang luar biasa banyaknya,

keterpaduan tahapan pengolahan

juga dapat ditransformasikan menjadi beragam produk akhir (end

antara primary dan secondary

product) di berbagai bidang (misalnya industri tekstil, komunikasi,

processing, yang dapat berskala

transportasi, kesehatan, dan suplai makanan) yang dapat menjadi

kecil ataupun besar. Primary

sumber peningkatan pendapatan petani dan pengelola bio-

processing merupakan pengolahan

industri. Jumlah produk yang dapat diturunkan dari biomassa

sebanding dengan jumlah produk turunan yang didapatkan dari menjadi komponen kasar makromolekul (lipid, karbohidrat, dan

biomassa hasil panen sampai

pengolahan minyak bumi.

protein) atau produk turunan antara (intermediate) dari makromolekul dan menjadikan kemudahan daur ulang unsur nutrisi esensial bagi

Dari sejumlah produk yang dapat diturunkan dari biomassa tersebut, tanaman di lahan pertanian sebagai kriteria penting. Sedangkan

terdapat 12 platform chemicals yang dianggap paling penting dan secondary processing merupakan pengolahan lanjut yang akan

bernilai komersial tinggi, yaitu gliserol, asam 3-hidroksipropionat, memurnikan atau mengkonversi produk Primary processing menjadi

1,4-di-acid (asam suksinat, asam fumarat, dan asam malat), asam produk makro molekul yang memenuhi karakteristik dan spesifikasi

aspartat, 3-hidroksibutirolakton, asam levulinat, asam glutamat, tertentu atau menjadikannya menjadi bio-produk bernilai tinggi.

asam takonat, xylitol/arabinitol, sorbitol, asam glukarat, dan asam 2,5-furan-di-karboksilat.

Secondary processing sebaiknya dikelola pelaku yang memiliki akses pada pasar sehingga menjadi mitra yang memberi kepastian

Platform chemicals tersebut dapat diolah menjadi berbagai macam bagi produk primary processing, sedangkan primary processing

bahan bakar, bahan kimia, bioproduk, maupun daya (power), menjadi mitra yang memberi kepastian bagi produk hasil pertanian.

sebagaimana yang telah dihasilkan dari minyak bumi dan industri Kemitraan seperti ini belum lazim diterapkan di Indonesia, namun

petrokimia masa kini.

seperti diuraikan sebelumnya keberlanjutan produktivitas pertanian sangat tergantung dari peran interaksi makhluk hidup yang sangat

Lebih lanjut perlu ditekankan di sini, proses pembuatan platform tinggi di lahan pertanian dan demikian juga berlaku bagi usaha

chemicals dari bahan hayati umumnya lebih mudah dan murah pengolahan berbasis biomassa yang harus menjaga dan menjamin

dibandingkan proses pembuatan platform chemicals dari bahan keterlibatan dan interaksi para pelakunya dengan baik agar terjamin

fosil. Struktur kimia komponen bahan hayati secara termodinamik keberlangsungan rantai pasok usaha tersebut.

memerlukan energi yang lebih kecil dibanding struktur kimia fosil untuk diubah menjadi struktur kimia berbagai platform chemicals

Sehubungan dengan penerapan konsep biorefinery untuk mengolah sebagai produk antara untuk menghasilkan berbagai produk hasil pertanian, biomassa yang dihasilkan memiliki kandungan

komersial kimiawi yang digunakan saat ini.

makromolekul karbohidrat (pati), selulosa, hemiselulosa, lignin,

Pengalihan bahan fosil menjadi bahan hayati sebagai bahan usaha kerjasama dan disesuaikan dengan kekhususan lokasi, sumber baku industri akan berlangsung secara bertahap sejalan dengan

bahan dan komoditas produk bioindustri yang akan dihasilkan. ketersediaan (jumlah dan jaminan) pasokan bahan hayati dan tingkat harga kedua bahan tersebut yang saling terkait dengan ketersediaannya. Sebagaimana disampaikan sebelumnya

E. SISTEM BIOINDUSTRI

ketersediaan bahan fosil akan semakin langka dan dengan demikian Ketersediaan bahan bakar fossil yang murah di Indonesia pada

harganya akan semakin tinggi dan kenaikan harga tersebut sudah beberapa dekade lalu telah mengantikan bahan bakar biomassa

berlangsung sejak awal abad 21 ini. yang telah digunakan selama ratusan tahun dalam pengolahan

3. Economic of scale, mobile unit

produk perkebunan (teh, gula, karet, coklat, kopi, dll), demikian juga ketersediaan pupuk sintetis berbahan baku fossil telah

Sebelumnya telah diuraikan terkait dengan siklus unsur menggantikan pupuk alami yang juga telah lama didaya gunakan utama budidaya pertanian, keberhasilan bio-industri perlu

dalam usaha pertanian.

mempertimbangkan integrasi antara primary dan secondary processing, yang dapat berskala kecil ataupun besar. Dalam kaitan

Dari neraca input dan output energi disektor pertanian di Eropa ini, skala bio-industri tidak harus seperti Industri berbahan fosil yang

dan Amerika diperoleh angka pemakaian energi fossil pada produk ada saat ini yang hanya akan ekonomis bila dibangun dengan skala

pangan hasil pertanian lebih dari 10 kali dari energi yang terkandung besar. Karena terkait dengan sumber biomassa yang tersebar dan

pada produk pangan hasil panen tersebut. Pemakaian energi fossil terkait dengan keberlanjutan produksi biomassa pada budidaya

pada produk pangan ikan tangkapan laut bahkan melebihi 20 kali pertanian, bio-industri skala kecil dan besar memiliki kelebihan

dari kandungan energi produk pangan ikan tersebut. Kenaikan harga dan kekurangan. Memadukan industri kecil dan besar untuk

bahan bakar fosil saat ini telah berkontribusi langsung pada kenaikan meminimalisasi kelemahannya dan memaksimalkan kekuatannya

harga produk pertanian dan perikanan yang tinggi di negara-negara merupakan prasyarat lain keberhasilan dan keberlanjutan bioindustri.

di kawasan tersebut.

Indusri kecil dapat diwujudkan dengan industri yang menetap (fixed) Dalam pengembangan sistem pertanian-bioindustri berkelanjutan, tapi juga dapat diwujudkan dengan indusri yang bergerak (mobile).

yang mengandung makna keberlanjutan budidaya pertanian dan Keterpaduan industri kecil dan besar dapat dalam berbagai bentuk

pengolahan hasil pertanian secara bersamaan, pemakaian energi dan input eksternal lainnya yang bersumber dari fosil dalam jumlah besar perlu diwaspadai.

Pengalihan sedini mungkin ketergantungan pada bahan fosil sangat penting untuk mengurangi dampak negatif terhadap ekonomi dan sosial bagi masyarakat dan negara di masa yang akan datang. Di samping mengurangi dampak negatif, pengalihan sistem pasokan energi dan bahan baku industri dari bahan fosil menjadi berbasiskan

Sumberdaya hayati yang terbarukan, juga merupakan kesempatan hasil pertanian (bioindustri) untuk menghasilkan produk pangan dan meningkatkan nilai tambah produk utama dan samping (limbah)

n0n-pangan: bio-energi dan bio-produk benilai tambah tinggi. pertanian dan menjadi cara ampuh sebagai pembangkit pendapatan (income generation) bagi pelaku usaha sistem pertanian-bioindustri.

Untuk menjaga kesinambungan produktivitas pertanian melalui Di luar pertimbangan manfaat ekonomi dan sosial jangka pendek

kepastian return flow unsur utama nutrisi seperti diuraikan dari pengalihan tersebut, juga penting dicatat, pada jangka panjang

sebelumnya, pembangunan bio-industri harus terpadu secara spasial akan memberi dampak positif terhadap lingkungan karena dapat

dengan penghasil biomassa, yaitu dengan membangun bioindustri menyokong terciptanya daur ulang biogeokimiawi yang baik dan

di perdesaan.

memberi jaminan keberlanjutan produktivitas lahan dan kesehatan tanah di masa mendatang.