I. PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 17 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan negara agraris yang mempunyai potensi biomassa yang sangat besar. Estimasi potensi biomassa Indonesia sekitar 46,7 juta ton per tahun (Kamaruddin, 2000). Sumber biomassa tersebar di seluruh wilayah baik yang berupa produksi hasil hutan maupun limbah pertanian. Sebagian besar biomassa ada di wilayah pedesaan. Secara alami limbah biomassa ini mengalami degradasi dengan bantuan mikroorganisme. Dalam proses ini akan dihasilkan gasgas yang terlepas ke udara. Diantaranya adalah CO 2 dan CH 4 yang berperan dalam pembentukan Gas Rumah Kaca (GRK). Sektor pertanian, sawah merupakan sumber emisi GRK terbesar, kemudian diikuti oleh perternakan, emisi GRK dari tanah dan dari pembakaran biomassa(sisa pertanian). Diantara tiga gas utama diatas, metan merupakan jenis yang diemisikan oleh sektor pertanian. Total emisi metan tahun 1994 dari sektor pertanian sekitar 3.2 Tg, sebagaian besar dari padi sawah (71%) dan peternakan (29%) (Boer, 2002). Propinsi Nusa Tengara Timur terutama Kabupaten Kupang adalah salah satu kabupaten yang memiliki potensi pertanian yang cukup besar. Potensi yang ada berupa pertanian padi/palawija dan ternak ruminansia. Jumlah populasi ternak ruminansia besar (sapi dan kerbau) di propinsi ini sebanyak ekor sedangkan untuk di kabupaten kupang sendiri sebanyak ekor (Ditjennak,2007). Sedangkan luasan pertanian sawah dan palawija pada tahun 2007 dan musim tanam 2008 mencapai Ha. Berdasarkan hasil Renstra di kabupaten kupang, jumlah populasi dan areal pertanian akan terus bertambah dari tahun ke tahun sesuai dengan perencanaan yang telah ditetapkan. Jika diasumsikan seekor sapi menghasilkan jumlah feses 18 kg/hari (Sudono, 1995), maka kotoran ternak yang akan dibuang ke alam di kabupaten ini sebanyak kg/hari. Jumlah limbah yang besar ini apabila tidak diolah secara benar maka dapat mencemari lingkungan dan juga berdampak negatif terhadap kesehatan bagi ternak itu sendiri. Sedangkan limbah pertanian terutama di persawahan berupa jerami padi yang sangat besar jumlahnya. Apabila satu

2 18 hektar lahan sawah menghasilkan 5-8 ton jerami padi (Makarim et al. 2007) maka ada sampai ton jerami padi setiap kali panen. Limbah peternakan berupa feses dan urine, dari proses pencernaan ternak ruminansia menghasilkan gas metan (CH 4 ) yang cukup tinggi. Gas metan ini adalah salah satu gas yang ikut berperan terhadap pemanasan global dan perusakan ozon, dengan laju 1% per tahun dan terus meningkat (Boer, 2002). Menurut IPCC (1994), kontribusi emisi metan dari peternakan mencapai 20-35% dari total emisi yang dilepaskan ke atmosfir. Sedangkan setiap kilogram jerami padi dapat menghasilkan 0,25 m 3 gas metan dan residunya mengandung 38% Carbon. Makarim et al (2007) melaporkan bahwa pemberian 5 ton/ha jerami kering pada lahan sawah tadah hujan mengakibatkan emisi gas metan selama satu musim kg CH 4 /Ha. Disisi lain gas methan sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi pengganti bahan bakar fosil. Salah satu dari energi terbarukan yang dapat dihasilkan adalah biogas, yang memiliki peluang yang besar dalam pengembangannya. Daerah-daerah pedesaan di Indonesia merupakan pusat produksi pertanian dan merupakan sumber bahan baku biogas berupa limbah pertanian yang kaya akan biomassa seperti; limbah peternakan berupa kotoran ternak dan limbah pertanian berupa jerami padi. Untuk meningkatkan pemanfaatan dan peranan biogas sebagai sumber energi di pedesaan saat ini, baik di sektor rumah tangga maupun sektor industri harus ditunjang dengan menerapkan teknik-teknik baru yang berefisiensi tinggi dan berwawasan lingkungan. Salah satu caranya yaitu mencari biomasa pertanian yang dapat dimamfaatkan untuk mengahasilkan biogas Kerangka Pemikiran. Harga bahan bakar minyak yang meningkat dan ketersediaannya yang makin menipis serta permasalahan emisi gas rumah kaca merupakan masalah yang dihadapi oleh masyarakat secara global. Upaya pencarian akan bahan bakar yang lebih ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan solusi dari permasalahan ini. Salah satunya adalah dengan teknologi biogas.

3 19 Tenologi biogas merupakan pengelolaan limbah yang bukan hanya bersifat penanganan namun juga memiliki nilai guna/manfaat. Selain itu, dengan biogas, teknologi yang digunakan sederhana, mudah dipraktekkan dengan peralatan yang relatif murah dan mudah didapat sehingga para industri kecil dan menengah tidak lagi beranggapan bahwa pengolahan limbah merupakan beban yang sangat mahal. Energi biogas yang dihasilkan dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya di atmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara. Limbah berupa sampah kotoran hewan dan limbah pertanian merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi biogas akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah. Selain keungulan secara ekologis, pemanfaatan energi biogas memiliki banyak keuntungan secara sosial maupun ekonomi. Biogas dapat menagtasi permasalahan seperti mengurangi bau yang tidak sedap, mencegah penyebaran penyakit, serta hasil samping berupa pupuk organik berupa padat dan pupuk cair. Pemanfaatan limbah dengan cara seperti ini secara ekonomi akan sangat kompetitif seiring naiknya harga bahan bakar minyak dan pupuk anorganik. Daerah pedesaan merupakan tempat yang cocok untuk mengembangkan biogas. Hal ini karena sebagian besar pertanian ada dipedesaan dan limbah yang dihasilkan belum dimamfaatkan secara baik. Selain itu masih banyak daerah pedesaan yang belum dilewati oleh jaringan listrik. Penerapan biogas pedesaan merupakan praktek pertanian yang ramah lingkungan dan berkelanjutan (zero waste). Kerangka pemikiran dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1.

4 20 Potensi Pertanian Indonesia Gas methan Limbah Pertanian Dampak Masyarakat Pedesaan: Ekologi Ekonomi Sosial Kerusakan Lapisan Ozon Jerami padi Kotoran ternak Biogas Perancangan Instalasi Biogas Pupuk Organik Energi Listrik Pedesaan Ramah Lingkungan Gambar 1. Diagram Alur Pikir 1.2. Perumusan Masalah Sejalan dengan meningkatnya produksi peternakan dan pertanian maka jumlah limbah yang dihasilkannya juga semakin besar. Dalam hal ini pengelolaan limbah menjadi sangat penting untuk dilakukan agar tidak mencemari lingkungan. Salah satu cara yang bisa diterapkan adalah menginventarisir, melatih dan menyebarluaskan paket-paket teknologi untuk digunakan oleh petani dan peternak sebagai bagian perubahan pola bertani/beternak untuk mengurangi emisi GRK dari sektor pertanian.

5 21 Salah satu paket teknologi yang dapat diterapkan pada sektor pertanian adalah biogas. Teknologi biogas sebagai salah satu pengahasil energi dari pemamfaatan limbah, merupakan tekonologi yang tepat untuk mengatasi limbah biomasa baik dalam bentuk padat maupun cair. Biogas sebenarnya sudah lama dikembangkan di Indonesia, namun selama ini lebih banyak menggunakan bahan baku berupa limbah cair yaitu kotoran ternak atau limbah industri. Pemanfaatan limbah padat berupa limbah pertanian sebagai penghasil biogas belum banyak yang dilakukan. Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang cukup besar jumlahnya dan belum sepenuhnya dimanfaatkan. Hal ini karena walaupun limbah pertanian mengandung kandungan methan yang tinggi namun sangat lama terurai. Hal ini karena jerami mempunyai dinding sel kuat. Jerami padi terdiri dari hemisellulosa 44,9%, sellulosa 37,4%, lignin (4,9%) dan silicon 13,1% (Hills and Roberts 1981). Limbah padat memiliki C/N yang tinggi dan sangat berperan dalam bertumbuhnya mikroba. Penelitian yang dilakukan oleh Sahudi (1983) dengan mencampurkan jerami padi 5 persen dengan kotoran ternak, menghasilkan biogas 74% lebih banyak dari yang tidak mengunakan campuran jerami yang menghasilkan biogas 65%. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya perbandingan (rasio) antara sumber C dengan N (C/N). Perbandingan C/N untuk masing-masing bahan organik akan mempengaruhi komposisi biogas yang dihasilkan. Untuk mengetahui efektifitas teknologi bioproses dalam membentuk energi biogas maka perlu diketahui komposisi campuran limbah jerami padi dan kotoran ternak yang dapat menghasilkan biogas secara maksimal. Sehingga yang menjadi pertanyaan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mengkaji laju produksi volume biogas dengan bahan kombinasi antara kotoran ternak dan jerami? 2. Bagaimana persentase CH 4 dan nilai kalor yang dihasilkan, sehingga mendapatkan kombinasi campuran terbaik dari kotoran ternak dan jerami padi? 3. Bagaimana kelayakan ekonomi dalam memanfaatkan limbah jerami padi dan limbah ternak sebagai energi pedesaan?

6 Tujuan: Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah 1. Mengkaji laju produksi biogas dengan bahan kombinasi antara kotoran ternak dan jerami padi. 2. Menganalisis presentasi CH 4 dan nilai kalor yang dihasilkan, sehingga mendapatkan kombinasi campuran terbaik dari kotoran ternak dan jerami padi. 3. Mengkaji kelayakan ekonomi, dalam pemanfaatan jerami padi dan kotoran ternak sebagai energi alternatif pedesaan Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah: 1. Sebagai informasi bagi pemerintah dan stakeholder dalam upaya pengembangan teknologi biogas sebagai alternatif energi di pedesaan. 2. Sebagai bahan informasi bagi pemerintah daerah dalam rencana pengelolaan energi pedesaan.