BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh ketidakstabilan harga minyak dunia, maka pemerintah mengajak masyarakat untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama. Hal ini telah memunculkan kesadaran bahwa selama ini bangsa Indonesia sangat tergantung pada sumber energi tak-terbarukan. Cepat atau lambat sumber energi tersebut akan habis. Salah satu solusi mengatasi permasalahan ini adalah dengan mengoptimalkan potensi energi terbarukan yang dimiliki bangsa ini. Indonesia memiliki potensi energi terbarukan sebesar 311.232 MW, namun kurang lebih hanya 22% yang dimanfaatkan. Masyarakat Indonesia terlena dengan harga BBM yang murah, sehingga lupa untuk memanfaatkan dan mengembangkan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui. Sumber energi terbarukan yang tersedia antara lain bersumber dari tenaga air ( hydro ), panas bumi, energi cahaya, energi angin, dan biomassa. (Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2001; ZREU, 2000) Potensi energi tarbarukan yang besar dan belum banyak dimanfaatkan adalah energi dari biomassa. Potensi energi biomassa sebesar 50 000 MW hanya 320 MW yang sudah dimanfaatkan atau hanya 0.64% dari seluruh potensi yang ada. Potensi biomassa di Indonesia bersumber dari produk samping sawit, penggilingan padi, kayu, polywood, pabrik gula, kakao, dan limbah industri pertanian lainnya. (Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2001; ZREU, 2000) Indonesia memiliki potensi besar untuk memanfaatkan produk samping sawit sebagai sumber energi terbarukan. Kelapa sawit Indonesia merupakan salah satu komoditi yang mengalami pertumbuhan sangat pesat. Pada tahun 2005 luas perkebunan kelapa sawit sekitar 5.453.817, dengan minyak yang dihasilkan sekitar 11.861.615 ton, dan diperkirakan luas perkebunan kelapa sawit akan meningkat pada tahun 2009 seluas 7.125.331( Direktorat Jenderal Perkebunan, 2008).
2 Biomassa dari produk samping sawit dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan. Salah satunya adalah POME untuk menghasilkan biogas. Potensi produksi biogas dari seluruh limbah cair tersebut kurang lebih adalah sebesar 1075 juta m 3. Nilai kalor ( heating value ) biogas rata-rata berkisar antara 4700 6000 kkal/m 3 (20 24 MJ/m 3 ). Dengan nilai kalor tersebut 1075 juta m 3 biogas akan setara dengan 516.000 ton gas LPG, 559 juta liter solar, 666,5 juta liter minyak tanah, dan 5052,5 MWh listrik. (Mahajoeno. 2008) Limbah Pabrik Kelapa Sawit terdiri dari limbah padat dan limbah cair. Limbah padat berupa Cangkang dan serat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan energi dalam Pabrik Kelapa Sawit. Cangkang, batang, pelepah serat dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) digunakan sebagai bahan bakar boiler untuk memenuhi kebutuhan steam (uap panas) dan listrik. Sementara Abu Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) hanya di tumpuk dan ditaburkan di sekeliling tanaman sawit dengan menjadikannya sebagai pupuk. Produksi Minyak Kelapa Sawit membutuhkan air dalam jumlah besar, dan satu ton minyak kelapa sawit menghasilkan 2,5 ton limbah cair, yaitu berupa limbah organik yang berasal dari input air pada proses fisika, perebusan, pembantingan, penghancuran, pengempasan dan klarifikasi. Produksi Minyak Kelapa Sawit berkapasitas 60 ton tandan buah segar (TBS)/jam menghasilkan limbah cair sebanyak 42 m 3 (Yuliasari et al. 2001). Hasil samping proses produksi tersebut berasal dari air kondensat rebusan 36% (150-175 kg/ton TBS), air drab klarifikasi 60% (350-450 kg/ton TBS) dan air hidroksiklon 4% (100-150 kg/ton TBS) (Loebis dan Tobing 1992, Ahuat 2005) dalam Mahajoeno (2008). Setiap Ton tandan buah segar (TBS) kelapa sawit diperkirakan menghasilkan Limbah Cair berkisar antara 0,5-0,7 ton (Hasan et al. 2004). Yacob et al.(2005) dalam Mahajoeno (2008) menyatakan pada tahun 2005 Laju Pertumbuhan produksi CPO di Malaysia sebesar 16,5 juta ton, menghasilkan produk samping Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit lebih dari 40 juta ton/tahun Emisi metana kolam anaerob antara 35-79%, dan kisaran laju alir biogas antara 0,5-2,45 L/menit/m 2. Potensi emisi biogas demikian besar sebagai gas efek rumah kaca yang berdampak nyata terhadap pemanasan global, sehingga upaya mitigasi GRK menjadi prioritas utama dan mendesak dilakukan. Kondisi yang
3 sama telah berlaku pula di Indonesia,terutama pada kolam pengelolaan Limbah cair minyak kelapa sawit secara konvensional yang umumnya diterapkan (Yuliasari et al. 2001). Perkembangan pesat industri minyak kelapa sawit dalam dekade terakhir berakibat semakin besar buangan limbah berbahan baku lignoselulosa. Air buangan pabrik kelapa sawit dengan nilai BOD, COD, padatan tersuspensi dan kandungan total padatan tinggi merupakan sumber pencemar yang sangat potensial. Pembuangan limbah cair ke dalam perairan umum tanpa pengolahan terlebih dahulu mengandung BOD setara dengan BOD buangan populasi 10 juta manusia. Limbah cair pabrik minyak kelapa sawit berpotensi mencemari air baku, mengurangi kadar oksigen terlarut,menurunkan kesehatan ikan dan udang dalam badan air sekitarnya atau biota perairan (Qu dan Bathhacharya, 1997) dalam Mahajoeno (2008). Pengembangan produk samping sawit sebagai sumber energi alternatif memiliki beberapa kelebihan. Pertama, sumber energi tersebut merupakan sumber energi yang bersifat renewable sehingga bisa menjamin kesinambungan produksi. Kedua, Indonesia merupakan produsen utama minyak sawit sehingga ketersediaan bahan baku akan terjamin dan industri ini berbasis produksi dalam negeri. Ketiga, pengembangan alternatif tersebut merupakan proses produksi yang ramah lingkungan. Keempat, upaya tersebut juga merupakan salah satu bentuk optimasi pemanfaatan sumber daya untuk meningkatkan nilai tambah. Pertumbuhan industri kelapa sawit yang cukup pesat menghasilkan limbah cair yang sangat melimpah dan berdampak mencemari lingkungan tanah, air dan udara, dengan emisi metana yang potensial. Dengan demikian di satu sisi potensi produksi biogas yang sangat menjanjikan perlu dilakukan penelitian dan pengembangan sebagai sebagai sumber energi terbarukan dan upaya mendukung program pemerintah berkaitan keamanan pasokan energi serta teknologi bersih bagi industri. Kelayakan tekno ekonomi yang dihitung berdasarkan banyaknya produksi gas yang dihasilkan sebanyak 4500 m 3 memerlukan biaya investasi sebesar Rp. 403.000.000,-, hasil pengukuran tekno-ekonomi yang diperoleh menunjukkan bahwa NPV sebesar Rp. 460.416.000/bulan (Rp. 5.524.992.000/tahun) dengan
4 asumsi alat yang digunakan berumur 1 tahun, dengan bunga bank 20%/tahun, IRR di atas 35%, Net B/C sebesar 121,40, dan perhitungan pengembalian dana investasi dapat di tempuh dalam waktu sangat singkat yaitu 17-18 hari dari pertama kali biogas dihasilkan. Dari hasil perhitungan yang dilakukan oleh Mahajoeno (2008) menunjukkan bahwa teknologi anaerob tertutup dengan bahan baku limbah cair pabrik minyak kelapa sawit sangat layak untuk dikembangkan dan dioperasikan. 1.2. Kerangka Pemikiran Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan rekayasa sistem produksi bioenergi yang memunculkan ide untuk mengasilkan sumber energi baru yaitu biogas dari biomassa salah satunya adalah limbah cair pabrik minyak kelapa sawit, yang melalui proses fermentasi/perombakan anaerob menjadi biogas. Di satu sisi sebagai kebutuhan energi Indonesia terutama dikarenakan konsumsi bahan bakar minyak semakin bertambah dan harga perolehannya yang semakin mahal, meskipun pemakaian energi tidak terbarukan berpotensi tinggi menyebabkan pencemaran dan keberadaannya semakin terbatas. Limbah cair pabrik kelapa sawit merupakan bahan baku yang potensial untuk diolah menjadi salah satu bentuk bioenergi yaitu biogas melalui pemanfaatan teknologi anaerobik. Teknologi biogas merupakan teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi yang dilakukan dalam kondisi tanpa oksigen (anaerob), dan di bantu oleh bakteri dalam proses penguraian yang akan menghasilkan biogas. Prinsip pembentukan biogas merupakan proses biologis dengan bahan dasar berupa bahan organik yang berfungsi sebagai sumber karbon dan menjadi sumber aktivitas dan pertumbuhan bakteri. Bahan organik dalam digester akan dirombak oleh bakteri dan menghasilkan campuran gas metan (CH 4 ) dan karbondioksida (CO 2 ) dan beberapa gas lainnya (Sahidu, 1983). Teknologi Bioenergi merupakan teknologi tepat guna untuk pengelolaan limbah cair yang memiliki nilai BOD dan COD tinggi, berurut-turut lebih dari 20.000 dan 40.000 mg/l. Disebut Digester anaerob karena proses terjadi perombakan limbah cair anaerob yang dilakukan pada tangki tertutup tanpa oksigen bebas. Pengelolaan dengan teknologi digester anaerob ini selain akan
5 menghasilkan biogas, juga memperoleh hasil samping berupa lumpur pekat yang bisa digunakan sebagai pupuk organik yang dapat dimanfaatkan untuk pemupukan sekitar pabrik dan gas yang dihasilkan dapat digunakan antara lain untuk energi listrik alternatif dan keperluan pabrik lainnya, yang secara keseluruhan dapat di lihat pada Gambar 1. Cadangan energi yang berbahan bakar fosil yang persediaannya semakin menipis dan ketidakstabilan harga minyak dunia Pemerintah menghimbau untuk penghematan BBM Mengoptimalkan Potensi Energi Terbarukan (Alternatif) Pengembangan energi alternatif terbarukan Large Hydro Geothermal Biomassa Mini/mikro hydro Industri Kelapa Sawit CPO Energi Cahaya (Solar) Energi Angin Limbah Cair Limbah Padat Aspek sosial Lumpur aktif + Limbah cair Anaerobic Sludge Digestion Fiber Cangkang Serat Termanfaatkan Pembangkit Pupuk Batas Penelitian Biogas/ Sludge digested Gambar 1 Diagram alir kerangka pemikiran
6 1.3. Perumusan Masalah Pabrik Minyak Kelapa Sawit merupakan salah satu jenis agroindustri yang menghasilkan limbah cair dengan volume yang cukup besar, limbah yang dihasilkan memiliki kandungan organik tinggi dengan kadar COD dan BOD yang juga tinggi. Limbah cair yang dihasilkan apabila langsung di buang ke lingkungan akan sangat berpotensi mencemari lingkungan baik tanah, air dan udara. Thani et.al.(1999) dalam Jini.A.G.M.(2006) menyatakan bahwa limbah cair dari buangan pabrik kelapa sawit yang berkapasitas 30 ton TBS per jam, mengandung polutan yang sama dengan buangan domestik sebanding dengan 300.000 orang. Selain itu buangan ini tinggi kandungan chemical oksigen demand (COD), 50.000 mg/l, biological oksigen demand (BOD), 30.000 mg/l, minyak dan lemak, 6000 mg/l, suspended solid, 59,350 dan 750 mg/l total nitrogen (Ahmad A.L et al., 2005) dan berdampak mencemari lingkungan tanah, air dan udara, dengan emisi metana yang potensial. Dengan demikian di satu sisi potensi produksi biogas yang sangat menjanjikan perlu dilakukan penelitian dan pengembangan sebagai sebagai sumber energi terbarukan dan upaya mendukung program pemerintah berkaitan keamanan pasokan energi serta teknologi bersih bagi industri. Untuk mengetahui potensi limbah pabrik kelapa sawit menjadi biogas dengan menggunakan campuran lumpur aktif, maka perlu di identifikasi permasalahan di dalam penelitian ini, yaitu : 1. Berapa komposisi campuran antara lumpur aktif dan limbah cair minyak kelapa sawit yang dapat menghasilkan gas metan terbanyak? 2. Berapa besar penurunan beban pencemar limbah cair pabrik minyak kelapa sawit (COD, BOD, TSS) dari proses tersebut? 3. Bagaimana respon penerimaan masyarakat terhadap penggunaan biogas yang dihasilkan dari limbah cair kelapa sawit?
7 1.4. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui kombinasi yang terbaik campuran antara limbah cair pabrik kelapa sawit dan lumpur aktif untuk menghasilkan gas metan terbanyak. 2. Mengetahui seberapa besar penurunan beban pencemar limbah cair pabrik kelapa sawit (COD, BOD, TSS) 3. Memperoleh respon penerimaan masyarakat terhadap rencana biogas yang dihasilkan dari limbah cair kelapa sawit 1.5. Manfaat Penelitian Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang: 1. Teknologi pembuatan biogas dari limbah pabrik minyak kelapa sawit 2. Penelitian ini dapat meminimalisasi pencemaran yang diakibatkan oleh limbah yang dihasilkan pabrik kelapa sawit 3. Biogas yang dihasilkan nantinya dapat digunakan untuk beberapa keperluan diantaranya untuk energi listrik dan keperluan pabrik serta masyarakat sekitar. 4. Mengurangi gas metan dan CO 2 yang lepas ke udara terbuka akibat pengolahan IPAL konvensional dengan kolam terbuka yang merupakan penyumbang gas rumah kaca. 1.6. Hipotesis a. Lumpur aktif dan limbah cair pabrik kelapa sawit diduga dapat digunakan sebagai bahan untuk menghasilkan biogas dengan sistem pengolahan proses anaerob b. Pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit secara proses anaerob dapat menurunkan variable beban pencemar tertentu.