Biogas, Energi Potensial Yang Belum Termanfaatkan Dari Pabrik Kelapa Sawit (Public Version)

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWIT

Oleh : Muhammad Ekki Chahyaditha, ST.

- Defenisi Biogas

Biogas adalah gas yang terbentuk dari pencernaan

atau degradasi bahan-bahan organik oleh Bakteri-

bakteri Anaerobik. Biogas mengandung ± 60 %

Metana (CH4), ± 40 % Karbondioksida (CO2) dan

sebagian kecil gas-gas lain seperti Hidrogen (H2),

Oksigen (O2) dan Hidrogen Sulfida (H2S). Biogas

bersifat mudah terbakar (flammable) serta mempunyai karakteristik lain yang hampir sama dengan gas

alam sehingga dapat digunakan sebagai sumber energi terbarukan.

- Sumber Biogas

Bahan-bahan organik pembentuk Biogas

umumnya berasal dari limbah seperti limbah

tanaman (mis : rerumputan), limbah perairan

(mis : alga), limbah peternakan (mis : kotoran

sapi) dan limbah industri (mis : Limbah Cair

Pabrik Kelapa Sawit). Bahan-bahan organik

tersebut diubah menjadi Biogas oleh Bakteri-

bakteri Anaerobik yang bersifat Mesofilik

(hidup di rentang suhu 30 – 55 oC).

Ketersediaan Starter Bakteri Mesofilik

berlimpah di lingkungan, yang mana Kotoran

Sapi adalah salah satu bahan yang

mengandung Bakteri-bakteri tersebut.

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 1

- Proses Pembentukan Biogas

Proses pembentukan Biogas dari bahan-bahan organik terdiri dari 4 tahap, yaitu :

1. Hydrolysis

Pada tahap Hydrolysis, senyawa polimer bahan-bahan organik dikonversi oleh bakteri fermentatif

menjadi senyawa sederhana (monomer dan oligomer) yang bersifat terlarut.

2. Acidogenesis

Pada tahap Acidogenesis, monomer dan oligomer dirombak menjadi Asam Karbonat, Asam Lemak

rantai pendek, CO2, H2 dan Alkohol.

3. Acetogenesis

Pada tahap Acetogenesis, terjadi pembentukan Asam Asetat, CO2 dan H2.

4. Methanogenesis

Pada tahap Methanogenesis, bakteri metanogenik menghasilkan Biogas yang terdiri dari CH4, CO2,

H2O dan sejumlah kecil gas-gas lain.

- Emisi Biogas Pabrik Kelapa SawitBIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 2

Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit atau yang lebih dikenal dengan sebutan POME (Palm Oil Mill Effluent)

merupakan bahan organik yang sangat ideal untuk dijadikan bahan baku pembentuk Biogas. Walaupun

pada Pabrik Kelapa Sawit (PKS) tidak

dilakukan treatment khusus untuk

mengubah POME menjadi Biogas, namun

pembentukan Biogas pada kolam limbah

tetap berlangsung akibat keberadaan

Bakteri Anaerobik.

Tidak dikumpulkan/dimanfaatkannya

Biogas tersebut menghasilkan emisi

Biogas PKS. Suatu penelitian menyatakan bahwa terbentuk ± 4 cm3 Biogas per 1 liter POME setiap jam

dari Kolam Anaerobik PKS. Berarti untuk sebuah PKS 60 ton TBS olah/jam yang memiliki 2 Kolam

Anaerobik berkapasitas masing-masing 13.500 m3 POME, dihasilkan emisi Biogas sebesar ± 108 m3

setiap jamnya.

- Alasan Mengapa Biogas dari POME Perlu Dimanfaatkan

Alasan utama tentang perlu dimanfaatkannya Biogas dari POME adalah :

1. Kelestarian Lingkungan

Metana (CH4) dan Karbondioksida (CO2) merupakan gas yang termasuk ke golongan Green House

Gas (GHG)/Gas Efek Rumah Kaca (GERK) yang mengakibatkan Global Warming. Sedangkan

Hidrogen Sulfida (H2S)

merupakan gas berbau tidak

sedap dan beracun yang

memiliki densitas setara

dengan oksigen (O2) sehingga

rentan terhirup dan

membahayakan kesehatan

manusia. Ketiga gas tersebut

terkandung pada Biogas dari

POME, sehingga emisi Biogas

PKS memiliki efek negatif terhadap lingkungan. Dengan demikian, Emisi Biogas PKS setidaknya

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 3

harus diantisipasi dan selanjutnya dimanfaatkan secara maksimal untuk memperoleh nilai tambah

serta menjaga kelestarian lingkungan.

2. Krisis Energi

Krisis energi terjadi di penjuru dunia, tidak terkecuali di Negara

Kesatuan Republik Indonesia. Hal ini memang sangat

memprihatinkan dimana sebagai negara yang memiliki sumber

energi tak terbarukan maupun terbarukan yang melimpah,

Indonesia tetap mengalami krisis energi. Pada awalnya

pembangunan Pabrik Kelapa Sawit di Indonesia memang bukan

bertujuan khusus untuk menghasilkan energi, namun

keberhasilan pemanfaatan energi baru terbarukan yang

tersedia, seperti Biogas dari POME, bisa menjadi momentum awal swasembada energi republik ini.

- Yield Biogas dan Hasil Samping dari Biogas Plant PKS

Biogas Plant yang mengolah POME dengan treatment khusus mampu menghasilkan yield Biogas

sebesar ± 20 m3/m3 POME. Sehingga kapasitas produksi Biogas Plant dari POME PKS 60 ton/jam adalah,

= 60 ton TBS/jam × 22 jam/hari × 0,7 m3 POME/ton TBS × 20 m3 Biogas/m3 POME

= 16.940 m3 Biogas/hari

Jumlah tersebut setara dengan :

Kelistrikan = 16.940 m3 Biogas/hari × 6 kWh/m3 Biogas = 101.640 kWh/hari

Nilai income = 101.640 kWh/hari × Rp. 850,-/kWh = Rp. 86.394.000,-/hari

Hasil samping Biogas Plant adalah pupuk cair dan padat yang juga bernilai ekonomis tinggi.

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 4

- Boiler Biogas

Apabila diaplikasikan sebagai bahan bakar Boiler, Biogas memiliki keunggulan di faktor kontinuitasnya,

dimana sebagai zat berbentuk gas laju alirnya yang mudah diatur membuat tekanan Steam Boiler lebih

terkendali sehingga pasokan Steam untuk turbin dan BPV (perebusan TBS) lebih terjamin

ketersediaannya.

Selain itu pemanfaatan Biogas sebagai bahan bakar Boiler juga memungkinkan Cangkang dan Fiber

Kelapa Sawit dijual ataupun dimanfaatkan dengan cara lain yang memberikan nilai tambah ekstra bagi

Perusahaan.

Biogas memiliki heating value sebesar 8.169 kkal/kg dan dari Biogas Plant PKS 60 ton/jam tersedia

sebanyak 16.940 m3 = 16.940 m3 × 0,71 kg/m3 = 12.027 kg Biogas/hari = 546,7 kg Biogas/jam. Berikut

adalah perhitungan sederhana Steam yang dapat dihasilkan Biogas dari POME Boiler PKS 60 ton/jam :

Suhu air masuk = 90 oC

Entalpi air masuk (hin) = 90,05 kkal/kg

Suhu Steam keluar = 260 oC

Entalpi Steam keluar (hout) = 699,42 kkal/kg

Efisiensi Boiler (µ) = 70 %

Heating Value Biogas (No) = 8.169 kkal/kg

Laju Alir Biogas (GBB) = 546,7 kg/jam

Steam yang dihasilkan (G) = (GBB )×No×µ

(h¿−hout )

= (546,7kg / jam )×8.169kkal / kg×0,7(699,42kkal /kg – 90,05kkal /kg)

= 5.130 kg/jam

Kebutuhan Steam PKS = 0,6 ton Steam/ton TBS × 60 ton TBS/jam

= 36.000 kg/jam

Dari perhitungan tersebut diketahui bahwa

Steam yang dihasilkan Biogas POME tidak cukup

untuk mensuplai semua kebutuhan Steam PKS

60 ton/jam, sehingga Biogas tersebut lebih cocok

digunakan sebagai bahan bakar sekunder (co-

firing) pada Steam Boiler dengan terlebih dahulu

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 5

melakukan modifikasi Steam Boiler yang akan digunakan (penambahan Instalasi Biogas Burner –

seperti gambar di samping).

- Kesimpulan/Harapan

Selain menjanjikan nilai tambah yang tinggi bagi Perusahaan, pemanfaatan Biogas dari POME juga

menjanjikan kelestarian lingkungan, peningkatan wawasan, penguasaan teknologi dan berbagai

dampak positif lainnya bagi masyarakat Indonesia. Semoga ke depannya, hal tersebut bisa terlaksana

dengan baik. Amin.

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 6

Biografi Singkat Penulis

Muhammad Ekki Chahyaditha, ST. lahir di Kisaran, 25 Desember 1987. Pada

awal tahun 2011 menyelesaikan studi Sarjana S – 1 di Universitas Sumatera

Utara dengan program studi Teknik Kimia. Selain aktif di beberapa kegiatan

ekstrakurikuler kampus, semasa kuliah pemuda penggemar musik ini juga

memiliki pengalaman sebagai Asisten Laboratorium Kimia Fisika USU (2007-

2009) dan Asisten Laboratorium Proses Industri Kimia USU (2009-2010).

Ketertarikan dan kepeduliannya di bidang Energi Baru Terbarukan memberikan

motivasi tersendiri baginya untuk mengikuti seleksi penerimaan Calon Karyawan

Pimpinan di salah satu BUMN Perkebunan tahun 2012, karena Badan Usaha

Milik Negara tersebut memiliki rencana pembangunan Mega Proyek Kawasan Industri Sei Mangkei yang

mencantumkan pembangunan beberapa Pabrik Energi Baru Terbarukan seperti Biogas, Biodiesel dan

Bioetanol.

Saat ini beliau sedang menjalani masa orientasi jabatan (d/p Asisten Pengolahan) di salah satu Pabrik Kelapa

Sawit BUMN Perkebunan. Dengan harapan tinggi tentang swasembada energi negara Republik Indonesia,

tulisan sederhana ini dibuat sebagai kontribusi awal beliau terhadap kesuksesan Indonesia dalam mengelola

Energi Baru Terbarukan di masa yang akan datang. Amin Ya Rabbal Alamin.

BIOGAS, ENERGI POTENSIAL YANG BELUM TERMANFAATKAN DARI PABRIK KELAPA SAWITMuhammad Ekki Chahyaditha, ST.

Halaman | 7