Potensi Biomassa Jerami Jagung Berbasis Ekonomi Sirkular di Tuban

"Climate Change” merupakan frasa yang akhir-akhir ini menjadi momok bahasan di seluruh dunia, khususnya Indonesia. Berkaitan dengan hal tersebut, Indonesia memiliki target untuk mencapai net zero emission pada tahun 2060 sebagai upaya menekan perubahan suhu permukaan bumi di bawah 1,5^oC. Penurunan emisi GRK pada tahun 2023 di Indonesia ditopang oleh beberapa faktor pada sektor energi, dan kontribusi terbesar adalah implementasi energi baru terbarukan (EBT) sebesar 51,30 juta ton CO₂e.

Akan tetapi, hal tersebut masih belum mencapai target bauran EBT di Indonesia. Pada tahun 2023 realisasi prosentase EBT ini sebesar 13.l,09 %, masih belum mencapai target sebesar 17,87% (IESR, 2024). Hal tersebut yang menjadi momok pada pembahasan artikel ini mengenai adaptasi green energy yang merujuk pada sirkular ekonomi sehingga dapat mencipatkan sektor agrikultur yang berkelanjutan.

Sektor agrikultur menjadi sektor ketiga terbesar dalam menyumbang kontribusi terbesar pada perekonomian Indonesia setelah industri pengolahan dan perdagangan (Kemenko Perekonomian, 2024). Namun, hal tersebut bukan berarti sektor pertanian di Indonesia tidak menghadapi banyak masalah. Menjadi negara yang beriklim tropis membuat kualitas tanah di Indonesia naik turun akibat curah hujan yang tinggi. Intensitas hujan yang tinggi tersebut berakibat pada terjadinya pencucian kation basa dalam tanah sehingga tanah bereaksi masam (Syofiani, et  al. 2020). Dalam mengatasi tanah masam tersebut, banyak petani yang menggunakan zat berbahan kimia untuk menurunkan tingkat pH, seperti pemberian pupuk Triple Superphosphate (TSP).

Penggunaan fosfat yang berlebih ini dapat memiliki dampak negatif yaitu terjadinya peristiwa ”phosphogeddon”, peristiwa dimana penggunaan fosfat yang tidak terkendali. Peristiwa ini memberikan efek yang buruk, terutama pada kualitas air sekitar yang mengganggu ekosistem sungai karena aliran air yang terkontaminasi fosfat memicu pertumbuhan alga. Pembusukkan alga yang mati memiliki kontribusi pada produksi senyawa metana di atmosfer (Ai. H, et al. 2019). Senyawa ini 80 kali lebih berpotensi memanaskan permukaan bumi dibandingkan dengan CO₂. Oleh karena itu, diperlukan suatu inovasi bagaimana menggantikan ketergantungan tersebut.

Baca juga : Jalankan Bisnis Pertambangan Berkelanjutan, Grup MIND ID Komit Terapkan Ekonomi Sirkular

Berdasarkan penelitian Li. L, et al. (2023), terdapat beberapa bahan yang dapat diolah menjadi biomassa untuk selanjutnya dilakukan proses pirolisis untuk diperoleh biochar, yaitu jerami jagung, switchgrass, dan kayu. Biochar tersebut dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas tanah seperti memperbaiki kadar karbon pada tanah dan juga remediasi tanah yang bersifat masam. Berdasarkan ketiga sumber tersebut, jerami jagung menjadi salah satu bahan yang berpotensial di Indonesia. Menurut databoks.id, Indonesia merupakan negara dengan penghasil jagung terbesar ke-8 di dunia dan kabupaten terbesar penghasil jagung terbesar di Indonesia adalah Tuban dengan produksi sebesar 506.97 ribu ton/tahun (BPS. 2023).

Jerami jagung memiliki manfaat meremediasi kualitas tanah yang bersifat masam karena kandungan garam alkali pada biomassa ini lebih tinggi dibandingkan dengan yang lain. Sebelum dilakukan proses pirolisis, biomassa ini disiapkan lebih lanjut dengan melakukan pengeringan secara natural dilanjutkan dengan menggunakan dryer. Hal tersebut bertujuan untuk menghilangkan kadar air pada biomassa sehingga proses reaksi yang terjadi pada pirolisis dapat berjalan maksimal. Proses pirolisis merupakan proses termokimia yang terjadi tanpa adanya oksigen dalam prosesnya yang melibatkan suhu tinggi yaitu sekitar 300 hingga 850^oC. Sedangkan pada proses ini, digunakan suhu lebih dari 500^oC karena pada suhu tersebut kadar pH dapat diperoleh dengan maksimum, yaitu sekitar 10,10 (Li. L, et al. 2023). 

Salah satu sektor penghasil emisi gas rumah kaca terbesar adalah sektor industri, terlebih pada industri produksi semen (Lamb et al., 2021). Berdasarkan data global, industri semen berkontribusi sebesar 2,4% dari penyumbang emisi CO₂ global. Merujuk pada data tersebut, selain menjadi kabupaten yang kaya akan komoditas jagungnya, Tuban juga menjadi tempat berdirinya pabrik-pabrik, salah satunya adalah pabrik semen. Proses produksi semen dijalankan pada suhu 1.500^oC. Panas dari suhu tersebut ada yang digunakan kembali menjadi heat integration pada proses lainnya dan juga sebagian dibuang melalui cerobong asap dengan suhu sekitar 850^oC. Panas dari cerobong asap pabrik tersebut yang selanjutnya dimanfaatkan panasnya untuk proses pada reaktor pirolisis yang merupakan reaktor fluidized bed.

Gambar 1. Process Flow Diagram Pembuatan Biochar

Pada tahapan pretreatment,  flue gas dari cerobong asap pabrik tersebut disaring dari partikel padatan seperti debu dan partikel padat yang masih terbawa dengan menggunakan gas filter. Lalu, panas yang telah disesuaikan dengan kondisi operasi pada reaktor dengan heat exchanger akan dicampurkan dengan feedstock biomassa corn stover yang telah dilakukan penggilingan hingga berukuran < 3.175 mm. Reaksi pirolisis ini menghasilkan produk berupa biooil dan biochar. Proses ini menggunakan metode slow pirolisis untuk memberikan hasil yang tinggi terhadap biochar. Proses ini menguapkan volatile matters dalam biomassa yang kemudian dikondensasi membentuk bio-oil. Sedangkan padatan yang terkarbonisasi akan membentuk biochar dan ikut terbawa aliran gas kemudian dipungut dalam cyclone. Pemisahan biochar yang merupakan padatan dari uap ini memiliki tingat pemisahan hingga 90%.

Baca juga : Pemprov DKI Optimis Ekonomi Jakarta Terus Tumbuh

Biomassa yang berupa Jerami jagung ini akan bereaksi pada reaktor sehingga kadar lignin, selulosa, dan hemiselulosa akan terpecah. Selain kadar tersebut, pemecahan juga terjadi pada gugus fungsi asam dan membentuk formasi gugus fungsi basis. Suhu yang semakin naik selama proses ini akan memecah ikatan C≡C, C=C dan C=O dan membentuk fungsi aromatis. Gugus fungsi aromatis tersebut yang membuat pH pada biochar dari jerami jagung ini meningkat (Hassan et al., 2020). Tingginya gugus fungsi aromatis pada biochar mengindikasikan rendahnya ratio H/C, rasio hidrogen terhadap carbon. Rendahnya rasio H/C ini menjadi suatu indikasi dari kestabilan suatu biochar sehingga dapat tahan terhadap dekomposisi mikrobial dalam tanah karena memiliki permukaan hidrofobik yang besar.

Gambar 2. Ekonomi sirkular pemanfaatan biomassa jerami jagung menjadi biochar

Tuban merupakan daerah yang memiliki hasil pertanian yang sangat besar dan beragam, terutama jagung. Dengan iklim tropis ini tentu saja Indonesia memiliki curah hujan yang tidak menentu sehingga memberikan efek juga terhadap tanah, entah itu kemasaman tanah yang terlalu tinggi ataupun kekeringan. Sisa hasil panen jagung, jerami jagung, dapat dimanfaatkan kembali untuk kepentingan pertanian itu sendiri dalam menurunkan pH dan juga meningkatkan kesehatan pada tanah karena permukaan hidrofobik yang besar ini mampu menjadi habitat mikroorganisme untuk berkembang biak dalam bentuk biochar.

Proses produksi semen yang menjadi salah satu pabrik yang terdapat di Tuban ini juga memberikan suatu gambaran baru bahwa gas yang dibuang melalui cerobong asap ini masih bisa untuk dimanfaatkan lebih lanjut dalam proses pirolisis untuk memproduksi biochar. Meskipun jerami jagung ini tidak memiliki kemampuan dalam memfiksasi CO₂ sehingga dapat mengurangi kadar karbon dari pabrik semen, pemanfaatan ini dapat memberikan efek panjang yang juga berkontribusi pada pengurangan gas rumah kaca, yaitu metana akibat dari pemanfaatan berlebih dari penggunaan pupuk fosfor.

Baca juga : Menteri Bintang Apresiasi Program Binaan Pertamina Di Sulawesi Selatan

Biomassa yang diperoleh dari jerami jagung (corn stover) ini menjadi suatu inovasi yang dapat diimplementasikan karena membuat hasil dari sisa panen jagung ini tidak dibuang sia-sia dan membentuk ekonomi sirkular yang bermanfaat tidak hanya terhadap perekonomian, tetapi juga terhadap perkembangan sektor agrikultur di Tuban.

Aditya Julian Dwi Cahyo
Mahasiswa UGM

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.