Potensi Limbah Jerami Padi sebagai Sumber Energi Terbarukan

Indonesia memiliki kebutuhan energi yang besar. Pada tahun 2021, total kebutuhan energi di Indonesia adalah sebesar 6.381.171 TJ dengan persentase kebutuhan industri sebesar 37,0%; transportasi sebesar 33,7%; rumah tangga sebesar 19,5%; kebutuhan komersial dan publik sebesar 4,1%; agrikultur sebesar 0,7%; kebutuhan non-energi sebesar 4,6%; dan lain-lain sebesar 0,3%. Pemenuhan kebutuhan ini didukung dengan produksi energi, di mana sumber energi tertinggi di Indonesia berasal dari batu bara dengan total produksi batu bara sebesar 67,0% dari total produksi energi di Indonesia, diikuti dengan gas alam sebesar 11,4%; minyak bumi mentah sebesar 7,5%; bahan bakar nabati (BBN) sebesar 7,4%; hydro sebesar 0,5%; dan lain-lain (tenaga angin, tenaga surya, dll.) sebesar 6,1% (IEA, 2024). Adanya selisih produksi dan konsumsi yang besar pada sumber energi bahan bakar minyak mendukung tingginya aktivitas impor minyak metah dan pengembangan BBN. Menurut Energy Institute, pada tahun 2022, Indonesia merupakan negara penghasil BBN terbesar ketiga di dunia, dengan total produksi sebesar 174.000 barel setara minyak per hari (Muhamad, N., 2023). 

Saat ini, produksi BBN di Indonesia didominasi oleh bahan bakar yang berasal dari minyak kelapa sawit. Meskipun BBN yang berasal dari minyak kelapa sawit ini akan menghasilkan emisi yang lebih rendah dibandingkan minyak bumi, tingkat emisi CO₂ yang dihasilkan dari proses deforestasi dan drainase lahan gambut, hasil proses pembukaan lahan kelapa sawit, sangat tinggi (Miettinen, et al.,2012; Kharina, et al., 2016). Emisi yang dihasilkan dari proses pre-produksi ini mendukung opsi pemenuhan BBN dari sumber biomassa lain yang lebih ramah lingkungan.

Limbah tanaman pangan merupakan salah satu potensi sumber biomassa yang besar di Indonesia. Total limbah tanaman pangan di Indonesia dapat mencapai 115,73 juta ton per tahun dengan total potensi energi bruto sebesar 1596,12 PJ/ tahun. Secara umum limbah tanaman pangan dibagi menjadi dua, yaitu limbah primer yang berasal dari proses pemanenan dan limbah sekunder yang berasal dari proses pasca-pemanenan. Limbah tanaman pangan dengan potensi energi terbesar adalah limbah tanaman padi. Limbah primer dari tanaman padi adalah limbah jerami dan limbah sekunder yang dihasilkan adalah sekam padi. Dari kedua jenis limbah tersebut, limbah jerami padi menyumbang total 81,51 juta ton limbah/tahun dengan rasio limbah terhadap produksi beras sebesar 149,8%. Potensi limbah yang besar ini juga didukung oleh potensi energi bruto sebesar 1047,78 PJ/tahun atau sekitar 65,7% dari total potensi energi bruto total yang berasal dari tanaman pangan (Surono, et al., 2023).  

Baca juga : Indonesia Vs Australia, Garuda Muda Siap Terkam Kanguru

Potensi energi yang besar ini akan menjadi sumber BBN yang sangat baik. BBN yang berasal dari biomassa pertanian dapat menurunkan 40% total emisi karbon elemental dibandingan dengan proses pembakaran langsung di udara terbuka (Phairuang et al., 2019). Pemanfaatan biomassa, terutama limbah jerami padi sebagai limbah tanaman pangan terbesar, dapat memberikan dua keuntungan utama yaitu sumber energi yang lebih ramah lingkungan dan pengelolaan limbah pertanian yang dapat mencemari tanah dan perairan. 

Skema pengelolaan limbah jerami padi untuk memproduksi BBN dan menciptakan aktivitas ekonomi sirkular di sektor pertanian terbagi menjadi tiga tahapan utama, yaitu proses pengolahan limbah jerami menjadi biogas dengan proses disgestasi anaerobik, proses pengembangan biogas menjadi biomethane dan biofuel serta sumber energi listrik, dan pemanfaatan residu padat dan cair sebagai bahan pupuk ramah lingkungan. Proses pengelolaan ini sudah diaplikasikan di negara China sebagai proses pengelolaan limbah jerami terpadu sebagai opsi penghasil energi bersih dan pengelolaan limbah pertanian (Alengebawy et al., 2023). 

Proses pengolahan limbah jerami padi yang utama dilakukan dengan beberapa tahapan. Pertama-tama, limbah jerami padi diproses pada proses pre-treatment dengan menggunakan larutan asam dan air suhu tinggi (Chan et al., 2019). Proses pre-treatment ini dipilih karena untuk mengurangi kandungan abu yang tinggi pada limbah jerami. Kandungan abu limbah jerami relatif tinggi jika dibandingkan biomassa lain dan dapat menimbulkan kerugian karena akan mengurangi reaktivitas pada proses pembakaran arang yang akan menghambat difusi oksigen ke dalam bahan bakar. Selain itu, kadar abu yang tinggi akan menimbulkan fouling dan slagging pada permukaan heat exchanger (Jayanti et al, 2007; Tripathi et al., 2022; Surono, et al., 2023).

Baca juga : Kapolri Pastikan Semua Pihak Bersinergi Beri Layanan Terbaik Arus Balik Lebaran

Proses selanjutnya adalah proses disgestasi anaerobik, yang akan menghasilkan produk berupa biogas dan hasil disgestasi. Biogas ini merupakan sumber energi terbarukan yang akan diproses lebih lanjut untuk menghasilkan biomethane, listrik, panas, dan biofuel. Proses pengolahan biogas untuk menjadi sumber panas dengan proses pembakaran dalam boiler. Panas ini akan bermanfaat untuk sumber energi panas berbagai unit dalam pabrik pengolahan limbah jerami dan juga untuk pabrik pembangkit listrik (Parajuli et al., 2014; Kim et al., 2020; Alengebawy et al., 2023). Proses pengolahan lanjut untuk menghasilkan biomethane dapat dilakukan dengan beberapa teknologi seperti pressure swing adsorption, pemisahan dengan membran, dan water scrubbing (Sun et al., 2015), dan terdapat perkembangan teknologi seperti teknologi kriogenik, kompresi, dan distilasi yang mampu untuk mencapai biomethane dengan kemurnian 99% (Florio et al., 2019). 

Proses disgestasi anaerobik akan menghasilkan produk samping berupa hasil disgestasi yang berbentuk seperti pupuk. Hasil ini dapat langsung diaplikasikan pada lahan pertanian, tetapi terdapat beberapa tantangan seperti polusi udara, emisi amonia dan nitrous oxide, resiko eutrofikasi, dan pencemaran tanah karena aplikasi langsung, sehingga diperlukan pengolahan lebih lanjut. Pengolahan lanjut ini dilakukan untuk memproduksi pupuk ramah lingkungan fraksi padat dan fraksi cair. Pupuk fraksi padat dihasilkan melalui proses pengeringan dan pelletizing atau dengan melalui proses pengomposan secara biologis (Karunanithi 2014; Tambone et al., 2017; Nhubu et al., 2020). Sedangkan untuk pupuk fraksi cair dihasilkan dengan proses pemulihan amonia dengan proses ammonia stripping-scrubbing, di mana pemulihan ini dilakukan dengan bantuan asam sulfat (Herrera et al., 2022; Brienza et al., 2021). 

Pengelolaan terpadu limbah jerami padi ini diharapkan dapat menjadi solusi untuk pemenuhan energi bersih, mengurangi emisi yang dihasilkan dari limbah pertanian, dan mendukung aktivitas sirkular ekonomi pada sektor pertanian guna menciptakan proses pengelolaan tanaman padi yang lebih bersih, rendah biaya, dan ramah lingkungan. Pewujudan dari pengelolaan terpadu ini membutuhkan dukungan dari berbagai pihak, seperti pemerintah, investor, peneliti, perusahaan energi, petani, dan masyarakat. Integrasi dari berbagai pihak ini dapat mewujudkan proses pengelolaan yang berkelanjutan dan dapat berguna untuk masa depan sektor pertanian di Indonesia. 

Baca juga : Panglima TNI Ubah Nama KKB Jadi OPM, Berantas Pakai Senjata

Referensi : 

Alengebawy, A., Ran, Y., Ghimire, N., Osman, A. I., & Ai, P. (2023). Rice straw for energy and value-added products in China: a review. Environmental Chemistry Letters, 21(5), 2729-2760.

Iea. (n.d.). Indonesia - countries & regions. IEA. https://www.iea.org/countries/indonesia/energy-mix 

Muhamad, N. (n.d.). Indonesia jadi produsen biofuel terbesar ketiga global pada 2022: Databoks. Pusat Data Ekonomi dan Bisnis Indonesia. https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2023/08/04/indonesia-jadi-produsen-biofuel-terbesar-ketiga-global-pada-2022

Surono, U. B., Subeni, S., Pratama, B. R., Sanjaya, P. S., & Alfarisaputra, J. (2023). The Renewable Energy Potential of Food Crop Wastes in Indonesia. International Journal of Renewable Energy Research (IJRER), 13(2), 707-717.

Yohana Dhira Ipsita
Yohana Dhira Ipsita

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.