Potensi Energi Pelepah Sawit di Indonesia

                 POTENSI ENERGI PELEPAH SAWIT DI INDONESIA

Dr. Ir. Hamzah Lubis, M.Si

Ketua Pusat Kajian Energi Terbarukan Institut Teknologi Medan-Indonesia

Anggota Dewan Daerah Perubahan Iklim Provinsi Sumatera Utara-Indonesia

Walman Komaro Sihombing,ST

Jurusan Teknik Mesin, Insitut Teknologi Medan-Indonesia

                                                                 Abstract

Dewan Energi Dunia, menempat posisi ketahanan energi nasional peringkat ke-29 tahun 2010, peringkat ke-47 tahun 2011 dan menjadi peringkat ke-67 tahun 2014. Indonesia menjadi net importer minyak sebesar 60 persen kebutuhan BBM. Pada sisi lain, Indonesia memiliki potensi energi terbarukan  termasuk didalamnya biomassa sebesar 800 gigawatt,  baru digunakan  sekitar 1 persen. Untuk itu, pemerintah telah menetapkan kebijakan energi nasional, pemakaian energi baru terbarukan  sebesar 23 persen pada tahun 2025.

Indonesia, memiliki banyak jenis energi terbarukan biomassa, diantaranya adalah energi biomassa  pelepah kelapa sawit. Analisa edengan menggunakan pengujian bom kalorimeter di laboratorium Teknik Mesin Institutut Teknologi Medan.  Hasil penelitian diperoleh nilai bakar (heating value) tertinggi rata-rata 4.454,145 kCal/kg dan nilai bakar terendah rata-rata 4.454,145 kCal/kg. Potensi energi pelepah sawit 685,288462 Tera-Cal setara dengan 77.295.731.600 liter solar per tahun.

Kata Kunci: 1. Energi pelepah sawit 2. Potensi energi  3. Energi terbarukan

Pendahuluan

Dulu, Indonesia adalah negara besar di bidang energi. Bukan hanya ketahanan energinya sangat tangguh, Indonesia menjadai negara pengimpor minyak.  Indonesia dipercaya menjadi ketua negera-negara penghasil minyak dunia (OPEC). Sekarang, ketahanan energinya dipertanyakan.  Indonesia  menjadi negara pengimpor minyak. Kenaikan harga minyak dunia, bukan hanya membuat ketar-ketir keuangan negara, tapi membuat masyarakat kecil kebelingsatan.

Bangsa Indonesia masih terlena  dengan anggapan bahwa negara ini akan minyak bumi. Padahal cadangan minyak bumi Indonesia hanya 0,2 persen dari cadangan minyak dunia dan hanya cukup untuk kurun 11 tahun. Dewan Energi Dunia, menempat posisi ketahanan energi nasional peringkat ke-29 tahun 2010, peringkat ke-47 tahun 2011 dan menjadi peringkat ke-67 tahun 2014. Indonesia menjadi net importer minyak sebesar 60 persen kebutuhan BBM. Apabila hal ini terus berlanjut, pada tahun 2018 Indonesia akan menjadi negara pengimpor BBM nomor satu di dunia. Solusinya   adalah pengembangan energi terbarukan, seperti energi biomassa, nabati, energi panas bumi, gas alam, air dan angin.

Oleh karena itu, pemerintah telah menetapkan kebijakan energeri terbarukan melalui Peraturan Pemerintah Nomor 79 tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional dan dokumen RUEN.  Dewan Energi Nasional (DEN) telah mengesahkan Rencana Umum Energi Nasional, 22 Juni 2016 lalu.  Salah satu isi butir RUEN adalah: Pengembangan energi  baru terbarukan23 persen pada tahun 2025 harus dicapai. (Dewan Energi,2016).

Pada sisi lain, Indonesia memiliki berlimpah energi terbarukan. Data Komisi Energi Nasional, potensi energi  terbarukan Indonesia mencapai 800 gigawatt,  baru digunakan  sekitar 1 persen. Energi terbarukan tersebut, diantaranya potensi panas bumi 16.502 MW dimanfaatkan 1.341 MW, potensi energi hidro 75.000 MW dimanfaatkan 7.059 MW, potensi mini-mikrohidro 769,7 MW dimanfaatkan 512 MW, potensi angin 3-6 meter/detik  (950 GW) dimanafaatkan  1,33 MW, potensi energi matahari 4,8 kWh/m²/hari (112 GW Peak) dimanfaatkan 452,78 MW,  potensi gas metana batubara 453 MW, potensi gas batuan serpih/ shale gas 574 TSCF, panas bumi (28,8 GW) dan  energi arus laut (60GW). Potensi biomassa di Indonesia, 32.654 MW, namun baru 5,2 persen yang digunakan (Yuni,2016).

Studi Kepustakaan

Biomassa adalah bahan biologis yang berasal dari organisme yang belum lama mati (dibanding bahan bakar fosil). Misalnya bahan bakar berasal dari kayu (kayu, serasah, serbuk kayu, arang kayu, briket kayu), limbah kelapa sawit (cangkang, serabut, pelepah), ampas tebu, bambu, ilalang dan lainnya. Indonesia telah memanfaatkan biomassa untuk sumber energi. Pembangkit listrik biomassa telah beroperasi di Jawa, Sumatera, Bali, Kalimantan, Nusa Tenggara, Sulawesi dan Maluku.

Biomassa ampas tebu di pabrik gula Pesantren Baru, Kediri (3 MW), Pabrik Gula Ngadirejo (Kediri) 20 MW, Pabrik Gula Tjukir (Jombang) 10 MW dan Pabrik Gula Gemplkrep (Mojokerto) 20 MW. Biomassa kayu di Arut Utara, Kabupaten Waringin Barat (10 MW), biomassa serbuk kayu  untuk briket kapasitas 36.000 ton/tahun (5MW).  Biomassa kelapa sawit (cangkang dan serabut) di Sumatera Utara (7 MW), Kalimantan Timur (6 MW) dan Kalimantan Selatan (10 MW).

 Pemanfaatan biomassa limbah kelapa sawit untuk pembangkit energi listrik di pabrik kelapa sawit sudah lama dilakukan. Pada umumnya, memanfaatkan cangkang dan serabut sebagai bahan bakar dapur ketel uap. Padahal, cangkang dan serabut adalah bagian kecil dari limbah kelapa sawit. Misalnya,  pelepah sawit yang masih jarang digunakan sebagai bahan bakar.

Nilai kelapa sawit, tidak hanya dihitung berdasarkan nilai pasar (market value) yang dhitung berdasarkan harga crude palm oil (CPO), dapat dihitung berdasarkan nilai  ekologi (ecology value) diantaranya dapat menyerap CO₂ 251,9 ton dan menyumbangkan  oksigen (O₂) 183,2 ton per hektar per tahun atau berdasarkan nilai kegunaan (value in use) misalnya pemanfaatan pelepah kelapa sawit untuk pembangkit energi.

       Indonesian Oil Palm Research Institute (2015), memproduksi bibit kelapa sawit yang memiliki ciri-ciri yang berbeda termasuk pelapahnya. Kelapa sawit dapat menghasilkan 22 pelepah per tahun dengan berat pelepah kering antara 5-7 kg/pelepah. Berat pelepah per hekta are menurut Dwi (2013) mencapai 8 ton sedangkan menurut Arif (2015) 6,2 ton per hektar. Nilai bakar  pelepah kelapa sawit 3,678 kJ/kg - 3,745 kJ/kg  dengan rata-rata 3.754 kKal/kg (Arif, 2015). Pelepah sawit dapat diolah menjadi beriket arang pelepah sawit dengan nilai panas 3.650 kKal/kg (Dwi, 2013).

        Pelepah sawit ketika dibakar akan menghasilkan panas, sebesar  E=m.c². Energi panas dapat dinyatakan dalam nilai kalor atas (Highest Heating Value, HHV) dan nilai kalor bahwa (Lowest Heating Value-LHV). Nilai kalor dapat diperoleh dengan analisis ultimasi dan analisis proksimasi. Nilai bakar tertinggi (HHV) berdasarkan analisis ultimasi adalah :

HHV = 33.950 C + 144.200 (H2 – O2/8) + 9.400 S   (kJ/kg). Nilai pembakaran terendah berdasarkan analisis proksimasi adalah LHV = HHV -2400 (M + 9 H2). (Archie, 1989). Nilai bakar atas dihitung menggunakan bom kalorimeter, dengan  rumus:

HHV = (T2 – T1 – Tup) x cv........ (kj/kg)

dimana: T1 = suhu air pendingin sebeluk dinyalakan (C), T2 = suhu air pendingin setelah dinyalakan (C), Tup= kenaikan suhu kawat penyala = 0,05C dan cv =  panas jenis alat (73.529,6 Kj/kg.C)

Methodologi

         Nilai bakar atas pelepah kelapa sawit dhitung menggunakan bom kalorimeter pada Laboratorium Fenomena, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Medan, dengan persamaan: HHV = (T₂ – T₁ – T _kp) x cv (kJ/kg). LHV dihitung dengan persamaan: LHV= HHV – 3.240 (kJ/kj).

        Ultimate Analysis dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Medan. Nilai HHV berdasarkan rumus Dulong, dengan persamaan: HHV= 33.950C + 144.200 (H₂-O₂/8) + 9400 S (kJ/kg). LHV dihitung dengan persamaan: LHV=HHV – 2400 (H₂O + 9 H₂) (Farel, 2006). Data luasan perkebunan kelapa sawit 2001-2015 dari Indonesian Palm Oil Statistics (BPS,2001-2015).

Hasil penelitian

1.    Nilai bakar (heating value)

Nilai bakar pelepah kepala sawit dhitung berdasarkan berdasarkan proximate analysis dan ultimate analisis. Pengujian proximate dilakukan dengan 5 pengulangan. Suhu air pendingin sebelum dinyalakan (T₁) dan  suhu air pendingin sesudah dinyalakan (T₂) disajikan pada tabel-1.

Dengan mengunakan rumus HHV=(T₂ – T₂ – T_kp) x cv dan LHV=HHV – 3.240,  HHV dan LHV,   disajikan pada grafik-1.

     Grafic-1. Heating value HHV-LHV

Hasil ultimate analysis di di Laboratorium Kimia Dasar ITM, dengan pengulangan 4 (empat) kali, diperoleh komposisi kimia rata-rata pelepah sawit:  karbon (C) 34,60%, hidrogen (H₂) 4,63%, nitrogen (N2) 23,78%, oksigen (O₂) 30,18%, sulfur (S) 0,60%, air (H₂O) 2,20%  dan ash (A) 4,01%.    

HHV Dulong, diperolah: HHV= 33.950 C + 144.200 (H2-O2/8) + 9400 S.

HHV= (33.950 x 0,346) + [144.200 {0,0463- (0,3018/8)}] + (9400x 0,006). 

HHV= 13.039,615 kJ/kg, atau 3.113,86 kKal/kg

         LHV  pelepah sawit =HHV – 2400 (H2O + 9 H2).   LHV= 13.039,615 – 2400 {0,022+ (9 x 0,0463)}.   LHV= 11.986,735 kJ/kg atau 2.862,43 kKal/kg.

Dari data ini, diperoleh HHV berdasarkan proximate analysis 5.794,43 kKal/kg  sedangkan HHV ultimate analysis 3.113,86 kKal/kg  dengan rata-rata HHV = 4.454,145 kKal/kg.

        LHV proximate analysis 5.020,72 kKal/kg sedangkan LHV ultimate analysis 2.862,43 kKal/kg dengan nilai LHV rata-rata = 3.941,575 kKal/kg.

         Nilai bakar pelepah kelapa sawit ini, tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian Arif (2015) antara 3,678-3,745 kKal/ kg dengan nilai kalor rata-rata 3.754 kKal/kg dan Petir (2014) sebesar 3.477,67 kKal/kg.

1.      Potensi energi pelepah sawit

Data luasan perkebunan  kelapa sawit 2001-2015  dari Indonesian Palm Oil Statistics.  Luasan perkebunan  kelapa sawit disajikan pada grafik-2.

Grafic-2. Luas Kebun  Sawit

Dengan mengambil kepadatan tanam minimal  130 pohon per hekta are, jumlah pelepah 20 pelepah per tahun, berat pelepah kering 5 kg/pelepah, maka berat pelepah kering per hekta are per tahun 13.000 kg/ha/tahun. Menurut Arif (2015) produksi pelepah sawit per hekta are mencapai 6,2 ton dan menurut Dwi (2013) mencapai 8 ton. Dengan mengambil nilai highest heating value  (HHV) rata-rata sebesar 4.454,145 kKal/kg, maka nilai kalor pelepah kelapa sawit per hekta are per tahun sebesar 57.903.885 kKal.

Dengan mengalikan nilai kalor pelepah sawit dengan luasan kebun kelapa sawit per tahunnya, maka diperoleh potensi  energi pelepah kelapa sawit. Potensi  energi pelepah kelapa sawit disajikan pada grafik-3.

Grafic-3. Potensi Energi Pelepah

         Potensi eneri dari pelepah sawit dari perkebunan pemerintah pada tahun 2001 sebesar 36,5379553 T Cal dan tahun 2015 mencapai 46,0874733 T Cal. Dengan mengambil HHV minyak bensin 44.750 kJ/kg dan berat jenis 0,83 maka energi pelepah sawit dari perkebunan negara setara dengan 234.913.205 liter sampai 5.196.099.330 liter bahan bakar minyak solar.

        Demikian pula potensi nilai energi pelepah sawit dari perkebunan masyarakat kecil sebesar 93,5118215 T Cal (2001) dan 283,943579 T Cal (2015) setara dengan 10.542.923.700 liter sampai 32.013.010.000 liter  bahan bakar minyak solar.

           Potensi energi pelepah sawit yang disuplai perkebunan swasta tahun 2001 (152,303172 T Cal) dan tahun 2015 (355,557413 T Cal), setara dengan 17.171.312.500 liter sampai 40.087.067.100 liter bahan bakar bensin.

         Potensi energi pelepah sawit nasional sebesar 282,352829 T Cal (2001) dan mencapai 685,288462 T Cal (2015), setara dengan 31.833.668.400 liter sampai 77.295.731.600 liter bahan bakar solar per tahun.

Kesimpulan

1. Nilai bakar (heating value) HHV rata-rata berdasarkan proximate analysis 5.794,43 kKal/kg  sedangkan HHV ultimate analysis 3.113,86 kKal/kg  dengan rata-rata HHV = 4.454,145 kKal/kg. LHV proximate analysis 5.020,72 kKal/kg sedangkan LHV ultimate analysis 2.862,43 kKal/kg dengan nilai LHV rata-rata = 3.941,575 kKal/kg.     

2. Potensi energi pelepah sawit terbesar dari perkebunan swasta sebesar 355,557413 T Cal setara 40.087.067.100 liter bahan bakar solar, diikuti perkebunan masyarakat kecil 283,943579 T Cal setara 32.013.010.000 liter  solar dan perkebunan pemerintah sebesar 46,0874733 T Cal setara 40.087.067.100 liter solar. Potensi energi pelepah sawit nasional sebesar 685,288462 T Cal setara dengan 77.295.731.600 liter bahan bakar solar per tahun.

Daftar Pustaka

Arif Rahman Saleh.2015. Kajian Kelayakan Pemanfatan Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Bahan Bakar PLTU Sekala Kecil Kapasitas 45 KW. Jurnal Aplikasi Teknologi ,Volume 7 No.1 tahun 2015 Fakultas Teknik Universitas Pasir Pengaraian, Riau

Archie W.Culp.Jr dan Darwin Sitompul.1989. Prinsip-Prinsip Konversi Energi. Jakarta: Erlangga

Anonim. Krisis Energi: Cadangan Minyak Bumi Tinggal 11 Tahun, Kompas, o.112/50/12/ 10/2014/15/5-7

Anonim. Dewan Energi: RI Tak Mundur soal Energei Terbarukan, Kompas No.346/51/23/6/2016/19/1-3

Badan Pusat Statistik, Indonesian Palm Oil Statistik, Badan Pusat Statistik, Jakarta 2001-2015

Dwi Setyaningsih,  Energi dari Limbah Pelepah Sawit. Majalah Sains Indonesia, edisi 3 Maret   2013 hal 16-17

Farel H. Napitupulu.2006. Pengaruh Nilai Kalor (Heating Value) Suatu Bahan Bakar Terhadap Perencanaan Volume Ruang Bakar Ketel Uap Berdasarkan Metoda Penentuan Nilai kalor Bahan Bakar Yang Dipergunakan. Jurnal Sistem Teknik Industri, Volume 7  Nomor 1,  Januari 2006

Hamzah Lubis.2015. Environmental Accounting Sumberdaya Hutan. Majalah Dandapala Mahkamah Agung-RI,   Jakarta, No.4  edisi Juni 2015, Hal.4 Kol. 24-25.

Indonesian Oil Palm Research Institute (2015), Bahan Tanaman Kelapa Sawit Unggul. Indonesian Oil  Palm research Institute, Medan-Indonesia

Monang Butar-Butar dan Mulfi Hazwi.2014. Pengaruh Variasi Penambahan Alkohol 90 Persen Pada Bensin Terhadap Unjuk Kerja Motor Otto. Jurnal e-Dinamis, Volume 10 No. 2 September 2014

Petir Papilo. 2014. Briket Pelepah Kelapa Sawit sebagai Sumber Energi Alternatif yang Bernilai Ekonomis dan Ramah Lingkungan. Jurnal Sains, Teknologi dan Industri UIN-Suska, Vol. 9 No.2 tahun 2014, Pekanbaru-Riau

Sudirman Said. Energi, Kemitraan Global dan Kita. Hr. Kompas No.178  Thn.51 Tgl.30 Desember 2015, Hal.7, Kol.4-7

Yuni Ikawati. Energi Terbarukan: Memanen Listrik dari Lahan Terlantar. Hr. Kompas No.297  Thn.51 Tgl. 2 Mei 2016  , Hal.4, Kol.1-6

  

*Makalah Dr.Ir. Hamzah Lubis, SH.M.Si berjudul: :Potensi Energi Pelepah Sawit Indonesia" dibacakan pada   Seminar Nasional Peningkatan Sumberdaya Manusia dan Industri Berbasis Universitas Riset, Fakultas Tekniknik Universitas Islam Sumatera Utara, Medan, 26-29 April 2017