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
– Tkp) 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