Pada saat ini, Indonesia sedang mengalami permintaan energi yang terus-menerus meningkat serta bersamaan dengan itu harga bahan bakar fosil juga semakin tinggi dan pasokan energi tidak terbarukan menurun.
Oleh karena itu, perlu adanya upaya untuk membuat dan mengembangkan jenis energi terbarukan seperti penggunaan biomassa.
Hal ini dapat dilihat juga dari adanya banyak potensi limbah-limbah di Indonesia seperti limbah sayuran, limbah makanan, tandan kosong kelapa sawit, kayu, limbah industri, dan lain-lain yang dapat diolah kembali sehingga tidak ada limbah yang terbuang begitu saja dan dapat dikembangkan menjadi suatu energi alternatif terbarukan.
Baca Juga: Pemanfaatan Energi Solar Sel pada Sistem Pemompaan dan Penerangan Bagi Kelompok Tani Kampung Daun
Anaerobic digestion (AD) merupakan proses biologis kompleks yang terjadi di lingkungan tanpa oksigen, di mana mikroorganisme menguraikan bahan organik menjadi gas metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2).
Proses ini tidak hanya menghasilkan biogas sebagai sumber energi terbarukan, tetapi juga mengurangi limbah organik dan menghasilkan residu yang kaya nutrisi. Pemodelan dan estimasi karbon, energi, dan nutrisi dalam AD menjadi penting untuk mengoptimalkan efisiensi proses ini.
Pemodelan AD memungkinkan estimasi karbon yang diubah menjadi biogas, terutama metana. Estimasi ini penting untuk mengevaluasi potensi energi terbarukan yang dihasilkan oleh proses AD.
Metana memiliki potensi pemanasan global yang jauh lebih tinggi daripada karbon dioksida, sehingga penilaian yang akurat terhadap produksi metana dari AD sangat penting dalam mengurangi emisi gas rumah kaca.
Estimasi energi menjadi komponen penting dalam pemodelan AD. Dengan memperkirakan jumlah biogas yang dihasilkan, kita dapat menghitung potensi energi yang dapat diekstraksi dan digunakan untuk pembangkit listrik atau penggunaan panas.
Selain itu, pemodelan AD membantu dalam estimasi ketersediaan nutrisi dalam residu AD yang dapat digunakan sebagai pupuk organik. Residu AD kaya akan nutrisi seperti nitrogen, fosfor, dan kalium yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Estimasi ini memainkan peran penting dalam pertanian berkelanjutan.
Dalam melakukan analisis ini, diperlukan pemodelan terlebih dahulu salah satunya menggunakan software AD Tools (Anaerobic Digestion Assessment Tool).
Sebelum dilakukannya pemodelan, disiapkan skenario-skenario yang sudah dirancang dan disesuaikan dengan penggunaan digester berbahan (concrete atau steel), sistem (simple atau complex), serta unit (Combine Heat and Power (CHP) atau Biogas Upgrading (BU)).
Hal ini perlu diperhatikan karena berpengaruh ketika melakukan pengolahan data pada software AD Tools. Pada software ini diperlukan input berupa hasil data penelitian yang sudah dilakukan pada produk tertentu.
Setelah data di-input, akan diperoleh output yaitu data summary energy balance serta summary emission balance.
Baca Juga: Kompetisi Esai Hukum Energi dan Pertambangan 2020
Hasil yang diperoleh, nantinya perlu diolah kembali menggunakan Microsoft Excel untuk mendapatkan hasil yang sudah disesuaikan dengan rumus yang ada sehingga dapat ditemukan perlakuan mana yang dapat digunakan atau diaplikasikan pada area yang membutuhkan hal tersebut atau disebut juga sebagai perlakuan terbaik dari beberapa skenario yang ada.
Berdasarkan hasil pengolahan melalui software AD Tools dan Excel, akan didapatkan nilai energy balance dan total emissions. Selanjutnya dicari nilai nutrient savings di mana digunakan untuk melihat adanya potensi pada produk atau digestate tersebut dapat digunakan untuk menjadi pengganti pupuk kimia.
Hal ini dapat dilihat dari kandungan Nitrogen (N), Fosfor (P), dan Kalium (K) tertinggi di mana nilainya dalam bentuk persen. Perhitungan nutrient savings ini dilakukan menggunakan input data energy balance dan total emission savings serta nilai N, P, dan K dari software AD Tools.
Apabila hasil sudah diperoleh, dapat dilakukan pemilihan perlakuan terbaik atau yang sesuai untuk diterapkan pada area yang membutuhkan pengurangan emisi di mana dilihat dari nilai energy balance tertinggi, total emission savings tertinggi dan nutrient savings tertinggi.
Penulis: Maria Angelia
Mahasiswa Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya
Editor: Ika Ayuni Lestari
Bahasa: Rahmat Al Kafi
Daftar Pustaka
Giaccherini F, Munz G, Dockhorn T, Lubello C, Rosso D. 2017. Carbon and energy footprint analysis of tannery wastewater treatment: a global overview. Water Resources and Industry 17(1) :43-52. https://doi.org/10.1016/j.wri.2017.03.001
Hidayat N, Suhartini S, Utami RN, Pangestuti MB. 2020. Anaerobic digestion of fungally pre-treated oil palm empty fruit bunches: energy and carbon emission footprint. InIOP Conference Series: Earth and Environmental Science 524(1): p. 012019. IOP Publishing.
Suhartini, S., Nurika, I., Paul, R. Melville, L. 2020. Estimation of biogas production and the emission savings from anaerobic digestion of fruit-based agro-industrial waste and agricultural crops residues. Bioenerg. Res 14: 844–859. https://doi.org/10.1007/s12155-020-10209-5
