Potensi Reduksi Gas Rumah Kaca Melalui Produksi Biochar Dengan Kompor Gasifikasi - Pirolisis Skala Rumah Tangga

Abstract

Gas Rumah Kaca (GRK) penyebab terjadinya pemanasan global khususnya CO2 telah mencapai ambang 400 ppm dan masih terus menunjukkan tren meningkat. Diperlukan langkah-langkah bukan hanya bagaimana mengurangi emisi GRK saja tetapi juga bagaimana menurunkan emisi yang sudah terlanjur tinggi tersebut. Dalam konsep biochar lestari, biochar dapat menjadi salah satu solusi permasalahan tersebut. Biochar yang diproduksi dari biomassa melalui proses pirolisis memiliki kestabilan jika diaplikasikan sebagai pembenah tanah, dapat berfungsi juga sebagai penyimpan karbon dan dapat meningkatkan produktifitas pertanian. Pada saat produksi biochar dapat dihasilkan surplus energi termal yang dapat dipakai untuk berbagai aplikasi. Ketiga potensi biochar ini dikenal sebagai triple wins of biochar. Rancang bangun kompor gasifikasi pirolisis yang dilakukan, didesain untuk menghasilkan biochar dan energi untuk memasak dengan efisien. Kompor terdiri dari dua bagian ruang, yaitu ruang bakar yang menghasilkan panas aktivasi untuk proses pirolisis dan energi untuk memasak, dan ruang pirolisis yang menghasilkan biochar dan volatile matter. Volatile matter yang dihasilkan dalam ruang pirolisis diumpanbalikkan ke ruang bakar menggantikan bahan bakar biomassa di ruang bakar secara bertahap dalam menghasilkan energi, untuk memasak dan menjaga proses pirolisis kontinyu. Hasil uji kinerja: proses autothermal berjalan dengan baik sampai dihasilkan produk biochar. Efisiensi termal dari kompor adalah 11,3% sebelum pirolisis dan 14,72% setelah pirolisis, tidak termasuk panas untuk menghasilkan biochar dan menjaga proses pirolisis terus berlangsung. Waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan air 5 L adalah 12 menit sebelum pirolisis dan 6 menit setelah pirolisis. Output daya berkisar dari 9,60 - 23,16 kW. Suhu maksimum mencapai 868 °C pada titik panci, 860 °C di ruang bakar dan 579 oC di ruang pirolisis,. Kapasitas biomassa input tergantung pada jenis bahan baku mulai dari 1200 - 3000 g/proses, menghasilkan 507-900 g biochar/proses. Emisi gas CO < 25 ppm sebelum pirolisis dan <18 ppm setelah pirolisis. Semua kondisi maksimum tercapai setelah terjadi proses pirolisis, menunjukkan bahwa pembakaran volatile matter lebih baik dari pembakaran biomassa secara langsung. Output biochar yang dihasilkan oleh kompor gasifikasi pirolisis selanjutnya diuji untuk mendapatkan karakteristik dari biochar tersebut terkait dengan aplikasi sebagai pembenah tanah dan untuk menghitung potensi reduksi emisi GRK secara langsung. Hasil uji laboratorium biochar memiliki pH 9,68-10,29, memiliki diameter pori 5,28 – 87,80 μm dan luas permukaan 37,82 - 216,90 m2/g. Hal ini menunjukkan bahwa biochar berpotensi digunakan sebagai pembenah tanah untuk aplikasi dalam bidang pertanian. Kandungan karbon yang stabil 68,17-81,37%, rasio molar O:C 0,13 – 0,45 dan jumlah biochar yang dihasikan sebelumnya merupakan parameter penting dalam menghitung potensi reduksi GRK. Dengan mengunakan parameter-parameter tersebut maka diperoleh potensi rata-rata reduksi langsung GHG adalah 2,05 kg CO2e/proses memasak atau 2,21 ton CO2e/kompor/ tahun. Jika diaplikasikan skala nasional pada 10% desa di Indonesasia dengan tiaptiap desa 30 kompor gasifikasi pirolisis berpotensi mereduksi 20% target reduksi GRK bidang pertanian (PP 61/2011) jika dimulai tahun 2017 hingga 2020. Hasil analisis mengunakan pendekatan narasi, aktor/jaringan, dan politik/kepentingan, diperoleh bahwa inti narasi pro biochar adalah triple wins of biochar yaitu aplikasi biochar menguntungkan bagi pertanian, energi dan lingkungan khususnya reduksi GRK. Terdapat kontra narasi tetapi penelitian ini melihat kontra narasi tersebut tidak kuat karena kebanyakan dibangun hanya berdasarkan asumsi dan kekuatiran semata. Terdapat aktor dan jaringan" internasional dan national/lokal sesuai narasi yang dimiliki. Untuk lingkup nasional aktor dan jaringan pro biochar adalah lembaga-lembaga penelitian dan universitas, sedangkan aktor dan jaringan kontra biochar adalah aliansi dari jaringan kontra biochar internasional. Politik dan kepentingan yang diperebutkan/dipermasalahkan terkait potensi aplikasi biomassa untuk biochar atau bioenergi, pasar karbon geoengineering atau CCS dan aplikasi biochar atau kompos. Ruang kebijakan untuk memasukan biochar sebagai pereduksi GRK di Indonesia adalah besar/mudah didukung pemerintah karena teknologinya dapat dikembangkan mengunakan produksi dalam negeri serta dapat memberikan keuntungan pada daerah-daerah pedesaan. Untuk kepentingan nasional berpotensi besar bagi pemenuhan kebutuhan energi terbarukan (pedesaan), pertanian dan lingkungan serta perkembangan dunia internasional semakin bergerak untuk memanfaatkan aplikasi biochar. Hasil penelitian ini memperkuat dan mendukung narasi pro biochar.