Life Cycle Assessment Pemanfaatan Limbah Organik Sebagai Bahan Bakar Padat Alternatif

Abstract

Ketergantungan penggunaan bahan bakar fosil dalam skala besar menguras cadangan energi dan menimbulkan permasalahan lingkungan akibat meningkatnya emisi zat pencemar seperti SO2, NO2 dan CO2. Untuk mengurangi emisi CO2 dan mitigasi pemanasan global, diperlukan adopsi energi alternatif netral karbon seperti biopelet berbasis biomassa yang dapat menjadi strategi penting dalam mendukung transisi menuju sistem energi yang bersih dan berkelanjutan. Kawasan kampus IPB University sebagai institusi berbasis pertanian dengan luas lahan 267 hektar, menghasilkan limbah biomassa khsusunya ranting dan daun yang cukup besar dan dapat digunakan sebagai sumber energi terbarukan berupa biopelet. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan membandingkan dampak lingkungan dari setiap tahap produksi pelet menggunakan pendekatan LCA dengan bahan baku limbah ranting dan daun, serta menghasilkan biopelet yang sesuai dengan standar untuk dijadikan sebagai alternatif energi. Selain itu, tujuan penelitian ini adalah merancang model bisnis biopelet dari limbah organik dengan pendekatan Business Model Canvas (BMC). Pendekatan LCA terdiri dari empat tahapan yaitu penentuan tujuan dan batasan sistem, analisis inventori, penilaian dampak lingkungan dan interpretasi. Selain itu, dilakukan analisis sensitivitas untuk skenario perbaikan setiap proses dalam produksi biopelet yang paling signifikan menyumbangkan dampak lingkungan. Hasil menunjukkan bahwa dampak lingkungan dari produksi pelet ranting rata-rata lebih tinggi daripada pelet daun. Untuk setiap kg pelet ranting berkontribusi terhadap pemanasan global sebesar 3,05 kg CO2 eq, SOD sebesar 1,3 × 10-6 kg CFC11 eq, TAC sebesar 0,011 kg SO2 eq, FEU sebesar 0,005 kg P eq, dan HCT sebesar 0,538 kg 1,4- DCB eq. Sementara itu, per kg pelet daun memberikan kontribusi terhadap pemanasan global sebesar 0,54 kg CO2 eq, SOD sebesar 1,35 × 10-7 kg CFC11 eq, TAC sebesar 0,0018 kg SO2 eq, FEU sebesar 0,0006 kg P eq, dan HCT sebesar 0,130 kg 1,4-DCB eq. Mayoritas kontribusi terhadap dampak lingkungan dari kedua proses produksi pelet berasal dari tahap penghalusan bahan, yang menggunakan bahan bakar solar sebagai sumber energi utama. Penelitian ini diharapkan dapat membantu dalam pengelolaan berkelanjutan untuk mengurangi potensi limbah organik terutama kategori limbah ranting dan daun di wilayah kampus IPB Dramaga, dimana potensi ini dapat dimanfaatkan atau dikonversi untuk menjadi bahan bakar padat dalam hal penggunaan alternatif energi atau energi terbarukan. Di sisi lain, analisis BMC mengidentifikasi bahwa pengembangan model bisnis biopelet di kawasa kampus IPB memiliki potensi besar untuk diimplementasikan secara berkelanjutan. Ketersediaan bahan baku yang stabil, dukungan infrastruktur kampus, serta peluang besar pasar dari kalangan rumah tangga, UMKM, hingga institusi, menjadi kekuatan utama dalam mendukung keberlanjutan usaha. Seluruh elemen BMC mulai dari proporsi nilai, segmen pelanggan, saluran distribusi, hingga struktur biaya dan mitra kunci telah dirancang untuk mendorong efisiensi pengelolaan limbah organik sekaligus menciptakan nilai ekonomi dan sosial di tingkat lokal. Dengan mengintegrasikan hasil analisis lingkungan dan perencanaan bisnis melalui BMC, penelitian ini memberikan dasar strategis dalam merekomendasikan pengembangan biopelet sebagai solusi dual proses yaitu mengurangi akumulasi limbah organik dan memperkuat kemandirian energi berbasis sumber daya lokal. Impelementasi model bisnis di harapkan dapat menjadi contoh replika energi terbarukan yang inklusif, berkelanjutan, dan adaptif terhadap tantangan ekonomi dan lingkungan masa depan.

Kata kunci: Biopelet, business model canvas, energi terbarukan, dampak lingkungan, limbah organik, life cycle assesment, gwp.

The heavy reliance on fossil fuels is depleting energy reserves and causing environmental problems due to increased emissions of pollutants such as SO2, NO2, and CO2. To mitigate CO2 emissions and global warming, it is necessary to adopt carbon-neutral alternative energy sources such as biomass-based biopellets, which can be an important strategy in supporting the transition to a clean and sustainable energy system. The IPB University campus area, as an agriculture-based institution spanning 267 hectares, generates significant amounts of biomass waste, particularly branches and leaves, which can be utilized as a renewable energy source in the form of biopellets. This study was conducted to analyze and compare the environmental impact of each stage of pellet production using the LCA approach with branch and leaf waste as raw materials and to produce biopellets that meet standards to be used as an energy alternative. In addition, the purpose of this study was to design a biopellet business model from organic waste using the Business Model Canvas (BMC) approach. The LCA approach consists of four stages: defining the objectives and system boundaries, conducting an inventory analysis, assessing environmental impacts, and interpreting the results. Additionally, a sensitivity analysis was performed for improvement scenarios in each process of biopellet production that significantly contributes to environmental impacts. The results show that the environmental impact of branch pellet production is on average higher than that of leaf pellet production. For every kilogram of branch pellets, the contribution to global warming is 3.05 kg CO2 eq, SOD is 1.3 × 10-6 kg CFC11 eq, TAC is 0.011 kg SO2 eq, FEU is 0.005 kg P eq, and HCT is 0.538 kg 1,4-DCB eq. Meanwhile, per kilogram of leaf pellets contributes to global warming by 0.54 kg CO2 eq, SOD by 1.35 × 10?7 kg CFC11 eq, TAC by 0.0018 kg SO2 eq, FEU by 0.0006 kg P eq, and HCT of 0.130 kg 1,4-DCB eq. The majority of the environmental impact from both pellet production processes stems from the material grinding stage, which uses diesel fuel as the primary energy source. This study is expected to assist in sustainable management to reduce the potential for organic waste, particularly branches and leaves, in the IPB Dramaga campus area, where this potential can be utilised or converted into solid fuel for alternative energy or renewable energy use. On the other hand, BMC analysis identified that the development of a biopellet business model in the IPB campus area has significant potential for sustainable implementation. The availability of stable raw materials, campus infrastructure support, and significant market opportunities from households, SMEs, to institutions, are the main strengths in supporting the sustainability of the business. The entire BMC elements, ranging from value proposition customer segments and distribution channel to cost structure and key partners, have been designed to promote efficiency in organic waste management while creating economic and social value at the local level. By integrating environmental analysis results and business planning through the BMC, this study provides a strategic foundation for recommending the development of biopellets as a dual-process solution: reducing organic waste accumulation and strengthening energy independence based on local resources. The implementation of the business model is expected to serve as a replicable model for inclusive, sustainable, and adaptive renewable energy solutions to future economic and environmental challenges.

Keywords: Biopellets, business model canvas, environmental impact, gwp, life cycle assessment, organic waste, renewable energy.