IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2.4. Hasil Penelitian Aplikasi 1. Hasil Pengujian
Pengukuran suhu dan pH dilakukan setiap hari, melalui lubang kontrol pada penutup reaktor. Temperatur udara di tempat penelitian aplikasi cukup tinggi
yaitu 240C hingga 280C. Hal ini disebabkan karena tempat dan waktu penelitian
yang berada di daerah Nusa Tenggara Timur dan berlasung pada pertengaham bulan kemarau. Hal ini sangat mendukung produksi gas yang membutuhkan
temperatur tinggi. Temperatur dalam reaktor berkisar antara 290C hingga 330C.
Sedangkan temperatur optimal untuk proses digester adalah 30-350C dimana
pertumbuhan bakteri dan produksi CH4 umumnya optimum( Nagamani 2006).
Hal ini mengidentifikasikan bahwa, biogas berproduksi secara maksimal.
Hasil pengukuran pH menunjukan bahwa terjadi penurunan pH pada hari ke 4 hingga hari ke 10 yaitu dengan pH 6,5. Sedangkan pada hari pertama pemasukan campuran hingga hari ke 3, pH pada keadaan netral yaitu 7. Pada hari ke 9 dan selanjutnya pH kemabali naik menjadi 7,5 hingga 8. Hal ini mengindikasikan bahwa bakteri dapat bekerja secara normal.
Analisis yang dilakukan terhadap Total Solid (TS), Volatile Solid dan COD menunjukan keseimbangan dan berada dalam standar produksi biogas (Tabel 6). Pengambilan sampel untuk analisis dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pada hari pertama pemasukan campuran dan pada hari ke 30.
Tabel 6. Kandungan bahan organik dalam substrat
Hasil Analisis (hari ke..) No Parameter 1 30 1 TS (%) 6,3 4,5 2 VS (%) 5,6 4,2 3 COD 6460 4340 4 BOD 3750 3260
4.2.4.2. Volume dan Kualitas Biogas
Setelah pengisian digester dengan campuran kotoran ternak dan jerami, volume biogas baru terukur pada hari ke 12. Hal ini mungkin karena pengumpan
berupa slurry buangan biogas yang ditambahkan hanya berjumlah 25 liter.
Dengan jumlah isian sebanyak 5,5 m3 maka bakteri membutuhkan waktu yang
panjang untuk bertumbuh. Puncak produksi biogas terjadi pada hari ke 23 yaitu
mencapai 1,1 m3/hari, sedangkan rata-rata volume gas yang diukur selama 30 hari
pertama adalah 0,84 m3/hari. Hal ini dapat dilihat dengan terangkatnya drum
penutup hingga ¾ bagian. Pada hari ke 38, volume gas kembali menurun secara perlahan. Hal ini menandakan bahwa zat organik mulai berkurang sehingga perlu dilakukan pengisian subrat baru.
Pengujian terhadap kualitas gas menunjukan kandungan CH4 sebesar 56
persen. Hal ini mengambarkan bahwa produksi gas dan kualitas gas cukup baik.
Jika dihitung nilai kalor bersih maka ada 18,48 Joules/m3. Dengan rata-rata
volume gas sebesar 0,85 m3/hari maka didapatkan nilai kalor bersih sebesar 15,71
Joules/m3/hari. Berdasarkan uji pembakaran, kualitas api terlihat berwarna biru.
Rumah tangga dengan jumlah anggota keluarga sebanyak 6 orang, volume gas dapat ditampung dari sore hingga pagi hari dan dapat digunakan untuk memasak pada pagi hari, dan ditampung pagi hingga sore untuk memasak dimalam harinya. Pengujian aplikasi biogas dilakukan dengan cara merebus air mengunakan pembakaran biogas hingga air mendidih. Dengan volume air yang sama dilakukan juga perebusan dengan bahan kayu bakar dan juga kompor minyak tanah.
Besarnya volume kayu dan minyak tanah yang digunakan untuk mendidihkan air, akan menjadi nilai kesetaraan nilai biogas dengan kayu bakar dan minyak tanah. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Perbandingan aplikasi biogas , kayu bakar dan minyak tanah
No Sumber Kalor Volume air (L) Waktu (menit) Volume Bahan Bakar
1 Biogas 22 110 0,85 m3 *(1 m3)
2 Kayu bakar 22 68 5,6 kg *(3,5 kg)
3 Minyak tanah 22 85 0,58 liter *(0,62 liter)
*Deptan 2006
Dari tabel terlihat bahwa dengan perlakuan yang sama dan volume air yang sama, maka waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air lebih lama menggunakan biogas dibandingkan dengan mengunakan minyak tanah dan kayu bakar. Salah satu penyebab pengunaan biogas lebih lama, karena lubang kompor biogas yang digunakan masih terlalu kecil sehingga nyala api belum sempurna. Dari hasil pengujian pembakaran biogas ini, dapat disimpulkan bahwa biogas yang dihasilkan setiap harinya, setara dengan 6,5 kg kayu bakar dan 0,58 liter minyak tanah. Nilai konversi biogas ke minyak tanah tidak jauh berbeda seperti yang dilakukan oleh Deptan (2006). Perbedaan konversi terlihat pada pengunaan kayu bakar. Nilai konversi ini selanjutnya digunakan untuk menghitung kelayakan ekonomis dari reaktor biogas yang dibangun.
4.2.4. Analisis aspek ekonomis
Peningkatan kebutuhan daging menyebabkan permintaan pasar meningkat. Hal ini menyebabkan makin bertumbuhnya pengembangan usaha peternakan yang sejalan dengan peningkatan populasi sapi. Dengan demikian kotoran sapi (limbah) menjadi sebuah masalah serius dalam pemeliharaan ternak sapi, terutama pemeliharaan ternak secara insentif. Suatu usaha peternakan diharapkan dapat mengatasi masalah lingkungan sekitar agar tidak mencemari lingkungan tapi justru harus berkontribusi positif terhadap wilayah sekitar.
Kelayakan ekonomi merupakan salah satu aspek penting untuk menentukan apakah sebuah teknologi layak dan tidaknya untuk diterapkan.
Analisis finansial bertujuan untuk mengetahui jumlah modal, jenis-jenis pengunaannya dalam pendirian dan pelaksanaan operasional biogas.
Salah satu cara yang digunakan adalah memproyeksi aliran kas. Aliran kas dalam pengembangan biogas terdiri dari aliran kas masuk dan aliran kas keluar.
Aliran kas masuk (inflow) berasal dari penerimaan harga biogas yang dihasilkan
(disetarakan dengan harga kayu bakar) dan nilai pupuk yang dihasilkan ketika
dijual atau di uangkan. Arus kas keluar (outflow) berasal dari pengeluaran biaya
investasi untuk pembangunan instalasi biogas dan biaya operasional. Selisih antara keduanya merupakan suatu keuntungan atau kerugian dari penerapan instalasi biogas.
4.2.4.1. Arus Penerimaan (Inflow)
Penerimaan dari instalasi biogas bersumber dari biogas yang dihasilkan dan hasil penjualan pupuk. Biogas yang dihasilkan tidak dijual, tapi digunakan sebagai sumber energi memasak dirumah tangga. Dengan demikian untuk mendapatkan nilai dari biogas maka akan dikoversikan dengan minyak tanah dan kayu api yang sering digunakan oleh petani/peternak. Besarnya nilai biogas yang akan dihitung diproyeksikan sebesar volume biogas yang sudah didapat selama sebulan.
Volume gas yang diperoleh rata-rata adalah 0,85 m3/hari dengan persentasi
gas metan sebesar 56 persen. Apabila dikonversi ke minyak tanah dan kayu bakar maka harga jual volume gas yang diperoleh setiap harinya setara dengan 0,58 liter minyak tanah dan 6,5 kg kayu bakar. Berdasarkan hasil wawancara, rata-rata masyarakat mengunakan minyak tanah untuk memasak sehari ±0,75 liter/hari dengan harga Rp 6.000/ liter. Sehingga seharinya satu rumah tangga harus mengeluarkan Rp 4.500 untuk membeli minyak tanah. Keluarga yang menggunakan kayu bakar seharinya membutuhkan kayu bakar ±8 kg yang jika dinilai rupiah sebesar Rp 1.350.
Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka dapat dihitung nilai konversi
rupiah biogas yang dihasilkan setiap hari yaitu Rp 3.200/m3 untuk mengantikan
minyak tanah dan Rp. 1.100/m3 untuk mengantikan kayu bakar. Dengan demikian
ada perbedaan arus penerimaan antara biogas yang dikonversi ke minyak tanah dan yang dikonversi ke kayu bakar. Untuk perhitungan nilai ekonomis dari
instalasi biogas, kami hanya memperhitungkan nilai konversi dengan minyak tanah. Harga jual pupuk organik, dilakukan dengan pendekatan harga jual pupuk organik di pasaran dan besarnya pengeluaran yang dilakukan oleh setiap keluarga dalam penyediaan pupuk. Selengkapnya arus penerimaan dari instalasi biogas dapat dilihat pada Tabel 8 :
Tabel 8. Rincian arus penerimaan instalasi biogas jika di konversi ke minyak tanah (tahunan)
Penerimaan (Rp) No Jenis Produk Prduksi/
bulan Satuan
Harga
Satuan (Rp) Perbulan Pertahun
1 Biogas 25,5 m3 3.200 81.600 979.200
2 Pupuk Padat 300 Kg 500 150.000 1.800.000
3 Pupuk Cair 500 liter 500 250.000 3.000.000
Total
penerimaan 481.600 5.779.200
4.2.4.2. Arus Pengeluaran (Outflow)
Arus pengeluaran dalam analisis ini terdiri dari biaya investasi dan biaya operasional. Kedua biaya ini dihitung selama pengebangan instalasi biogas.
4.2.4.2.1. Biaya Investasi
Biaya investasi meliputi semua kebutuhan pengeluaran yang dipakai untuk merancang proyek biogas. Umur ekonomis dari instalasi biogas yang terbuat dari cincin beton ini adalah 15 tahun. Penentuan ini berdasarkan hasil perhitungan
digester tipe floating dome yang berumur ekonomis hingga 15 tahun. Biaya
investasi biogas terdiri dari seuruh biaya yang dikeluarkan untuk pembelian bahan dan pengerjaan instalasi biogas (Tabel 9).
Tabel 9. Rincian biaya investasi instalasi biogas (tahunan)
No Uraian Volume (M3) Harga satuan (Rp) Total (Rp) 1 Pengalian lubang 5,5 7.500 41.250 2 Bahan Biodigester 1 1.537.000 1.537.000 3 Pembuatan bak penampung 2,2 22.000 48.400 4 Plesteran bak 2,2 15.000 33.000
5 Ongkos Las kompor 1 20.000 20.000
4.2.4.2.2. Biaya Operasional
Biaya opersional meliputi seluruh biaya yang dikeluarkan selama proyek berjalan. Biaya ini terdiri dari biaya tetap dan biaya variabel. Biaya tetap terdiri dari biaya perawatan dan penyusutan. Biaya perawatan pada perhitungan ini ditetapkan 10 persen per tahun dari total biaya investasi. Sedangkan biaya penyusutan dihitung 5 persen per tahun dari total biaya investasi.
Biaya variabel dalam dalam instalasi biogas meliputi biaya bioaktifator, pengepakan pupuk dan pengankutan jerami (Tabel 10). Untuk bahan baku limbah berupa kotoran ternak dan jerami, dihitung dalam jumlah rupiah berdasarkan keinginan masyarakat jika ingin menjual. Berdasarkan hasil wawancara petani/peternak ingin menjual kotoran ternak dan jerami seharga Rp 100/kg dan Rp 200/kg. Dengan ikut memperhitungkan nilai dari jerami dan kotoran ternak, diharapkan ada nilai tambah bagi peternak jika biogas diterapkan didaerah pedesaan.
Tabel 10. Rincian biaya operasional instalasi biogas (tahunan)
No Jenis Biaya Total (Rp)
A. Biaya Tetap 1 Perawatan 135.000 2 Penyusutan 67.500 Jumlah 202.500 B. Biaya Variabel 1 Pengepakan pupuk 350.000 2 Aktivator untuk pengomposan 250.000 3 Pembelian Kotoran ternak 608.333 4 Pembelian jerami 912.500 5 Pengangkutan jerami 600.000
Jumlah 2.720.833
Jumlah 2.923.333
4.2.4.2.3. Kriteria Kelayakan Ekonomi
Analisa kriteria kelayakan finansial digunakan untuk menilai kelayakan proyek. Dalam penelitian ini digunakan beberapa kreteria kelayakan usaha yaitu
NPV, Net B/C, IRR dan payback period. Analisis kelayakan ini dilakukan dengan
sejauh mana kelayakan proyek tersebut, jika peternak menggunakan modal dari Bank.
Hasil analisis kelayakan finansial (Lampiran 4) adalah sebagai berikut; Nilai NPV yang dihasilkan dari instalasi biogas jika dihitung dengan kesetaraan nilai minyak tanah adalah sebesar Rp 10.804.723. Artinya bahwa nilai sekarang (present value) dari pendapatan yang diterima bernilai positif selama 15 tahun pada tingkat suku bunga 17%. Nilai Net B/C yang dihasilkan pada tingkat diskonto 17%, yaitu 3,46. Artinyanya bahwa dengan pengeluaran sebesar Rp 1.00 dapat mengahasilkan manfaat sebesar Rp 3,46 pada suku bunga 15%. Sedangkan
nilai pengembalian investasi atau payback period sudah dapat dilunasi pada tahun
pertama pada bulan ke-6.
4.2.5. Analisis Aspek Sosial
Masyarakat di desa Kuanheum sebagian besar bekerja sebagai petani sekaligus beternak. Sistem bertani dengan cara berladang (sawah tadah hujan) adalah cara bertani yang sudah ditekuni secara turun temurun. Sedangkan cara beternak sapi yaitu dengan cara ternak diikat dan dipindahkan setiap hari. Sedangkan ternak jantan digemukan dikandangkan dan diberi pakan pagi dan sore hari (paronisasi). Usaha ternak sapi menjadi usaha dalam menopang kebutuhan rumah tangga, baik itu untuk biaya pendidikan anak-anak maupun untuk kebutuhan untuk memenuhi kebutuhan sekunder. Ternak sapi juga menjadi simbol budaya dan status sosial bagi masyarakat di daerah ini.
Perkembangan usaha peternakan terutama usaha penggemukan sapi
menjadi semakin berkembang seiring dengan program pemerintah daerah yang menjadikan integrasi pertanian peternakan menjadi program prioritas. Dengan adanya dukungan modal dan pendampingan oleh pemerintah ataupun swasta serta terbukanya peluang pasar, maka usaha peternakan tetap menjadi pilihan dalam berusaha.
Sistem penggemukan sapi secara kelompok dan pola pemeliharaan dari ekstensif menjadi intensif terus berkembang seiring dengan arahan pemerintah ataupun swasta dan makin berkurangnya padang pengembalaan. Dengan perubahan pola pemeliharaan ini tentunya limbah ternak menjadi masalah bagi
ternak maupun bagi lingkungan sekitar. Apabila limbah ternak ini diolah secara benar, maka limbah ini menjadi sebuah peluang dalam meningkatkan pendapatan peternak.
Pertanian sawah tadah hujan merupakan usaha bercocok tanah padi pada musim penghujan yaitu pada bulan Desember hingga Februari. Biasanya sistem bercocok tanam ini dilanjutkan dengan penanaman tanaman hortikultura dan sayur-sayuran dengan memanfaatkan sisa hujan ataupun air tanah yang masih dangkal. Sisa jerami dari penanaman sawah biasanya dibiarkan kering dan dibakar. Diharapkan dari pembakaran jerami ini dapat menyumbangkan pupuk untuk penanaman hortikultura atau sayur-sayuran. Proses pembakaran ini harus dilakukan serempak oleh semua petani agar tidak menggangu tanaman yang sudah lebih dulu ditanam. Hal ini membutuhkan waktu menunggu bagi sebagian petani. Diharapkan dengan teknologi biogas pemanfaatan jerami lebih efektif, sekaligus mengurangi pembakaran.
Penanganan pencemaran skala rumah tangga menjadi rumit karena bagi peternak skala kecil, pengelolaan limbah bukanlah hal yang menarik untuk dilakukan karena terbatasnya pemodalan serta minimnya keuntungan yang dihasilkan dari kegiatan tersebut sehingga mereka cenderung untuk mengesampingkan dampak negatif yang ditimbulkan oleh limbah tersebut. Hal ini menimbulkan masalah-masalah sosial seperti tercemarnya air, tanah serta bau yang cukup menyengat yang pada gilirannya berpotensi untuk menurunkan kualitas hidup peternak itu sendiri. Untuk itu maka upaya pengolahan limbah yang dilakukan sebaiknya mampu memberikan insentif kepada peternak, sehingga
mereka terdorong untuk melaksanakannya secara mandiri.
Pengolahan limbah melalui teknologi biogas, menjadi solusi sekaligus
menjadi nilai tambah bagi petani/peternak. Dari hasil wawancara, nilai tambah biogas berupa pupuk cair dan pupuk padat, menjadi faktor keinginan terbesar untuk membuat instalasi biogas. Hal ini disebabkan karena pengeluaran setiap keluarga untuk membeli pupuk setiap tahunnya cukup tinggi yaitu Rp 250.000 - Rp 400.000. Keluarga petani yang biasanya menggunakan pupuk kimia untuk menanam, kini bisa menghemat biaya pro-produksi pertaniannya karena sudah
tersedia pupuk organik dalam jumlah yang memadai dan kualitas pupuk yang lebih baik.
Hasil diskusi mengambarkan keseriusan kelompok yang sudah ada untuk menjaga bahkan ingin dikembangkan dalam skala yang lebih besar. Semangat kegotoroyongan dan kerja sama dalam kelompok, menjadi kunci keberlanjutan kelembagaan pengelolaan teknologi biogas dalam kelompok.
4.2.6. Analisis Aspek Ekologis
Teknologi biogas mempunyai beberapa keunggulan yang dapat memecahkan persoalan diatas. Dengan teknologi biogas diharapkan kotoran ternak dapat dimanfaatkan dan bernilai guna untuk dimanfaatkan disektor yang
lain. Biogas yang menghasilkan CH4 dapat digunakan sebagai salah satu sumber
energi alternatif yang mengantikan energi Bahan Bakar Minyak (BBM). Selain menjadi pilihan alternatif energi, pemanfaatan biogas telah mengurangi pelepasan
CH4 yang sangat berperan didalam gas rumah kaca yang berakibat pada
pemanasan global.
Masyarakat pada lokasi penelitian adalah masyarakat pedesaan yang masih
tinggal di sekitar hutan. Sebagian besar masyarakat di desa ini mengunakan kayu bakar sebagai energi untuk memasak, dan hanya sebagian kecil yang mengunakan minyak tanah. Pemanfaatan kayu bakar ini cenderung dapat menganggu kestabilan ekologi hutan. Selain diambil untuk konsumsi, mereka juga menjual sebagian hasilnya. Kebiasaan masyarakat di tempat penelitian adalah mengunakan jenis kayu tertentu yang memiliki serat yang keras dengan cara menebang pohon tersebut dan dibiarkan hingga kering. Dengan demikian keseimbangan ekologis dan kepunahan jenis kayu tertentu dapat terjadi.
Teknologis biogas dapat menghasilkan energi yang cukup besar untuk digunakan sebagai energi untuk memasak. Dengan jumlah populasi ternak yang diparon sebanyak 230 ekor di desa ini maka dengan teknologi biogas sudah dapat
mengasilkan biogas sebesar 67,16 m3/hari. Hal ini berarti biogas sudah dapat
mengantikan kayu bakar sebesar 235 kg/hari. Bagi desa-desa yang berbatasan lansung dengan hutan lindung, teknologi ini sangat efektik untuk mengurangi pemanfaatan energi yang bersumber dari hutan.
Salah satu kelebihan teknologi biogas adalah menghasilkan pupuk organik
yang siap digunakan. Cairan hasil buangan (effluent) dari reaktor adalah bahan
organik yang stabil dan mengandung unsur hara yang cukup tinggi. Ada dua jenis pupuk yang dihasilkan dari teknologi ini yaitu pupuk padat dan pupuk cair. Masyarakat di lokasi penelitian adalah masyarakat yang berprofesi sebagai patani sekaligus peternak. Dengan teknologi biogas dapat terjadi integrasi antara pertanian yang membutuhkan pupuk dan peternakan yang menghasilkan pupuk organik. Pupuk yang dihasilkan dari instalasi biogas, dapat digunakan di kebun-kebun holtikultura yang selama ini mengunakan pupuk kimia.
Penambahan bahan organik merupakan suatu tindakan perbaikan lingkungan tumbuh tanaman yang antara lain dapat meningkatkan efisiensi pupuk (Adiningsih dan Rochayati, 1988). Hasil penelitian penggunaan bahan organik, seperti sisa-sisa tanaman yang melapuk, kompos, pupuk kandang atau pupuk organik cair menunjukkan bahwa pupuk organik dapat meningkatkan produktivitas tanah dan efisiensi pemupukan serta mengurangi kebutuhan pupuk. Dengan demikian produk pangan organik dapat dihasilkan dan tekstur tanah sekaligus kesuburan tanah dapat terjaga. Beberapa nilai tambah secara ekonomis bagi petani/peternak adalah kotoran ternak menjadi sangat berharga, oleh karena itu mereka akan rajin merawat ternaknya sehingga kondisi kandang menjadi bersih dan kesehatan ternak menjadi lebih baik, pada akhirnya membawa keuntungan dengan penjualan ternak yang lebih cepat dan berharga lebih tinggi.