BIOINDUSTRY SYSTEM )
E. SISTEM BIOINDUSTR
Ketersediaan bahan bakar fossil yang murah di Indonesia pada beberapa dekade lalu telah mengantikan bahan bakar biomassa yang telah digunakan selama ratusan tahun dalam pengolahan produk perkebunan (teh, gula, karet, coklat, kopi, dll), demikian juga ketersediaan pupuk sintetis berbahan baku fossil telah menggantikan pupuk alami yang juga telah lama didaya gunakan dalam usaha pertanian.
Dari neraca input dan output energi disektor pertanian di Eropa dan Amerika diperoleh angka pemakaian energi fossil pada produk pangan hasil pertanian lebih dari 10 kali dari energi yang terkandung pada produk pangan hasil panen tersebut. Pemakaian energi fossil pada produk pangan ikan tangkapan laut bahkan melebihi 20 kali dari kandungan energi produk pangan ikan tersebut. Kenaikan harga bahan bakar fosil saat ini telah berkontribusi langsung pada kenaikan harga produk pertanian dan perikanan yang tinggi di negara-negara di kawasan tersebut.
Dalam pengembangan sistem pertanian-bioindustri berkelanjutan, yang mengandung makna keberlanjutan budidaya pertanian dan pengolahan hasil pertanian secara bersamaan, pemakaian energi dan input eksternal lainnya yang bersumber dari fosil dalam jumlah besar perlu diwaspadai.
Pengalihan sedini mungkin ketergantungan pada bahan fosil sangat penting untuk mengurangi dampak negatif terhadap ekonomi dan sosial bagi masyarakat dan negara di masa yang akan datang. Di samping mengurangi dampak negatif, pengalihan sistem pasokan energi dan bahan baku industri dari bahan fosil menjadi berbasiskan
Sumberdaya hayati yang terbarukan, juga merupakan kesempatan meningkatkan nilai tambah produk utama dan samping (limbah) pertanian dan menjadi cara ampuh sebagai pembangkit pendapatan (income generation) bagi pelaku usaha sistem pertanian-bioindustri. Di luar pertimbangan manfaat ekonomi dan sosial jangka pendek dari pengalihan tersebut, juga penting dicatat, pada jangka panjang akan memberi dampak positif terhadap lingkungan karena dapat menyokong terciptanya daur ulang biogeokimiawi yang baik dan memberi jaminan keberlanjutan produktivitas lahan dan kesehatan tanah di masa mendatang.
1. Peningkatan pendapatan pelaku usaha tani
Pertanian berperan sangat penting baik pada negara-negara berkembang maupun negara-negara maju sebagai sektor penghasil bahan pangan dan oleh karenanya penyediaan bahan pangan dari usaha pertanian telah menjadi sumber pendapatan bagi sebagian besar masyarakatnya. Di masa mendatang, di samping menjadi penghasil utama bahan pangan, pertanian dalam arti luas juga dituntut menjadi sektor penghasil bahan non-pangan pengganti bahan baku hidro-karbon yang berasal dari fosil bagi berbagai industri proses.
Di berbagai kesempatan telah disampaikan oleh berbagai pihak bahwa untuk meningkatkan pendapatan penduduk Indonesia, yang penghidupannya tergantung pada sektor pertanian masih sangat besar (sekitar 45 persen) namun kontribusi pada PDB masih relatif rendah (sekitar 13 persen). Pendekatan paling efektif yang harus dilakukan adalah menyeimbangkan persentase jumlah pelaku usaha tani yang bekerja di on-farm dan off-farm.
Strategi penyeimbangan tenaga kerja di on-farm dan off-farm sekaligus peningkatan pendapatan petani dan juga PDB nasional dari sektor pertanian adalah dengan membangun industri berbasis biomassa
hasil pertanian (bioindustri) untuk menghasilkan produk pangan dan n0n-pangan: bio-energi dan bio-produk benilai tambah tinggi.
Untuk menjaga kesinambungan produktivitas pertanian melalui
kepastian return flow unsur utama nutrisi seperti diuraikan
sebelumnya, pembangunan bio-industri harus terpadu secara spasial dengan penghasil biomassa, yaitu dengan membangun bioindustri di perdesaan.
2. Biorefinery dan Siklus Bio-geo-kimiawi (Biogeochemical Cycles)
Penerapan konsep biorefinery pada sistem pertanian-bioindustri berkelanjutan sangat penting untuk memanfaatkan keseluruhan bagian biomassa menjadi produk dengan nilai keseluruhan yang maksimal dan memperoleh kembali (recovery) unsur nutrisi utama (essential nutrient elements = mineral dan bahan-bahan organik) yang diperlukan tanaman. Semua jenis biomassa yang berasal dari berbagai sumber dan limbah budidaya hayati seperti : pertanian atau hutan industri, pengolahan hewan, ataupun limbah organik
buangan industri dan sektor komersial lainnya, dapat digunakan pada pengolahan dengan konsep biorefinery. Yang membedakannya adalah pilihan teknologi proses konversi biomassa yang harus disesuaikan dengan karakteristik sumber biomassa yang diolah.
Sampai saat ini penerapan konsep biorefinery untuk pemanfaatan “keseluruhan komponen biomassa” (valorization) dengan “input energi serendah mungkin” dari berbagai jenis tanaman masih pada tahap mencari alur proses dan pilihan teknologi konversi untuk menghasilkan bio-produk yang memiliki ‘nilai tambah’ yang tinggi sesuai dengan karakteristik biomassa yang diolah. Penerapan konsep biorefinery untuk memperoleh kembali (recovery) dan memudahkan daur ulang unsur nutrisi utama ke lahan pertanian asal biomassa yang diolah sehingga lahan pertanian tersebut produktivitasnya tetap tinggi juga masih sangat terbatas. Hal ini dikarenakan pengertian “keseluruhan komponen biomassa” yang diolah pada kenyataannya masih terbatas pada biomassa yang diterima di lokasi dimana proses (industri) pengolahan berada. Pada umumnya lokasi pengolahan biomassa saat ini jauh dari lahan pertanian (tempat tanaman tumbuh) sehingga yang diterima di lokasi pengolahan hanya sebagian kecil dari biomassa yang diproduksi oleh tanaman, yaitu biomassa yang dikelompokkan sebagai “hasil panen” atau “yang dipungut saat panen”. Pola pengolahan biomassa yang jauh dari lokasi asal biomassa telah menimbulkan pola pikir global seperti sangat jelas terlihat dari definisi teknologi konversi penyediaan
bio-energy yang dikelompokkan dengan generasi pertama (first
generation) dan generasi kedua (second generation). Pola pikir seperti ini diperkuat oleh praktek pengolahan hasil panen pertanian dan perkebunan yang hanya memanfaatkan sebagian biomassa yang tersedia sejak hadirnya bahan bakar fosil sebagai sumber energi.
Generasi pertama sebagaimana dimaksudkan di atas menggunakan bahan baku dari produk utama pertanian atau hasil panen (mengandung lipida atau karbohidrat yang signifikan), sementara
pada generasi kedua dimaksudkan dengan menggunakan bahan baku hasil samping pertanian berupa lignosellusa (lignocellulosic) yang sering dibayangkan sebagai limbah dan dianggap sebagai bahan baku murah atau tidak berharga.
Persyaratan untuk memperoleh kembali (recovery) dan memudahkan daur ulang unsur nutrisi utama yang diperlukan oleh tanaman di lokasi tumbuhnya, mengharuskan pengertian “keseluruhan biomassa” dalam konsep biorefinery adalah biomassa yang dihasilkan tanaman dilahan pertanian dan sejalan dengan hal tersebut lokasi pengolahannya semestinya harus dekat dengan lokasi pertanian dimana keseluruhan biomassa dihasilkan (perdesaan).
Pada sistem pengolahan biomassa yang umum belakang ini (sejak input eksternal yang besar hadir pada pertanian), biomassa yang diolah baik produk utama (dengan kandungan cukup berarti makro molekul: karbohidrat, lipida atau protein cukup) maupun produk samping berupa lignoselulosa (lignocellulosic wastes) dilaksanakan dengan fakta aliran kembali (return flow) unsur nutrisi utama ke lahan pertanian yang relatif rendah yaitu sekitar 10 persen. Oleh karena itu, skema inovatif dan strategis yang harus diterapkan dalam menopang keberlanjutan pertanian-bioindustri adalah pengolahan produk utama hasil pertanian (yang mengandung makro molekul) untuk menghasilkan berbagai bioproduk dengan nilai tambah yang tinggi sementara pengolahan produk samping lignoselulosa dilakukan dengan mempersyaratkan jaminan dan kemudahan daur ulang (recyle) sebagian besar unsur nutrisi utama ke lahan asal biomassa.
Pengolahan produk samping lignoselulosa tersebut diutamakan untuk tujuan sebagai sumber energi tenaga penggerak proses- proses pengolahan hasil panen itu sendiri. Jika jumlah produk samping lignosellulosa berlebih, maka dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan produk turunan yang bernilai tinggi di pasaran dengan tetap memperhatikan kemudahan dan batasan daur ulang
unsur nutrisi utama. Pola pengolahan seperti ini memungkinkan peningkatan return flow unsur nutrisi utama ke lahan pertanian hingga mencapai sekitar 70 persen. Pengembalian unsur nutrisi utama ke lahan pertanian dapat meningkatkan produktivitas lahan (per hektar) dan menurunkan input eksternal pupuk yang diperlukan pada siklus penanaman berikutnya secara signifikan dibandingkan dengan penanaman awal. Pola pertanian seperti ini disamping meningkatkan produktivitas juga menjaga keselarasan interaksi tanaman dengan lingkungan khususnya dengan organisme (mikro dan makro) yang menunjang keberlanjutan sistem ekologi di sekitar pertanian tersebut.
Kehadiran bioindustri perdesaan yang mengolah biomassa produk utama hasil pertanian dan produk samping lignosellulosa merupakan terobosan untuk mewujudkan pertanian yang secara ekonomis menjanjikan, dan dengan budidaya jenis tanaman yang sangat beragam, juga akan menciptakan tingkat efisensi hayati, kesetabilan hayati, dan produktivitas lahan yang tinggi dan dengan demikian menjaga kesehatan tanah yang baik.