Pemrograman Komputer untuk Kajian Siklus Hidup Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit

(1)

PEMROGRAMAN KOMPUTER UNTUK KAJIAN

SIKLUS HIDUP BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT

WELL COUNTRYSON

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(2)

(3)

3

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemrograman Komputer untuk Kajian Siklus Hidup Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

(4)

4

ABSTRAK

WELL COUNTRYSON. Pemrograman Komputer untuk Kajian Siklus Hidup Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit. Dibimbing oleh ARMANSYAH H TAMBUNAN.

Saat ini teknologi produksi minyak dari tanaman sebagai salah satu sumber energi terbarukan sudah mulai dikembangkan. Kelapa sawit merupakan salah satu sumber tanaman yang dapat menghasilkan minyak yang dapat diolah menjadi biodiesel sebagai bahan bakar. Biodiesel merupakan bahan bakar alami (biofuel) yang saat ini mulai dikembangkan di Indonesia. Penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar alami semakin meningkat, hal ini disebabkan oleh semakin besarnya pengaruh penggunaan bahan bakar fosil terhadap kerusakan lingkungan alam. Saat ini pertimbangan lingkungan menjadi isu yang paling penting dalam proses produksi bahan bakar fosil maupun bahan bakar alami khususnya biodiesel. Oleh karenanya perlu dilakukan pengkajian secara khusus terhadap siklus hidup produksi biodiesel untuk mengetahui dampak produksinya terhadap lingkungan alam. Proses pengkajian ini dilakukan dengan menggunakan metode Life Cycle Assessment (LCA). LCA bertujuan mengukur dampak lingkungan dari suatu produk secara menyeluruh dalam rangka mengidentifikasi peluang pengembangannya. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat program komputer kajian siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit yang didasari dengan metode Life Cycle Assessment dengan menggunakan basis data yang ada di Indonesia.

Kata kunci: biodiesel, kelapa sawit, life cycle assessment, pemrograman, lingkungan

ABSTRACT

WELL COUNTRYSON. Computer programming for Life Cycle Assessment of Biodiesel from Palm Oil. Supervised by ARMANSYAH H TAMBUNAN.

Currently, technology of oil production from plant as one of renewable energy resource has been started. Oil palm is one of plant resource that produce crude palm oil that can be processed into biodiesel as fuel. Biodiesel is a biofuel that currently produced in Indonesia. The increasing of biodiesel use as biofuel caused by the effect of using fossil fuel that damage a natural environment. Currently, environmental considerations become the most important issue in the fossil fuel and biofuel production process, especially for biodiesel. The assessment needs to be specifically implemented to the life cycle of biodiesel production to know the impact of the production on the natural environment. The assessment process is performed using the Life Cycle Assessmentmethod. LCA is aim to calculate the overall impact assessment of one product in order to identify the development opportunities. This research is aim to build the computer program for Life Cycle Assessement of biodiesel from palm oil with database in Indonesia.

(5)

5

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

PEMROGRAMAN KOMPUTER UNTUK KAJIAN SIKLUS

HIDUP BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT

WELL COUNTRYSON

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(6)

(7)

7

Judul Skripsi : Pemrograman Komputer untuk Kajian Siklus Hidup Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit

Nama : Well Countryson NIM : F14100111

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Armansyah H. Tambunan Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, M. Eng Ketua Departemen

(8)

8

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Keberhasilan yang penulis dapatkan merupakan suatu anugerah terbesar yang telah diberikan oleh-Nya sampai saat ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah penghitungan dampak emisi terhadap lingkungan, dengan judul Pemrograman Komputer untuk Kajian Siklus Hidup Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan, M. Agr selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran dan juga masukan. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Edy Hartulistiyoso, M.Sc dan Dr. Liyantono, S. TP, M. Agr sebagai dosen penguji. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan sebesar-besarnya kepada Lamdor L. Tobing dan Rosmalina Sihaloho selaku kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan, doa, kasih sayangnya kepada penulis selama proses perkuliahan dan penelitian di kampus ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman seperjuangan angkatan 47, 48, 49, dan 50 di dalam komunitas gereja (Helena APH, Ovie, Devi, Karina, Putri, Utet, Mastha, Versi, Aftian, Andreas, Gloria, Iin, Bryani, dll), kontrakan (Andreas, Yuda, Billy, Edy), laboratorium (Haga, Sigit, Ilham, Bang Agus, Bang Christian, Bang Raju, Bang Irfan, Kak Sari, Pak Ali, Pak John, Bu Inge, Bu Rosmeika, Pak Kiman, Danu, Mas Firman), komisi literatur, PMK, dan departemen atas segala dukungan moral, doa, dan semangatnya yang selalu diberikan kepada penulis.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembacanya. Terima kasih. Tuhan Memberkati.

(9)

9

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 2

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Kelapa Sawit 3

Life Cycle Assessment (LCA) 3

METODE 7

Tempat dan Waktu Penelitian 7

Alat dan Bahan 7

Metode Penelitian 8

HASIL DAN PEMBAHASAN 10

Perancangan Diagram Alur Proses Produksi Biodiesel 10

Perancangan Sistem Pangkalan Data 13

Program Kajian Siklus Hidup 20

Pengujian Kinerja Program 26

SIMPULAN DAN SARAN 33

Simpulan 33

Saran 33

DAFTAR PUSTAKA 33

LAMPIRAN 32

(10)

10

DAFTAR TABEL

1 Tahapan proses produksi biodiesel 10

2 Faktor karakterisasi gas emisi efek rumah kaca 12 3 Nilai kalor energi yang digunakan sebagai data masukan 12

4 Tabulasi database untuk jenis lahan 15

5 Tabulasi database untuk materi 15

6 Tabulasi database untuk energi 15

7 Tabulasi database untuk alat transportasi 16

8 Tabel-tabel tahapan proses input data pada menu LCA 17 9 Tabulasi database untuk tahap land use change 17 10 Tabulasi database untuk tahap pengolahan lahan (materi) 18 11 Tabulasi database untuk tahap pengolahan lahan (energi) 18 12 Tabulasi database untuk tahap transportasi di lapangan 19 13 Input materi dan energi dalam pengujian kinerja program 27 14 Input Luas lahan TBS, CPO, dan biodiesel dalam pengujian kinerja

program 28

15 Perbandingan hasil perhitungan total emisi CO2eq 29

16 Input data 1 simulasi program 30

17 Input data 2 simulasi program 30

18 Total emisi CO2eq pada simulasi program 32

19 Total konsumsi energi pada simulasi program 32

DAFTAR GAMBAR

20 Tahapan-tahapan Life Cycle Assessment dalam ISO 14040-14043 4

21 Diagram alur pelaksanaan penelitian 9

22 Flowchart Algoritma Program Kajian Siklus Hidup Biodiesel 14

23 Tampilan Awal Program Kajian Siklus Hidup 20

24 Tampilan data masukan 1 pada program 21

25 Tampilan data masukan 2 pada land use change 21 26 Tampilan data masukan 2 pada pengolahan lahan 22 27 Tampilan data masukan 2 pada transportasi di lapangan 22

28 Tampilan hasil pada land use change 23

29 Tampilan hasil pada pengolahan lahan 23

30 Tampilan hasil pada transportasi di lapangan 23 31 Tampilan hasil jumlah emisi CO2eq pada setiap tahapan proses 24 32 Tampilan hasil total emisi CO2eq dan konsumsi energi 24 33 Tampilan grafik hasil emisi pada land use change 25 34 Tampilan grafik hasil emisi pada pengolahan lahan 25 35 Tampilan grafik hasil emisi pada transportasi di lapangan 25 36 Tampilan grafik hasil emisi dan konsumsi energi pada setiap tahapan 26 37 Tampilan grafik total emisi dan konsumsi energi 26 38 Total emisi CO2eq dari program kajian siklus hidup 28

39 Total emisi CO2eq dari program MiLCA 28

(11)

11

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram Alur Proses Kajian Siklus Hidup Produksi Biodiesel 35 2 Data masukan jenis-jenis lahan yang terdapat pada land use change 36

3 Data-data masukan pada bagian materi 37

4 Data-data masukan pada bagian energi 40

5 Data-data masukan pada bagian alat transportasi 41 6 Rancangan tabulasi untuk tahapan proses pada menu LCA 41

7 Relasi antara tabel tahapan proses (energi) 48

8 Relasi antara tabel tahapan proses (materi) 49

9 Relasi antara tabel tahapan proses (alat transportasi) 50

10 Relasi tabel tahapan proses (jenis lahan) 51

11 View hasil perhitungan total emisi CO2eq 52

12 View hasil perhitungan konsumsi energi 53

13 Query pada view Total_CO2_OK (total emisi CO2eq) 54

14 Query pada view Total_KonsumsiEnergi_OK (konsumsi energi) 56

(12)

(13)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kebutuhan manusia akan energi semakin meningkat khususnya pada bahan bakar fosil berupa minyak bumi. Hal ini mengakibatkan persediaan minyak dalam perut bumi semakin berkurang. Seluruh dunia saat ini masih sangat bergantung dengan energi berbasis fosil tersebut termasuk Indonesia. Indonesia saat ini masih sangat bergatung pada energi berbasis fosil yang menyumbang lebih dari 90% campuran energinya (termasuk minyak, gas dan batubara). Sumber pemakaian bahan bakar fosil sebenarnya berefek negatif terhadap lingkungan karena mempercepat terjadinya pemanasan global. Oleh karena itu teknologi produksi minyak dari tanaman sebagai salah satu sumber energi terbarukan mulai dikembangkan. Salah satu tanaman yang dapat menghasilkan minyak adalah kelapa sawit dan minyak yang dihasilkan dari kelapa sawit tersebut dapat dijadikan bahan bakar yang disebut dengan biodiesel.

Biodiesel adalah salah satu dari biofuel yang dikembangkan dan digunakan di Indonesia dan dapat dihasilkan dari berbagai minyak tanaman seperti minyak kelapa sawit, jarak pagar, kacang kedelai, dan lain-lain. Kelapa sawit merupakan bahan utama pembuatan biodiesel di Indonesia. Produksi minyak kelapa sawit Indonesia pada tahun 2009 mencapai sekitar 21.511 juta ton. Kebutuhan domestik minyak kelapa sawit Indonesia untuk produksi minyak goreng, oleokimia dan industri hilir lainnya sekitar 6.2 juta ton sementara sisanya diekspor dalam bentuk minyak kelapa sawit curah (TAMSIDMSI 2010).

Saat ini pertimbangan lingkungan menjadi isu yang paling penting dalam produksi biodiesel. Meskipun sumber energi ini dianggap sebagai karbon netral, jalur produksinya dapat melepaskan berbagai gas yang berbahaya ke lingkungan (Siregar 2013). Berbagai hal yang perlu dikaji dalam produksi minyak kelapa sawit adalah prospek ekonominya, pengaruhnya terhadap lingkungan sosial masyarakat, dan dampaknya terhadap lingkungan alam. Kajian dampak-dampak tersebut dilakukan pada setiap tahapan produksi mulai dari awal munculnya tanaman kelapa sawit sampai dengan habisnya minyak kelapa sawit tersebut apabila dikonsumsi ataupun digunakan untuk hal yang lain. Kajian dampak-dampak tersebut hanya dapat diketahui melalui jumlah energi yang diperlukan dan emisi yang dihasilkan dari setiap tahapan proses produksi minyak kelapa sawit tersebut. Semua proses pengkajian dan proses evaluasi ini dapat dilakukan dengan menggunakan Life Cycle Assessment (LCA).

LCA merupakan suatu metodologi analisis lingkungan yang dapat mengidentifikasi dan mengkuantifikasi potensi pengaruh-pengaruh lingkungan dalam daur suatu produk, mulai dari bahan mentahnya, proses produksi, penggunaan, hingga waste disposal (from cradle to grave). Life Cycle Assessment

bertujuan mengukur dampak lingkungan dari suatu produk secara menyeluruh dalam rangka mengidentifikasi peluang pengembangannya (Capozucca et al

(14)

2

2007). LCA terdiri atas 4 tahap, tahap pertama merupakan pendefinisian tujuan dan batasan LCA, tahap kedua adalah pembuatan Life Cycle Inventory (LCI), tahap ketiga adalah evaluasi dampak lingkungannya dan tahap terakhir adalah interpretasi hasil analisisnya (Ndong 2009). Semua tahapan ini akan sangat baik jika dilakukan dengan bantuan perangkat lunak atau program komputer yang dapat secara langsung menghitung nilai konsumsi penggunaan energi dan emisi yang dihasilkan serta dapat memberikan hasil berupa dampak yang ditimbulkan terhadap lingkungan dari daur produksi suatu produk.

Perumusan Masalah

Program komputer untuk membantu pelaksanaan LCA yang tersedia saat ini masih sangat sedikit, sedangkan ketergantungan pelaksanaan LCA sangat bergantung dengan basis data yang dimiliki oleh program tersebut. Saat ini pelaksanaan LCA di Indonesia masih memanfaatkan program komputer yang dibuat oleh negara lain dengan menggunakan basis data negara tersebut sehingga proses perhitungan dan pengolahan data yang dihasilkan kurang sesuai dengan apa yang diaplikasikan dan diperlukan di Indonesia.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat program komputer pengkajian siklus hidup pada produksi biodiesel dari minyak kelapa sawit dengan menggunakan basis data yang ada di Indonesia.

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah terciptanya program komputer pengkajian siklus hidup yang dapat memberikan penilaian secara mendalam mengenai dampak lingkungan dan konsumsi energi yang dihasilkan dari suatu proses produksi biodiesel dari minyak kelapa sawit sehingga dapat diketahui dan ditetapkan proses produksi biodiesel yang lebih baik ataupun lebih sedikit pengaruhnya terhadap lingkungan yang sesuai dengan keadaan produksi biodiesel di Indonesia.

Ruang Lingkup Penelitian

(15)

3

TINJAUAN PUSTAKA

Kelapa Sawit

Kelapa sawit merupakan tumbuhan tropis yang tergolong dalam famili Palmae dan berasal dari Afrika Barat. Penyebaran kelapa sawit di Indonesia meliputi daerah Aceh, Pantai Timur Sumatera, Jawa, dan Sulawesi. Kelapa sawit menjadi populer setelah revolusi industri pada akhir abad ke-19 yang menyebabkan permintaan minyak nabati untuk bahan pangan dan industri sabun menjadi tinggi. Kelapa sawit masuk ke Indonesia pada tahun 1848 sebagai tanaman hias di Kebun Raya Bogor. Waktu tumbuh rata-rata tanaman kelapa sawit adalah 20-25 tahun dan berbuah pada usia empat sampai enam tahun. Pada usia tujuh sampai sepuluh tahun disebut periode matang, karena pada periode tersebut kelapa sawit mulai menghasilkan tandan buah segar (TBS). Tanaman kelapa sawit pada usia sebelas sampai dua puluh tahun mulai mengalami penurunan produksi TBS dan terkadang mati pada usia 20-25 tahun namun tanaman kelapa sawit yang berada diperkebunan bisa mencapai umur 100 tahun (Sastrosayono 2006).

Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas perkebunan yang memiliki prospek yang baik. Indonesia memiliki potensi lahan yang subur serta pasokan tenaga kerja yang cukup untuk menjadikan kelapa sawit sebagai andalan pertumbuhan ekonomi. Saat ini Indonesia dan Malaysia memasok 22% dari total produksi minyak nabati dan lemak dunia. Kedua negara itu menguasai 85% produksi minyak kelapa sawit mentah dengan volume mencapai 49% dari total perdagangan minyak nabati dan lemak dunia (Chandra 2005).

Penelitian biodiesel dilakukan pada berbagai kondisi proses, jenis proses, bahan baku, dan bahan pendukung. Bahan baku biodiesel yang diteliti semuanya berasal dari produk sawit, seperti CPO (crude palm oil), RBDPO (refined bleached deodorized palm oil), olein, stearin, dan PFAD (palm fatty acid destilated) dalam berbagai kondisi dan kualitas. Bahan baku utama lainnya adalah alkohol yaitu metanol dan etanol. Bahan pendukung yang digunakan meliputi katalis asam, katalis basa atau tanpa katalis. Kondisi proses yang diteliti meliputi variasi suhu, waktu, dan tekanan. Jenis proses yang dilakukan meliputi proses

batch dan kontinu. Pilot plant untuk proses batch memiliki kapasitas 1 ton/hari, sedangkan untuk proses kontinu 30 liter/jam (Harpini et al 2006).

Life Cycle Assessment (LCA)

(16)

4

LCA biasanya digunakan untuk menganalisis beberapa kategori efek ke lingkungan, seperti emisi gas rumah kaca dan kontribusinya ke pemanasan global. Nilai emisi gas-gas rumah kaca seperti CO2, CH4 and N2O dikonversi ke nilai emisi CO2 berdasarkan nilai Global Warming Potentials (GWP) dalam assessment report yang dikeluarkan Intergovernmental Panel on Climate Change

(Forster et al 2007).

LCA terdiri atas 4 tahap. Tahap pertama adalah pendefinisian tujuan dan batasan LCA. Penentuan cakupan LCA bertujuan memfokuskan studi dan memperdalam analisis. Tahap ke-2 adalah pembuatan Life Cycle Inventory (LCI), dimana variabel-variabel input-output energi, materi, dan kontaminan sistem ditentukan nilainya dan hubungannya dibuat dalam skema. Tahap ke-3 adalah evaluasi dampak lingkungannya, yaitu penentuan dampak spesifik apa yang hendak dicari dan dianalisis. Tahap terakhir adalah interpretasi hasil analisisnya (Ndong et al 2009).

Proses yang dikerjakan dan hasil dari suatu LCA sangat ditentukan oleh objek dan jangkauan LCA tersebut (Azapagic 2006). Evaluasi from cradle to grave pada kenyataannya sulit dilakukan dalam satu studi sehingga yang lebih mungkin adalah memilih bagian dari proses keseluruhan, dari dan sampai mana proses tersebut akan dievaluasi.

Evaluasi dampak lingkungan atau Life Cycle Impact Assessment (LCIA) bertujuan untuk mengkonversi beban lingkungan yang dihitung di LCI menjadi potensi dampak lingkungan berdasarkan kategori-kategori. Ada 3 tahap dalam LCIA, yaitu :

1. pemilihan kategori dampak, indikator kategori dan modelnya

2. klasifikasi beban lingkungan ke dalam beberapa kategori dampak lingkungan yang berpengaruh para kesehatan manusia, ekologi, dan penurunan sumber daya alam

3. karakterisasi, dimana dilakukan kuantifikasi dari dampak yang telah diidentifikasi.

(17)

5 Pada tahap terakhir LCA yaitu interpretasi, hasil pengolahan data dianalisis, diambil kesimpulan, dijelaskan batasannya, dan kemudian dijadikan dasar rekomendasi untuk evaluasi ulang sistem, pengembangan sistem, dan inovasi. Ketergantungan LCA terhadap ketersediaan dan reliabilitas data mengharuskan dilakukannya analisis sensitivitas. Analisis sensitivitas dapat mengidentifikasi efek dari keragaman data, ketidakpastian, dan selisih data hasil akhir, dan kemudian menentukan reliabilitas hasil akhir dari studi yang dilakukan.

Life Cycle Inventory (LCI)

Life Cycle Inventory (LCI) adalah tahapan dalam LCA yang mencakup pengumpulan data beban lingkungan yang diperlukan untuk keperluan studi. LCI secara rinci dijelaskan dan diatur dalam ISO 14041. Beban lingkungan yang dimaksud adalah materi dan energi yang digunakan dalam sistem, emisi ke udara, dan limbah cair maupun padat yang dilepaskan ke lingkungan. Sistem disini didefinisikan sebagai suatu rangkaian operasi atau subproses yang secara materi dan energi terhubung dan memiliki suatu fungsi yang jelas. Karakterisasi sistem secara lebih detail dilakukan dengan membagi sistem tersebut ke dalam subsistem yang saling terhubung. Hal ini sangat penting dalam proses kuantifikasi setiap variabel data yang hendak dicari (Azapagic 2006).

Secara umum, kuantifikasi beban lingkungan dilakukan dengan cara menghitung total nilai variabel-variabel beban yang diperoleh dari setiap subsistemnya. Hal ini dinyatakan dalam Persamaan 1

∑ ... (1)

dengan Bj adalah nilai beban total sistem, bj,i nilai variabel beban j dari subsistem i, dan xi aliran massa atau energi yang berhubungan dengan subsistem i. Jika sistem yang dikaji menghasilkan lebih dari satu output fungsional, beban lingkungan dari sistem harus dialokasikan ke dalam keluaran-keluaran tersebut. Sebagai contoh, emisi CH4 ternyata memberi dampak kepada beberapa hal seperti kesehatan manusia, pemanasan global, dan pencemaran air. Banyak CH4 yang menyebabkan tiap dampak tersebut harus dikuantifikasi dengan cara pengalokasian jumlah CH4 dari total emisi CH4 sistem ke dalam tiap kategori dampak berdasarkan nilai ekuivalennya. Misalnya, emisi 1 kg CH4 setara dengan emisi 25 kg CO2 dalam hubungannya dengan pemanasan global.

Dampak-dampak lingkungan akibat emisi

a) Global warming potential, 100-year based (GWP100)

GWP100 menyatakan nilai potensi pemanasan global yang disebabkan emisi, dalam jangka waktu 100 tahun. GWP100 dinyatakan dalam satuan kg CO2 ekuivalen, yang merupakan gas rumah kaca utama penyebab pemanasan global. Nilai ekuivalensinya dikeluarkan secara berkala oleh International Panel on Climate Change (IPCC). b) Environmental Load Unit (ELU)

(18)

6

Potensi penurunan jumlah ozon di atmosfer akibat emisi dinyatakan dalam kg CFC-11 ekuivalen. Nilai ekuivalensinya dikeluarkan oleh

World Meteorological Organization (CML 2010).

d) Toxicity Potential

Huijbregts (2000b) mendefinisikan toxicity potentials sebagai ukuran kuantitatif dampak beracun (toxic) dari suatu kuantitas zat emisi tertentu. Toxicity potential dibagi menjadi beberapa kategori berdasarkan objek dampak beracunnya, yaitu human toxicity (manusia),

freshwater aquatic ecotoxicity (air tawar), marine aquatic ecotoxicity

(air laut), dan terrestrial ecotoxicity (daratan). Besar toxicity potential

dinyatakan dalam kg 1,4-dichlorobenzene ekuivalen.

e) Photochemical Oxidation

Photochemical oxidation adalah oksidasi yang disebabkan oleh radiasi ultraviolet di atmosfer (United States Environmental Protection Agency 1998). Oksidasi adalah proses pengikatan oksigen dengan substansi lain secara kimia yang disertai pelepasan elektron oleh salah satu atom. Photochemical oxidation menghasilkan radikal bebas berupa hidroksil (OH-). Energi tinggi dari radiasi UV memecah ikatan kimia air, menjadi OH- dan H+. Besarnya peningkatan photochemical oxidation dinyatakan dalam satuan kg etilen ekuivalen.

f) Acidification

Acidification adalah proses alami yang digunakan untuk menggambarkan hilangnya basis nutrisi (kalsium, magnesium dan kalium) melalui proses pelepasan dan penggantian dengan unsur-unsur asam (hidrogen dan alumunium). Pengasaman umumnya terkait dengan polusi udara yang timbul dari anthropogenic yang berasal dari sulfur (S) dan nitrogen (N) sebagai NOx atau amonia (APIS 2011). Potensi acidification dinyatakan dalam satuan kg SO2 ekuivalen. g) Eutrophication

(19)

7

METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan dari bulan Maret 2014 sampai dengan bulan Juli 2014 di Laboratorium Pindah Panas dan Massa, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Alat dan Bahan

Alat penelitian yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: 1. Komputer desktop dengan spesifikasi sebagai berikut:

a. Processor Intel Core i5 b. Ram 8Gb

c. Hardisk 1000Gb

d. Graphic card intel 512MB

2. Sistem operasi Windows Seven Ultimate

3. Microsoft Office Excel 2010 dan Microsoft Office Word 2010 4. Microsoft Visual Basic 2010 Express

Visual BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code) merupakan sebuah bahasa pemrograman yang dapat digunakan untuk membuat suatu aplikasi dalam Microsoft Windows. Visual BASIC menggunakan metode Graphical User Interface (GUI) dalam pembuatan program aplikasi (project). Istilah visual mengacu pada metode pembuatan tampilan program (interface) atau objek pemrograman yang biasa dilakukan secara langsung terlihat oleh programmer. Dalam Visual BASIC, pembuatan program aplikasi harus dikerjakan dalam sebuah project. Sebuah

project dapat terdiri dari file project (.vbp), file form (.frm), file data binary (.frx), modul class (.cls), modul standar (.bas), dan file resource tunggal (.res). Bahasa yang digunakan adalah bahasa BASIC yang sangat populer pada era sistem operasi DOS (Pangestu 2009).

5. Microsoft SQL Server 2008.

Microsoft SQL Server 2008 digunakan untuk menyimpan

database yang berisi data-data kajian siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit. Database ini akan dihubungkan pada Microsoft Visual Basic 2010 Express.

6. MiLCA

(20)

8

Metode Penelitian

Penelitian mengenai pembuatan program komputer pengolah data LCA ini dilakukan dengan tahapan berupa perancangan diagram alur proses, perancangan sistem pangkalan data, pengumpulan dan penyeleksian data dari penelitian sebelumnya, pembuatan program dengan menggunakan Visual Basic 2010 Express, pengujian kinerja program dan perbaikan tampilan layout. Tahapan penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Perancangan diagram alur proses

Perancangan diagram alur proses merupakan kegiatan pendefinisian diagram aliran yang menggambarkan garis besar dari semua proses unit utama (cradle to grave) yang dimodelkan termasuk hubungannya. Perancangan alur proses ini sangat membantu dalam memahami dan menyelesaikan sebuah sistem untuk mendeskripsikan sistem dengan menggunakan diagram alur proses (Siregar 2013). Perancangan diagram alur proses akan meliputi aktivitas-aktivitas seperti land use change, pengolahan lahan, pembibitan, penanaman, pemupukan, proteksi, pemanenan, ekstraksi minyak kelapa sawit menjadi CPO, dan produksi biodiesel.

2. Perancangan sistem pangkalan data

Perancangan sistem pangkalan data dilakukan dengan menentukan format data standar yang akan digunakan untuk menentukan karakteristik data yang dibutuhkan sebelum data tersebut dikumpulkan. Sistem pangkalan data yang dibuat meliputi jenis aktivitas, input energi atau materi, jumlah (kuantitas), satuan, faktor emisi, dan referensi.

3. Pengumpulan dan penyeleksian data

Data yang diperlukan dikumpulkan dari sumber-sumber yang telah disebutkan sebelumnya. Data yang diperoleh kemudian diseleksi berdasarkan

reliability dan kesesuaiannya dengan topik. Variabel data yang sama namun dengan nilai yang berbeda (dari sumber yang berbeda) akan dibandingkan dan diseleksi berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tertentu.

4. Pembuatan program pengolahan data

Program pengolahan data dibuat dengan menggunakan Visual Basic 2010 Express dengan beberapa tahapan sebagai berikut:

a. Pembuatan tampilan program sederhana (design layout)

Pembuatan tampilan program akan dibuat dengan menggunakan fasilitas yang terdapat pada Visual Basic 2010 Express untuk menggambarkan cara kerja program secara garis besar.

b. Pembuatan dan penulisan bahasa pemograman (coding)

(21)

9 Pada tahap ini program diuji dengan cara memasukkan data-data (data input) yang telah diperoleh dari tahap sebelumnya untuk dilakukan proses analisis dan penghitungan. Hasil pengolahan data tersebut akan dibandingkan dengan hasil kinerja dari program pengolah data LCA yang telah ada sebelumnya seperti MiLCA (Jepang) agar dapat diketahui ketelitian yang dapat dihasilkan oleh program yang telah dibuat.

6. Perbaikan tampilan layout program.

Pada tahap ini layout dari program akan diperbaharui dan dimodifikasi dengan menggunakan fasilitas yang terdapat pada Visual Basic 2010 Express. Tampilan layout yang menarik dapat memudahkan user (pengguna) dalam mengoperasikan program ini.

(22)

10

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perancangan Diagram Alur Proses Produksi Biodiesel

Perancangan diagram alur proses program dilakukan secara bertahap mulai dari land use change sampai dengan produksi biodiesel (Lampiran 1). Setiap tahapan proses dari produksi biodiesel masing-masing memiliki input yang berbeda-beda namun memiliki output yang sama yaitu beban lingkungan (Global Warming Potential) dan konsumsi energi yang ditimbulkan dari setiap pemakaian

input yang diberikan. Berikut merupakan deskripsi keseluruhan tahap kajian siklus hidup produksi biodiesel yang disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1 Tahapan proses produksi biodiesel

No. Tahapan Proses Masukan (Input) Keluaran (Output) 1 Land Use Change Jenis lahan sebelum

diolah - GWP

a

2 Pengolahan Lahan Materi dan Energi - GWP a

Kelapa Sawit Materi dan Energi

- GWPa

- Konsumsi Energib 10 Transportasi CPO Alat Transportasi - GWP

a

- Konsumsi Energib 11 Produksi Biodiesel Materi dan Energi - GWP

a

- Konsumsi Energib

a

Global Warming Potential (kg CO2eq / ton biodiesel) b_{Konsumsi Energi (kJ / ton biodiesel)}

Tahapan Proses

(23)

11  Land use change merupakan tahap awal yang digunakan untuk mengetahui jumlah emisi yang dihasilkan dari proses konversi lahan dari lahan yang mungkin sebelumnya bukan merupakan perkebunan kelapa sawit. Lahan-lahan tersebut dapat berupa hutan produksi, hutan lindung, padang rumput, kebun karet, kebun kelapa, kebun kakao, tanaman pangan, dan dapat juga lahan bukaan ulang dari kebun kelapa sawit itu sendiri.

 Pengolahan lahan merupakan kegiatan pengolahan yang bertujuan untuk membuat lahan yang akan digunakan sesuai dengan kondisi lahan yang diperlukan untuk budi daya kelapa sawit sehingga diperlukan beberapa materi maupun energi dalam mendukung kegiatan ini.

 Pembibitan merupakan kegiatan yang bertujuan untuk mempersiapkan bibit kelapa sawit siap tanam. Proses pembibitan ini dipersiapkan selama satu tahun.

 Penanaman merupakan kegiatan pemindahan bibit ke lahan kebun untuk mendukung pertumbuhan tanaman yang lebih baik dengan menggunakan media tanam yang lebih besar.

 Pemupukan merupakan kegiatan pemberian pupuk terhadap tanaman dengan cara menyebar pupuk di sekitar tanaman. Pemupukan bertujuan untuk meningkatkan pertumbuhan vegetatif.

 Proteksi merupakan kegiatan pemeliharaan tanaman yang dapat meliputi proses pengendalian gulma, hama, penyakit, penyiraman, dan beberapa proses yang telah dilakukan sebelumnya.

 Pemanenan merupakan kegiatan pengambilan tandan buah segar (TBS) yang merupakan produk yang dihasilkan secara langsung oleh tanaman kelapa sawit setelah berumur 3-4 tahun.

 Transportasi di lapangan merupakan cakupan keseluruhan proses transportasi yang terjadi dari setiap tahapan proses sebelumnya (pengolahan lahan, pembibitan, dan pemupukan). Kegiatan transportasi ini menggunakan alat transportasi seperti truk, traktor, dan minibus.

 Ekstraksi minyak kelapa sawit merupakan kegiatan yang bertujuan untuk memperoleh kandungan minyak yang terkandung di dalam tandan buah segar dengan proses ekstraksi.

 Transportasi CPO (crude palm oil) merupakan kegiatan pengiriman produk hasil ekstraksi (CPO) dari pabrik pengolahan menuju tempat pembuatan biodiesel.

 Produksi biodiesel merupakan kegiatan untuk memproduksi biodiesel dengan bahan baku CPO hasil olahan pabrik dan campuran methanol.

Masukan (input)

(24)

12

software MiLCA juga dimasukkan untuk mendukung kelengkapan data yang dimiliki.

Faktor emisi merupakan data yang paling penting dalam melakukan penghitungan jumlah emisi yang dihasilkan dari setiap input yang diberikan. Oleh karena itu dalam setiap data masukan materi, energi, jenis lahan, dan alat transportasi haruslah memiliki faktor emisi yang tersedia untuk melakukan penghitungan tersebut. Ketersediaan faktor emisi dalam suatu data masukan menjadi faktor utama terhadap kelengkapan data yang dimiliki oleh program ini. Faktor emisi yang diperlukan untuk penghitungan emisi adalah faktor emisi CO2, CH4, dan N2O. Data masukan (input) yang sudah terkumpul dan terdapat pada program ini dapat dilihat pada Lampiran 2,3,4, dan 5.

Keluaran (output)

Keluaran (output) yang dihasilkan dari setiap tahapan proses ini adalah beban lingkungan dan konsumsi energi. Beban lingkungan yang timbul dari setiap proses produksi biodiesel ini adalah emisi udara yang berpotensi terhadap pemanasan global (efek rumah kaca) yang sering disebut dengan Global Warming Potential 100year-based (GWP100). GWP100 menyatakan nilai potensi pemanasan global yang disebabkan emisi dalam jangka waktu 100 tahun. GWP100 memiliki satuan kg CO2 ekuivalen dan merupakan gas rumah kaca utama penyebab pemanasan global. Gas-gas efek rumah kaca yang dihasilkan pada setiap prosesnya yaitu gas CO2, CH4, dan N2O. Setiap gas emisi ini memiliki faktor karakterisasi yang mengacu kepada gas emisi CO2eq (ekuivalen).

Tabel 2 Faktor karakterisasi gas emisi efek rumah kaca

Gas Emisi Faktor karakterisasi

Konsumsi energi merupakan keluaran (output) yang dihasilkan dari seluruh tahapan proses siklus hidup produksi biodiesel, kecuali land use change karena di tahap ini tidak ada masukan energi yang diberikan. Perhitungan konsumsi energi diperoleh dari hasil penggunaan energi yang diperlukan untuk melakukan suatu kegiatan tersebut. Besarnya konsumsi energi yang diperlukan bergantung kepada jumlah energi (massa bahan bakar) yang dipakai dan nilai kalor yang dimiliki oleh energi tersebut. Konsumsi energi dihitung dengan menggunakan persamaan 2 dan nilai kalor dari setiap energi terdapat pada Tabel 3.

... (2) Tabel 3 Nilai kalor energi yang digunakan sebagai data masukan

Energi Nilai Kalor Satuan

(25)

13 Perancangan Sistem Pangkalan Data

Perancangan sistem pangkalan data (database) dalam pembuatan program ini dibangun dengan menggunakan Microsoft SQL Server 2008 yang terintegrasi langsung dengan Microsoft Visual Basic 2010 Express. Perancangan sistem pangkalan data ini diawali dengan perancangan diagram alur program dan dilanjutkan dengan perancangan tabulasi database faktor emisi, tabulasi proses input data, dan tabulasi hasil perhitungan yang nantinya juga disajikan dalam bentuk grafik.

Rancangan Algoritma Program

Pembuatan program kajian siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit ini dilakukan dengan terlebih dahulu menyusun diagram alur (flowchart) program secara sistematis dan sesuai dengan tujuan yang ingin diharapkan. Penyusunan diagram alur yang sistematis dapat mempermudah perancangan program yang ingin dilakukan selanjutnya. Kelebihan dan kekurangan yang terdapat pada program ini dapat secara langsung dikaji dengan adanya diagram alur program ini. Diagram alur (flowchart) dari program kajian siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit ini dapat dilihat pada Gambar 3.

Program kajian siklus hidup biodiesel ini memiliki menu utama yang akan menghantarkan pengguna (user) kepada dua menu pilihan yaitu menu LCA dan menu database faktor emisi. Kedua menu pilihan ini memiliki fungsi dan tujuan yang berbeda-beda. Menu LCA merupakan menu yang paling penting dalam program ini karena di dalam menu ini dilakukan perhitungan emisi dan konsumsi energi yang dihasilkan dari keseluruhan tahapan proses produksi biodiesel dari awal sampai dengan akhir (from cradle to grave). Menu database faktor emisi merupakan menu pendukung sistem pemeliharaan dan penyempurnaan database yang dibangun untuk menyimpan data masukan (input) yang diperlukan pada proses penghitungan emisi dan konsumsi energi pada menu LCA.

Menu LCA memiliki dua tahap penginputan data. Input data 1 (pertama) merupakan proses penginputan luas lahan, jumlah (kuantitas) dari TBS, CPO, dan biodiesel yang dihasilkan dalam satu siklus produksi biodiesel sedangkan input data 2 (kedua) merupakan proses penginputan data masukan berupa jenis lahan, materi, energi, dan alat transportasi pada setiap tahapan proses siklus hidup produksi biodiesel. Setelah input data 1 dan input data 2 dilakukan, program akan langsung melakukan penghitungan dengan menggunakan data masukan yang telah diberikan. Proses penghitungan ini akan melibatkan data yang terdapat pada database faktor emisi yang terdapat pada menu database faktor emisi.

(26)

14

Rancangan Tabulasi Database Faktor Emisi

Pada menu database faktor emisi tersedia data masukan (input) berupa jenis lahan, materi, energi, dan alat transportasi yang nantinya akan digunakan pada proses perhitungan emisi dan konsumsi energi. Rancangan tabulasi database faktor emisi dibuat dengan tujuan untuk mempermudah penyimpanan, pemeliharaan, dan pembaharuan data masukan (input) agar program kajian siklus hidup ini nantinya bisa memiliki database yang selalu dapat diperbaharui sesuai dengan ketersediaan data yang ada. Berikut merupakan sistem tabulasi database jenis lahan, materi, energi, dan alat transportasi pada tahapan produksi biodiesel yang disajikan dalam Tabel 4, 5, 6, dan 7.

(27)

15 Tabel 4 Tabulasi database untuk jenis lahan

Table Name Coloumn Name Data Type (length) Allow Nulls

TL_0LUC

ID_LandUseChangea nchar(10) Unchecked

Jenis_Lahan Text Checked

Keterangan Text Checked

Faktor_Emisi_CO2 Float Checked

Sumber_Emisi_CO2 Text Checked

a

Primary key

Tabel 5 Tabulasi database untuk materi

TM_0UTAMA

ID_Materia nchar(10) Unchecked

Materi Text Checked

Keterangan Text Checked

Faktor_Emisi_CO2 float Checked

Sumber_FE_CO2 Text Checked

Faktor_Emisi_CH4 float Checked

Sumber_FE_CH4 Text Checked

Faktor_Emisi_N2O float Checked

Sumber_FE_N2O Text Checked

a

Primary key

Tabel 6 Tabulasi database untuk energi

TE_0UTAMA

ID_Energia nchar(10) Unchecked

Energi text Checked

Keterangan text Checked

Faktor_Kandungan_Energi float Checked

Sumber_FKE text Checked

Sumber_FE_CO2 text Checked

Sumber_FE_CH4 text Checked

Sumber_FE_N2O text Checked

Konversi ke Kilojoule float Checked

Sumber_KE text Checked

a

(28)

16

Tabel 7 Tabulasi database untuk alat transportasi

Table Name Coloumn Name Data Type

(length) Allow Nulls

TA_0UTAMA

ID_Atransportasia nchar(10) Unchecked

Alat_Transportasi text Checked

Keterangan text Checked

Konsumsi_Bahan_Bakar_Spesifik float Checked

Sumber_FE_CO2 text Checked

Sumber_FE_CH4 text Checked

Sumber_FE_N2O text Checked

a

Primary key

Perancangan tabulasi database yang dilakukan disesuaikan dengan kebutuhan untuk melakukan penghitungan emisi dan konsumsi energi. Setiap tabulasi database memiliki primary key yang berfungsi untuk mendukung pemanggilan data yang tersimpan agar lebih cepat untuk diakses. Primary key di dalam setiap tabulasi menggunakan tipe data nchar. Nchar merupakan tipe data yang menyimpan data dalam bentuk karakter 16 bit. Nchar merupakan tipe data yang sama dengan char, namun nilai jangkauan nchar lebih kecil dari pada char. Tipe data yang digunakan untuk penulisan angka pada tabulasi adalah float. Float

merupakan bentuk penyimpanan data bilangan dengan nilai jangkauan dari -4.94×10324 sampai 1.79×10308. Float biasanya digunakan untuk menyimpan bilangan angka dengan tipe data single, double, dan decimal. Sedangkan tipe data yang digunakan untuk huruf ataupun tulisan adalah tipe data text.

Rancangan Tabulasi Tahapan Proses Input Data

(29)

17 Tabel 8 Tabel-tabel tahapan proses input data pada menu LCA

Nama Tabel Keterangan

TL_1LUC Tabel proses jenis lahan untuk tahap land use change

TM_2PL Tabel proses materi untuk tahap pengolahan lahan TE_2PL Tabel proses energi untuk tahap pengolahan lahan TM_3PBB Tabel proses materi untuk tahap pembibitan TE_3PBB Tabel proses energi untuk tahap pembibitan TM_4PNNM Tabel proses materi untuk tahap penanaman TE_4PNNM Tabel proses energi untuk tahap penanaman TM_5PMPKN Tabel proses materi untuk tahap pemupukan TE_5PMPKN Tabel proses energi untuk tahap pemupukan TM_6PRTKSI Tabel proses materi untuk tahap proteksi TE_6PRTKSI Tabel proses energi untuk tahap proteksi TM_7PMNN Tabel proses materi untuk tahap pemanenan TE_7PMNN Tabel proses energi untuk tahap pemanenan

TA_1ATRANS Tabel proses alat transportasi untuk tahap transportasi di lapangan

TM_8EMS Tabel proses materi untuk tahap ekstraksi minyak kelapa sawit TE_8EMS Tabel proses energi untuk tahap ekstraksi minyak kelapa sawit TA_2ATRANS Tabel proses alat transportasi untuk tahap transportasi CPO TM_9PBDSL Tabel proses materi untuk tahap produksi biodiesel

TE_9PBDSL Tabel proses energi untuk tahap produksi biodiesel

Tabel 8 menunjukkan tabel-tabel tahapan proses yang digunakan pada rancangan ini. Bentuk tabulasi dalam setiap tabel itu sendiri beberapa ditunjukkan dalam Tabel 9, 10, 11, dan 12. Rincian tabulasi dari seluruh tabel yang digunakan pada proses ini bisa dilihat dalam Lampiran 6. Setiap tabel tahapan proses ini memiliki relasi satu dengan yang lainya dan relasi setiap tabel ini dapat dilihat pada Lampiran 7.

Tabel 9 Tabulasi database untuk tahap land use change

TL_1LUC

IDa _nchar(10) _Unchecked

Lahan_Sebelumnya text Checked

ID_Lahan nchar(10) Checked

Luas float Checked

Satuan_Luas nchar(10) Checked

Jumlah_Emisi_CO2 float Checked

Jumlah_Emisi_CH4 float Checked

Jumlah_Emisi_N2O float Checked

Total_Emisi_CO2 float Checked

a

(30)

18

Tabel 10 Tabulasi database untuk tahap pengolahan lahan (materi)

TM_2PL

Input_Materi text Checked

ID_Materi nchar(10) Checked

Jumlah float Checked

Satuan_Unit nchar(10) Checked

Total_Emisi_CO2eq float Checked

a

Primary key

Tabel 11 Tabulasi database untuk tahap pengolahan lahan (energi)

TE_2PL

Input_Energi text Checked

ID_Energi nchar(10) Checked

Konsumsi_Energi float Checked

a

(31)

19 Tabel 12 Tabulasi database untuk tahap transportasi di lapangan

Table Name Coloumn Name Data Type

(length)

Allow Nulls

TA_1ATRANS

Jenis_Alat_Transportasi text Checked

ID_Alat_Transportasi nchar(10) Checked

Jarak float Checked

Satuan nchar(10) Checked

Konsumsi_Bahan_Bakar_Spesifik float Checked

Konsumsi_Energi float Checked

a

Primary key

Rancangan Tabulasi Hasil Perhitungan

Dalam proses perhitungan akan ada hasil yang diperoleh, dan hasil tersebut perlu disajikan dalam bentuk tabel dan grafik supaya pengguna (user) dapat lebih mudah memahami hasil dari proses penghitungan tersebut. Penyajian hasil perhitungan dalam bentuk tabulasi disajikan dalam bentuk view. View merupakan bentuk penyajian hasil perhitungan (tabulasi) yang berisikan query. Query

berfungsi untuk mengambil hasil perhitungan dalam tabel lain dan kemudian disatukan dalam satu bentuk tabel. Query juga berfungsi untuk mengkalkulasi hasil perhitungan dari satu tabel dengan tabel lainnya sehingga hasil perhitungan dari seluruh tabel dapat disatukan.

Sistem penyajian dengan menggunakan view berguna untuk melihat hasil perhitungan dari seluruh tahapan proses dan perbandingan antara satu tahapan proses dengan tahapan proses lainnya. Penyajian hasil perhitungan dengan menggunakan view hanya digunakan untuk melihat hasil secara keseluruhan, sedangkan hasil perhitungan dari masing-masing tahapan proses akan tetap menggunakan tabulasi yang telah ada sebelumnya. Susunan tabulasi (view) untuk menampilkan hasil perhitungan total emisi CO2eq dan konsumsi energi dapat dilihat pada Lampiran 11 dan Lampiran 12, sedangkan untuk isi query yang terdapat pada view tersebut bisa dapat dilihat pada Lampiran 13 dan Lampiran 14. View ini nantinya juga akan digunakan untuk menyajikan hasil perhitungan dalam bentuk grafik.

Sistem Perhitungan Program

(32)

20

tersebut akan dikonversi ke dalam satuan CO2eq dengan menggunakan faktor karakterisasi yang terdapat pada Tabel 2. Setelah dikonversi maka seluruh hasil perhitungan tersebut akan dijumlahkan pada setiap tahapan proses produksi dan dibagi dengan data yang telah dimasukkan pada input data 1. Proses pembagian ini bertujuan untuk memperoleh hasil perhitungan dengan satuan kg CO2eq / ton biodiesel.

Program Kajian Siklus Hidup

Program kajian siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit ini dibuat dengan menggunakan Visual Basic 2010 Express. Pemilihan untuk menggunakan Visual Basic 2010 Express ini ditetapkan karena keunggulan dan kemudahannya dalam membuat suatu program yang dapat secara mudah dimengerti oleh

programmer. Bahasa pemograman visual basic yang lebih banyak dimengerti dan dipahami oleh orang lain menjadi alasan digunakannya Visual Basic 2010 Express, sehingga harapan kedepannya program ini dapat dengan mudah ditingkatkan dan diperbaharui oleh orang lain yang juga memahami bahasa pemograman visual basic. Program kajian siklus hidup ini memiliki tampilan awal seperti yang terdapat pada Gambar 4. Di dalam tampilan tersebut terdapap menu LCA dan menu database faktor emisi. Tiga button yang berwarna merah tersebut (input data, hasil, grafik) merupakan menu LCA sedangkan menustrip (berwarna abu-abu) yang berada disebelah kiri atas merupakan menu database faktor emisi.

Menu LCA diawali dengan proses pemasukan data masukan (input) 1 dan data masukan (input) 2. Sebelum memasukkan data input 1, program akan menampilkan terlebih dahulu diagram alur proses yang terdapat pada Lampiran 1. Diagram ini berfungsi untuk memberikan gambaran kepada pengguna tentang rancangan tahapan proses produksi biodiesel yang diterapkan dalam program ini supaya pengguna benar-benar dapat memahami bagaimana cara melakukan

(33)

21 penghitungan emisi dan konsumsi energi yang tepat dengan menggunakan program ini. Setelah memasukkan data pada proses input data 1, maka pengguna akan diminta untuk memasukkan data pada proses input data 2. Proses input data 2 akan menampilkan form-form untuk memasukkan input jenis lahan, materi, energi, dan alat transportasi pada setiap tahapan prosesnya. Beberapa tampilan program untuk proses data masukan 1 dan data masukan 2 dapat dilihat pada Gambar 5, 6, 7, dan 8.

Gambar 5 Tampilan data masukan 1 pada program

(34)

22

Gambar 7 Tampilan data masukan 2 pada pengolahan lahan

Gambar 8 Tampilan data masukan 2 pada transportasi di lapangan

(35)

23

Gambar 9 Tampilan hasil pada land use change

Gambar 10 Tampilan hasil pada pengolahan lahan

(36)

24

Gambar 12 Tampilan hasil jumlah emisi CO2eq pada setiap tahapan proses

Gambar 13 Tampilan hasil total emisi CO2eq dan konsumsi energi

(37)

25

Gambar 14 Tampilan grafik hasil emisi pada land use change

Gambar 15 Tampilan grafik hasil emisi pada pengolahan lahan

(38)

26

Gambar 17 Tampilan grafik hasil emisi dan konsumsi energi pada setiap tahapan

Gambar 18 Tampilan grafik total emisi dan konsumsi energi

Pengujian Kinerja Program

Pengujian kinerja program kajian siklus hidup ini dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan program dengan hasil perhitungan software

MiLCA (Jepang). Pengujian kinerja program ini dilakukan dengan beberapa kondisi. Tujuannya adalah agar proses pengujian atau verifikasi tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor lain yang tidak diinginkan. Beberapa kondisi yang ditetapkan adalah sebagai berikut:

1. diagram proses yang digunakan pada kedua program harus sama 2. data masukan (input) yang diberikan harus sama

3. setiap perbedaan dari kedua program harus dihilangkan.

(39)

27 dalam MiLCA. Tahapan proses land use change, transportasi di lapangan, dan transportasi CPO tidak dimasukkan di dalam pengujian ini karena perbedaan data yang tersedia pada MiLCA dan program kajian ini. Tahapan proses yang digunakan adalah tahapan proses pengolahan lahan, pembibitan, penanaman, pemupukan, proteksi, pemanenan, ekstraksi minyak kelapa sawit, dan produksi biodiesel (Lampiran 15). Data-data masukan yang digunakan dalam pengujian kinerja program ini dapat dilihat pada Tabel 13 dan Tabel 14. Data masukkan ini diperoleh dari hasil penelitian sebelumnya dan sebagian besar diperoleh dari Siregar 2013 dan Rosmeika 2014.

Tabel 13 Input materi dan energi dalam pengujian kinerja program

No Tahap Input Jumlah Satuan

1. Pengolahan Lahan Herbisida 2.216 kg

Heavy fuel oil C 0.668 Liter

2. Pembibitan Insektisida 0.00017 kg

Fungisida 0.774 kg

Shellfishes catching and landing 126.5 kg

Heat energy 6.762 Liter

8. Produksi Biodiesel Methanol 0.008 Ton

Sodium Hidroksida 20.46 kg

(40)

28

Tabel 14 Input Luas lahan TBS, CPO, dan biodiesel dalam pengujian kinerja program

No. Input Jumlah Satuan

1 Luas Lahan 2 Hektar

2 Tandan Buah Segar (TBS) 4.759 Ton

3 Crude Palm Oil (CPO) 1.046 Ton

4 Biodiesel 1 Ton

Seluruh data pada Tabel 13 dan Tabel 14 dimasukkan ke dalam program kajian siklus hidup dan ke dalam MiLCA. Setelah seluruh data dimasukkan maka program akan melakukan proses penghitungan. Hasil dari perhitungan ini tidak melibatkan perhitungan konsumsi energi namun hanya menghitung jumlah emisi CO2eq (GWP100) yang dihasilkan dari setiap tahapan prosesnya. Hasil dari perhitungan emisi CO2eq pada kedua program ini ditampilkan pada Gambar 19 dan Gambar 20. Sedangkan perbandingan hasil perhitungan total emisi CO2eq dari kedua program tersebut dapat dilihat pada Tabel 15.

Gambar 19 Total emisi CO2eq dari program kajian siklus hidup

(41)

29 Tabel 15 Perbandingan hasil perhitungan total emisi CO2eq

Tahapan Proses

Total Emisi CO2eq Program Kajian Siklus

Hidup

(kg CO2eq/ton biodiesel)

Program MiLCA (kg CO2eq)

Pengolahan Lahan 1.75E+01 1.69E+01

Pembibitan 2.05E+01 2.49E+01

Penanaman 5.36E+01 3.47E+01

Pemupukan 1.52E+02 1.36E+02

Proteksi 4.91E+01 4.49E+01

Pemanenan 7.02E+01 9.34E+01

Ekstraksi Minyak Kelapa Sawit 6.39E+02 5.75E+02

Produksi Biodiesel 5.12E+01 6.54E+01

Total 1.05E+03 0.99E+03

Hasil perhitungan total emisi CO2eq dari kedua program ini menunjukkan perbedaan hasil disetiap tahapan prosesnya, namun perbedaan hasil perhitungan ini tidak terlalu signifikan. Selisih hasil perhitungan yang paling kecil antara kedua program tersebut terdapat pada tahapan proses pengolahan lahan, pembibitan, pemupukan, proteksi, dan ekstraksi minyak kelapa sawit dengan kisaran persentase selisih dibawah 20%. Sedangkan selisih hasil perhitungan yang sedikit lebih besar dari sebelumnya terdapat pada tahapan proses penanaman, pemanenan, dan produksi biodiesel dengan kisaran persentase selisih dari 20% sampai 35%. Hasil perhitungan total emisi CO2eq pada program kajian siklus hidup ini adalah 1050 kg CO2eq/ton biodiesel sedangkan hasil perhitungan pada program MiLCA adalah 991 kg CO2eq. Selisih hasil total perhitungan total emisi CO2eq tersebut yaitu sebesar 5.69%. Perbedaan satuan yang dimiliki oleh kedua program ini tidak memberikan pengaruh yang cukup besar karena data masukkan jumlah biodiesel yang diberikan sama-sama 1 ton (Tabel 14) sehingga satuan kg CO2eq/ton biodiesel yang terdapat pada program kajian siklus hidup dapat dianggap sama dengan satuan pada MiLCA yaitu kg CO2eq.

(42)

30

Perhitungan Program Kajian Siklus Hidup Biodiesel

Pada bagian ini program kajian siklus hidup digunakan untuk menghitung dampak seluruh tahapan proses yang ada di dalam program. Data yang digunakan pada perhitungan ini berasal dari hasil penelitian sebelumnya Siregar (2013). Tujuan dilakukannya perhitungan ini adalah untuk mengkaji pengaruh siklus hidup biodiesel terhadap lingkungan (Global Warming Potential) dan konsumsi energi.

Tabel 16 Input data 1 simulasi program

No Input Jumlah Satuan

1 Luas Lahan 14.58 Ha

2 Tandan Buah Segar 21 Ton

3 Crude Palm Oil 4.2 Ton

4 Biodiesel 3.864 Ton

Tabel 17 Input data 2 simulasi program

No Tahapan Proses Input Jumlah Satuan

Insektisida 7.676E-05 kg

Dolomit 14584.369 gram

MOP 25756.168 gram

Kieserit 8750.621 gram

Fossil fuel - HSD 3.794 liter

4 Penanaman TSP 168.23 kg

Rock phosphate 620.316 kg

(43)

31 Tabel 18 Input data 2 simulasi program (lanjutan)

No Tahapan Proses Input Jumlah Satuan

Fossil fuel - HSD 0.488 Liter

7 Pemanenan Fossil fuel - HSD 24.285 Liter

Insektisida 42.94 kg

8 Transportasi di Lapangan Truk (7-10 ton) 3 km

Mini Bus (2-4 ton) 3 km

Dump Truck (5-6 ton) 3 km

9 Ekstraksi Minyak Sawit Pupuk kimia 0.0002 kg

Sodium hidroksida 0.0002 kg Asam hidroklorid 0.0002 kg

Listrik 2984.394 kWh

10 Transportasi CPO Mini Bus (2-4 ton) 7 km

11 Produksi Biodiesel Methanol 0.031 ton

Listrik 98.099 kWh

Hasil dari perhitungan ini menunjukkan bahwa emisi gas rumah kaca yang ditimbulkan dari suatu proses produksi biodiesel lebih banyak dihasilkan dari tahapan proses land use change yaitu sebesar 1095027.6 kg CO2eq/ton biodiesel kemudian diikuti dengan tahap pemupukan yang menghasilkan gas rumah kaca sebesar 4571.44 kg CO2eq/ton biodiesel. Hasil ini sesuai dengan perhitungan Siregar (2013) dengan menggunakan MiLCA. Hal ini menunjukkan bahwa dalam suatu proses produksi biodiesel dari minyak kelapa sawit tahapan proses land use change dan pemupukan merupakan tahapan proses yang paling banyak memberikan kontribusi emisi terhadap terjadinya pemanasan global, sehingga diperlukan pengkajian lebih lanjut terhadap tahapan proses tersebut untuk mengurangi dampak emisi yang ditimbulkan kepada lingkungan.

(44)

32

Tabel 19 Total emisi CO2eq pada simulasi program

No Tahapan Proses Jumlah Satuan

1 Land use change 1095027.6 kg CO2eq/ton biodiesel

8 Transportasi di lapangan 1.03 kg CO2eq/ton biodiesel 9 Ekstraksi minyak sawit 186 kg CO2eq/ton biodiesel 10 Transportasi CPO 0.66 kg CO2eq/ton biodiesel 11 Produksi biodiesel 37.37 kg CO2eq/ton biodiesel

Total 1100251 kg CO2eq/ton biodiesel

Konsumsi energi yang paling banyak digunakan pada proses produksi ini terdapat pada tahapan ekstraksi minyak kelapa sawit yaitu sebesar 2825568 kJ/ton biodiesel kemudian diikuti dengan tahapan proses produksi biodiesel yaitu sebesar 329828.15 kJ/ton biodiesel. Kedua tahapan proses ini merupakan tahap proses yang paling banyak menghabiskan energi pada suatu proses produksi biodiesel sehingga perlu dilakukan pengurangan pemakaian energi pada kedua tahapan proses tersebut untuk meningkatkan keseimbangan energi yang terdapat pada tahapan produksi biodiesel dari minyak kelapa sawit.

Tabel 20 Total konsumsi energi pada simulasi program

No Tahapan Proses Jumlah Satuan

1 Pengolahan lahan 18.07 kJ/ton biodiesel

2 Pembibitan 38009.77 kJ/ton biodiesel

3 Penanaman 25855.93 kJ/ton biodiesel

4 Pemupukan 25855.93 kJ/ton biodiesel

5 Proteksi 4888.39 kJ/ton biodiesel

6 Pemanenan 243267.88 kJ/ton biodiesel

7 Transportasi di lapangan 12864.68 kJ/ton biodiesel 8 Ekstraksi minyak sawit 2825568 kJ/ton biodiesel

9 Transportasi CPO 8298.27 kJ/ton biodiesel

10 Produksi biodiesel 329828.15 kJ/ton biodiesel

(45)

33

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

1. Telah dirancang diagram alur proses produksi biodiesel yang digunakan di dalam program kajian siklus hidup. Rancangan alur proses tersebut meliputi tahapan proses land use change, pengolahan lahan, pembibitan, penanaman, pemupukan, proteksi, pemanenan, transportasi di lapangan, ekstraksi minyak kelapa sawit, transportasi CPO, dan produksi biodiesel.

2. Rancangan sistem pangkalan data telah dilakukan dengan membuat flowchart

algoritma program kajian siklus hidup biodiesel dan tabulasi seluruh data masukkan (input) pada sistem database.

3. Program kajian siklus hidup telah dibangun dengan menggunakan bahasa pemograman visual basic. Program kajian siklus hidup ini memiliki dua menu pilihan (menu LCA dan database faktor emisi) yang saling beritegrasi untuk mendukung proses penghitungan. Program ini secara langsung dapat menghitung jumlah emisi CO2eq dan konsumsi energi yang dihasilkan dari suatu siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit.

4. Pengujian kinerja program dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan emisi CO2eq dari program kajian siklus hidup dengan program MiLCA. Hasil pengujian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan hasil perhitungan pada setiap tahapan proses. Perbedaan hasil perhitungan yaitu sebesar 5,69% oleh karena itu dengan hasil demikian program kajian siklus hidup ini dapat digunakan untuk melakukan pengkajian terhadap siklus hidup biodiesel dari minyak kelapa sawit.

Saran

1. Data masukan berupa jenis lahan, materi, energi, dan alat transportasi diharapkan dapat dilengkapi dan diperbaharui dengan menggunakan data-data yang ada di Indonesia apabila penelitian ini ingin dilanjutkan.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai rancangan alur proses produksi biodiesel yang lebih sesuai untuk melakukan pengkajian emisi dan konsumsi energi seperti proses pengurangan emisi CO2 yang dapat diserap oleh tanaman kelapa sawit itu sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

[APIS] Air Pollution Information System. 2011. Acidification [internet]. [diacu 2014 Februari 18]. Tersedia dari: http://www.apis.ac.uk/ overview/issues/overview_acidification.htm.

(46)

34 Environmental Sciences, Leiden University (CML), Leiden, Belanda. Convertin. 2014. Gallon [U.S.] of Diesel Oil to Kilojoule Converter [internet].

[diacu 2014 Juni 26]. Tersedia dari: https://converterin.com/fuel-economy/gallon-us-of-diesel-oil-to-kilojoule.html.

Forster P, Ramaswamy V, Artaxo P, et al. 2007. Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon S, Qin D, Manning M, Chen Z, Marquis M, Averyt KB, Tignor M, Miller HL (eds.)].Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Harpini, Banun, et al. 2006. Biodiesel Berbahan Baku Minyak Kelapa Sawit. Warta penelitian dan pengembangan: Balai Penelitian dan Pengembangan Pertanian.

Ndong R, et al. 2009. Life cycle assessment of biofuels from Jatropha curcas in West Africa: a field study. Global Change Biology Bioenergy Vol.1 hlm. 197-210. Blackwell Publishing Ltd.

Pangestu, Danu W. 2009. Modul Pelatihan Visual Basic - Acess [internet]. [diunduh 4 Januari 2013]. Tersedia dari: http://bangdanu.files. wordpress.com /2009/02/vbasic-access.pdf

Peter C, et al. 2009. Life Cycle Assessment: Where is it on your sustainability agenda? Deloitte Development LLC, USA.

Rosmeika, et al. 2014. Comparison of Biodiesel Production by Conventional and Superheated Methanol Vapor Technologies Using Life Cycle Assessment Method. Environmental Engineering Science, Volume 31, Number 3, 2014. Mary Ann Liebert, Inc.

Sastrosayono S. 2006. Budidaya Kelapa Sawit. Jakarta: Agromedika Pustaka. Siregar K. 2013. Comparison of Emission and Energy for Biodiesel Production

From Oil Palm and Jatropha Curcas based on Life Cycle Assessment (LCA) in Indonesia. Dissertation. Graduate School, Bogor Agricultural University (IPB), Bogor.

[TAMSI-DMSI] Tim Advokasi Minyak Sawit Indonesia – Dewan Minyak Sawit Indonesia. 2010. Fakta Kelapa Sawit Indonesia. Jakarta: TAMSI-DMSI. [UJ] Unit Juggler. 2014. Convert billions m3 natural gas to kilojoules [internet].

[diacu 2014 Juni 26]. Tersedia dari: http://www.unitjuggler.com/ convert-energy-from-GcmNG-to-kJ.html.

[UJ] Unit Juggler. 2014. Convert kilograms hard coal to kilojoules [internet]. [diacu 2014 Juni 26]. Tersedia dari: http://www.unitjuggler.com/convert-energy-from-kgSKE-to-kJ.html.

(47)

(48)

36

Lampiran 2 Data masukan jenis-jenis lahan yang terdapat pada land use change

No Jenis Lahan Keterangan Faktor Emisi CO2eqa

Forest 825000 Henson 2012

2 Hutan

Produksi Logged Forest 319000

Henson 2005, Henson 2009

3 Padang

Rumput Grassland 18333,33333 Henson, 2009 4 Kebun

Karet Rubber 227333,3333

Yew 2000, Yew and Nasaruddin 2002, Henson 2009

5 Kebun

Kelapa Coconut 275000

European Commission

(49)

37 Lampiran 3 Data-data masukan pada bagian materi

No ID Materi Materi Faktor Emisi

Kongshaug G. (2003) 0,00621118

Jensson T.K. and

Campuran 0,014962265 MILCA 1,16259E-05 MILCA 1,16172E-05 MILCA

11 MB4 Pupuk Fosfat 2,886269164 MILCA 0,002163245 MILCA 0,001536483 MILCA

12 MC1 Pupuk Kimia 0,854934429 MILCA 0,00021868 MILCA 0,000974136 MILCA

13 MC2 Pupuk postatik 0,533074758 MILCA 0,000417353 MILCA 0,000714694 MILCA

14 MC3 Magnesium

(Mg) 1,465839733 MILCA 0,000390509 MILCA 0,000479744 MILCA

15 MC4 Methanol 1,342707072 MILCA 0,002372123 MILCA 0,001037049 MILCA

16 MD1 Pyroborate 2,18089276 MILCA 0,002256276 MILCA 0,001339761 MILCA

17 MD2 Sodium

Hidroksida 1,438378745 MILCA 0,001008578 MILCA 0,001202361 MILCA

18 MD3 Asam

(50)

38

19 MD4 Diamonium

Fosfat (DAP) 0,46

Jensson T.K. and

Kongshaug G. (2003) 0,002835539

(51)

39

1,71102536 MiLCA 0,001906561 MiLCA 0,000877549 MiLCA

a

(52)

40

Lampiran 4 Data-data masukan pada bagian energi

No. ID Energi Ket Faktor

(53)

41 Lampiran 5 Data-data masukan pada bagian alat transportasi

No ID Alat

Lampiran 6 Rancangan tabulasi untuk tahapan proses pada menu LCA

TL_1LUC

Lahan_Sebelumnya text Checked

ID_Lahan nchar(10) Checked

Luas float Checked

Satuan_Luas nchar(10) Checked

Total_Emisi_CO2 float Checked

TM_2PL

Input_Materi text Checked

ID_Materi nchar(10) Checked