AN ANALYSIS OF THE OPTIMIZATION OF THE RAWAPENING WATER HYACINTH (EICHHORNIA CRASSIPES) UTILIZATION AS A RENEWABLE ENERGY SOURCE - Test Repository

(1)

i

PROCEEDINGS

INTERNATIONAL CONFERENCE

ON INDONESIAN ISLAM, EDUCATION AND SCIENCE

(ICIIES) 2017

Theme:

The Prospects and Challenges in the East and the West

Keynote Speakers: Prof. Dr. Rizwanur Rahman

Prof. Dr. Mohd. Roslan Bin Mohd Nor Prof. Dr. Bunyamin Maftuh

Prof. Muhamad Ali, Ph.D.

Prof. Muhammad Alinor Bin Abdul Kadir Dr. Phil. Syafiq Hasyim

Agus Purwanto, D.Sc. Norwanto, Ph.D.

Venue:

(2)

ii

PROCEEDINGS

INTERNATIONAL CONFERENCE

ON INDONESIAN ISLAM, EDUCATION AND

SCIENCE (ICIIES):

The Prospects and Challenges in the East and the West

Steering Committee Rahmat Hariyadi

Suwardi

Committee Hammam Sari Famularsih

Setia Rini M. Hasbi Aprilian Adisti

Reviewers

Zakiyuddin Baidhawy, Gautam Kumar Jha, Noor Malihah, Budiyono Saputro, Aji Nugroho

Editors

Roko Patria Jati & Faizal Risdianto

Publisher FTIK IAIN Salatiga Jl. Lingkar Salatiga Km 2. 50716.

website: iies.iainsalatiga.ac.id

ISBN. 978-602-50751-0-0

(3)

iii

First of all, I should thank God, The Most Merciful, who has given us excellent opportunities to hold the International Conference on Indonesian Islam, Education and Science. I would like to extend my warmest welcome, to all distinguished guests, presenters and participants who have come here today from all over the world, for having the international conference conducted by FTIK IAIN Salatiga, with its special theme concerning: ―The Prospects and Challenges in the East and the West.‖

Secondly, I would also like to specially express my highest appreciation to the honorable keynote speakers from all over the world, from University of Malaya (Prof. Dr. Mohd Roslan Bin Mohd Nor), from Jawaharlal Nehru University (Prof. Dr. Rizwanur Rahman), University of California Riverside (Prof. Muhamad Ali, Ph.D), Ministry of Research and Higher Education (Prof. Dr. Bunyamin Maftuh), International Centre for Islam and Pluralism (Dr. Syafiq Hasyim), IAIN Salatiga (Norwanto), Institute of Technology Surabaya (Agus Purwanto, D.Sc.), welcome to IAIN Salatiga. Ladies and Gentlemen, today we are having an agenda, an international conference in order to support our vision as a center of academic reference. To realize that dream, we have been trying our best to put academic activities as our top priority. In many occasions, I undoubtedly give abundant attention to all the lecturers and students to get involved in any researching, writing up, dissemination activities, and publication including having an international conference like what we are joining now. Early this year, we also felt very blissful since one of our journals had successfully indexed by Scopus, please join me to congratulate the management of IJIMS (Indonesian Journal of Islam and Muslim Societies). This had become a pride not only for IAIN Salatiga but also for the Ministry of Religious Affairs, or even for Indonesia as a country, in competition with others in this globalization era.

Ladies and Gentlemen, from the committee, I have just received an update stating that the total presenters registered in this international conference are 124 presenters. The institutions are also various from India, U.S., Australia and definitely from domestic institutions. Welcome to our lovely campus dear neighbors from: UNS (13 participants), UMS, IAIN Surakarta, Univet, Undaris, Baldik, UNNES, IAIN Pekalongan, UIN Jogja, UAD, UGM, UPI, UNPAD, UIN Bandung, various institutions from East Java. Besides, we are also honored to welcome our colleagues from outside Java: UNP, UIN, UM, STAIN, IAIN Palangkaraya, Univ Tadulako, UNM, UHO. As the representative of IAIN Salatiga, I thank you all very much for your participation in this conference. Bapak Ibu, I think this is influential to inform you all that this conference can reach its great success due to the hard work of the committee under the direction of Bapak Hammam, Ph.D., thanks for your dedication (and also the team). I really hope that this conference is able to meet the expectations from all the presenters and participants and it can run well until the end of the session tomorrow.

Finally, on behalf of the committee, I apologize for any inconvenience you may find in carrying out this international conference. And I wish all of you an exciting series of discussions and scientifically rich outcomes. Herewith I declare that the ―International Conference on Indonesian Islam, Education and Science (ICIIES)‖ is officially opened by reciting basmalah, bismillahirrohmanirrohim_{. Enjoy the conference and thank you.}

Rector,

(6)

40 International Conference on Indonesian Islam, Education and Science (ICIIES) 2017

AN ANALYSIS OF THE OPTIMIZATION OF THE RAWAPENING WATER HYACINTH (EICHHORNIA CRASSIPES) UTILIZATION AS A RENEWABLE ENERGY SOURCE

Arif Billah IAIN Salatiga

arifbillahbadr@iainsalatiga.ac.id.

ABSTRACT

Rawapening Lake has undergone many changes that can be seen from the uncontrolled water hyacinth, even in the dry season, it can cover the surface of the lake up to 70%. The rapid growth of water hyacinth requires proper handling. The purpose of this research is to analyze the utilization of water hyacinth in Rawapening lake optimally as renewable energy source. Stages in this research are: (1) Preparation stage contains problem identification, how to analyze optimization of Rawapening lake water hyacinth utilization as renewable energy source; and literature studies on water hyacinth, Rawapening lake, and renewable energy; (2) Data Collection Phase about water hyacinth, Rawapening lake, and renewable energy from water hyacinth. At this stage the researcher conducts field surveys and interviews of local residents; (3) Data Processing Phase which contains related data processing and data analysis; and (4) Final Stage, which is the optimization analysis of the utilization of water hyacinth (Eichhornia crassipes) Rawapening lake as a renewable energy source. The result of this research: (1) result of analysis indicate that from the 30% of the land utilization of Rawapening lake for hyacinth area of 8,010,000 m2_{, it produced potency of biogas volume per day equal to 142,663,502.232 m}3_{; (2) the}

potential of methane gas produced is 92,731,276.451 m3_{. This gas can be converted into electrical energy of}

1,035,808,357.957 kWh/day or equivalent to 1,035,808.358 MWh/day. This value is equivalent to 310,138,048.331 kg of LPG gas or equivalent to LPG gas production 103,379,349 three kg LPG tube per day; and (3) it is possible to have a natural cultivation of water hyacinth as a source of renewable energy by continuously controlling and considering the survival of Rawapening lake ecosystem including sedimentation of Rawapening lake.

Keywords: Rawapening Lake; Water Hyacinth; Renewable Energy

PENDAHULUAN

Undang-Undang No 33 Tahun 2007 tentang Energi dalam pasal 20 ayat 4 memuat

bahwa penyediaan energi baru dan energi terbarukan wajib ditingkatkan oleh pemerintah dan

pemerintah daerah sesuai dengan kewenangannya. Pada Pasal 21 ayat 1 memuat bahwa

Pemanfaatan energi dilakukan berdasarkan asas: (a) mengoptimalkan seluruh potensi daya

energi; (b) mempertimbangkan aspek teknologi, sosial, ekonomi, konversi dan lingkungan;

dan (c) memprioritaskan pemenuhan kebutuhan masyarakat dan peningkatan ekonomi daerah

penghasil sumber energi. Beberapa jenis energi terbarukan yang dapat dikembangkan di

Indonesia antara lain energi matahari, geothermal, hydropower, energi pasang surut, energi

angin, hydrogen, gasified coal, biodiesel, bioethanol, dan biogas. Salah satu tumbuhan yang

dapat menghasilkan biogas adalah eceng gondok (Yonathan, 2012). Eceng gondok

(Eicchornia crassipes) merupakan jenis gulma yang pertumbuhannya sangat cepat.

Berdasarkan observasi lapangan dan menurut Kementerian Lingkungan Hidup (KLH)

tahun 2010, secara ekologis, Danau Rawapening telah banyak mengalami perubahan yang

(7)

41 | International Conference on Indonesian Islam, Education and Science (ICIIES) 2017

dapat menutupi permukaan danau hingga 70% dan penurunan volume air danau sebesar

29,34% selama kurun waktu 22 tahun (tahun 1976 – 1998), hal ini juga dikuatkan oleh hasil

penelitian Putri (2017). Keberadaan eceng gondok atau gulma air dalam jumlah yang banyak

hingga menutupi permukaan perairan akan menyebabkan jumlah cahaya yang masuk ke

dalam air berkurang tingkat kelarutan oksigen dalam air juga berkurang, sehingga jenis

binatang air seperti ikan akan berkurang. Satu batang eceng gondok dalam waktu 52 hari

mampu menghasilkan tanaman baru seluas 1 m2_{(Gutierrez, Ruiz, Uribe, & Martinez, 2001).}

Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat memerlukan penanganan yang tepat.

Meningkatnya eceng gondok juga menyebabkan pendangkalan Danau Rawapening. Jika

permasalahan tersebut dibiarkan, maka diprediksi pada tahun 2021 Danau Rawapening akan

menjadi daratan (Tri Retnaningsih, Shalihuddin Djalal, Sutikno, Hadisusanto, & Gell, 2012).

Pada Konferensi Nasional Danau Indonesia I pada 13 – 15 Agustus 2009 telah

menghasilkan Kesepakatan Bali 2009 antara sembilan menteri tentang pengelolaan danau

berkelanjutan dalam mengantisipasi perubahan iklim global. Kesepakatan Bali 2009

menetapkan 15 danau prioritas yang akan ditangani bersama secara terpadu, berwawasan

lingkungan dan berkelanjutan pada periode 2010-2014. Penetapan danau prioritas

berlandaskan pada kerusakan danau, pemanfaatan danau, komitmen Pemda dan masyarakat

dalam pengelolaan danau, fungsi strategis untuk kepentingan nasional, keanekaragaman

hayati, dan tingkat resiko bencana. 15 danau tersebut adalah Danau Toba, Maninjau,

Singkarak, Kerinci, Tondano, Limboto, Poso, Tempe, Matano, Mahakam, Sentarum, Sentani,

Batur, Rawa Danau, dan Rawapening (Kementerian Lingkungan Hidup, 2011).

Berpijak pada paparan di atas, bahwa kemanfaatan eceng gondok yang dapat

dioptimasi sebagai sumber energi terbarukan sekaligus sebagai solusi alternatif untuk

mengendalikan pertumbuhannya di Danau Rawapening maka peneliti memandang perlu

untuk dilakukan kajian tentang analisis optimasi pemanfaatan eceng gondok di Rawa Pening

sebagai sumber energi terbarukan. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis pemanfaatan

eceng gondok di danau Rawapening secara optimal sebagai sumber energi terbarukan.

METODOLOGI

Lokasi

Penelitian ini berlokasi di Danau Rawapening terletak pada 7o40’ LS – 7o30’ LS dan 110o 24’

(8)

42 International Conference on Indonesian Islam, Education and Science (ICIIES) 2017 Metodologi Penelitian

Tahapan dalam Penelitian ini yaitu:

Gambar 1. Diagram Alir Tahapan Penelitian

TINJAUAN PUSTAKA

Letak dan Kondisi Danau Rawa Pening

Danau Rawapening terletak pada 7o40’ LS – 7o30’ LS dan 110o 24’46” BT – 110o 49’

06” BT, dan berada di ketinggian antara 455 – 465 mdpl. Danau ini terletak 45 km sebelah

selatan Semarang dan 9 km timur laut Salatiga, di segitiga pertumbuhan Yogyakarta,

Surakarta, dan Semarang (Kementerian Lingkungan Hidup, 2011). Danau Rawapening Hasil Penelitian

Hasil analisa optimasi pemanfaatan Eceng Gondok

(Eichhornia crassipes) Danau Rawapening sebagai sumber energi terbarukan Analisis Data

Data dianalisa untuk mengetahui besarnya potensi energi terbarukan dari eceng gondok danau Rawapening

Pengolahan Data

Data dari survey lapangan diolah berdasarkan literatur Pengumpulan Data

Survey lapangan dan pengumpulan data tentang eceng gondok,

danau Rawapening, dan energi terbarukan dari eceng gondok Studi Literatur

Mencari referensi tentang eceng gondok, danau Rawapening, dan

energi terbarukan Identifikasi Masalah

Bagaimana menganalisis optimasi pemanfaatan Eceng Gondok (Eichhornia crassipes) Danau Rawapening sebagai sumber energi terbarukan

Tahap Persiapan

Tahap Pengumpulan

Data

Tahap Pengolahan

Data

(9)

menempati empat wilayah Kecamatan, yakni Ambarawa, Banyubiru, Tuntang, dan Bawen

memiliki luas 2.670 ha (Balai Pengelolaan DAS Pemali-Jratun, 2010). Pada tahun 1976, luas

maksimum 2.500 ha dan minimum 650 ha (Goltenboth, 1979). Sedikit peningkatan luas danau

ini kemungkinan sebagai akibat dari semakin luasnya daerah genangan banjir. Hal ini

diperkuat dengan perubahan tataguna lahan, dimana persentase stabil 4% sejak tahun 1972

(Soeprobowati, 2010).

Daerah Tangkapan Air (DAT) atau catchment area merupakan wilayah daratan yang

menerima air hujan dan mengalirkannya melalui anak sungai utama. DTA Rawapening

termasuk dalam Sub-DAS (Daerah Aliran Sungai) Rawapening, yang terdiri dari 9 sub-sub

DAS dengan daerah tangkapan air 28.735,12 Ha (Bappeda Provinsi Jawa Tengah, 2005).

Sub-DAS Rawapening terdiri dari 9 sub-sub – DAS, Di Kabupaten Semarang terdapat 6 sub-DAS,

yaitu Ambarawa, Banyubiru, Bawen, Tuntang, Getasan dan Jambu. Sebagian kecil DTA

Rawapening berada di wilayah Kota Salatiga, yakni di Kecamatan Sidorejo, Sidomukti dan

Argomulyo. tersaji pada tabel 1.

Tabel 1. Sembilan Sub-DAS Danau Rawapening Kabupaten Kecamatan Kelurahan

Semarang Ambarawa Kelurahan Bejalen, Desa Kupang, Kelurahan Tambakboyo, Baran,

Lodoyong, Ngampin, Pasekan, Panjang, Pojoksari, Kranggan.

Banyubiru Rowoboni, Kebumen, Kebondowo, Banyubiru, Desa Tegaron,

Kemambang, Sepakung, Wirogomo, Gedong, Ngrapah.

Bawen Desa Asinan, Bawen, Harjosari.

Tuntang Desa Tuntang, Desa Lopait, Desa Kesongo, Desa Candirejo, Desa

Jombor, Desa Sraten, Desa Rowosari, Gedangan, Watuagung.

Getasan Wates, Doplang, Batur, Tolokan, Samirono, Polobogo, Ngrawan,

Nagasaren, Manggihan, Kopeng, Getasan, Sumogawe, Tajuk.

Jambu Brongkol, Genting, Kelurahan, Kuwarasan, Bedono, Jambu,

Kebondalem, Rejosari, Gondoriyo.

Salatiga Sidorejo Blotongan, Pulutan, Salatiga, Sidorejo lor, Bugel.

Sidomukti Kalicacing, Kecandran, Mangunsari, Dukuh.

Argomulyo Randuacir, Kumpulrejo, Kumpulrejo.

Danau Rawapening memiliki kapasitas tampung air maksimum 65 juta m3 pada

elevasi muka air 463,9 m dan kapasitas air minimum 25 juta m3_{pada elevasi muka air 462,05}

m. Pada tahun 1998, volume air danau Rawapening sebanyak 45.930.578 m3_{dengan luas}

genangan antara 1.650 sampai 2.770 Ha (Goltenboth & Timotius, 1994). Curah hujan rata-rata

pada daerah tangkapan 2247 mm/tahun (BPS, 2010).

Pemanfaatan Danau Rawapening

Pemanfaatan lahan daerah tangkapan Danau Rawapening adalah tegalan 35%, sawah

(10)

7,8%, rawa/danau 4,5%, penggunaan lahan lainnya 1% (Bappeda Provinsi Jawa Tengah,

2000). Berdasarkan luas pemanfaatan lahan sampai dengan tahun 2009 di daerah Danau

Rawapening untuk sawah adalah 5.539,25 ha; tegal dan kebun 11.264,2 ha; permukiman

4.408,33 ha; perkebunan 2.16,42; rawa 2.623 ha; dan penggunaan lahan lainnya sebesar

1.340,1 ha (BPS, 2010).

Hasil studi karakteristik Rawapening (BalitBang Prov Jateng, 2003) menggambarkan

kebergantungan kegiatan ekonomi masyarakat yang signifikan pada keberadaan Danau

Rawapening. Kebergantungan tersebut dalam wujud memanfaatkan Danau Rawapening

dalam berbagai sektor, yaitu sektor pertanian, irigasi, pariwisata, PDAM, PLTA, perikanan,

pengendali daya rusak air, serta habitat air dan fauna.

Kegiatan sektor pertanian yang dilakukan oleh masyarakat sekitar berupa penggunaan

lahan pasang surut seluas 822 ha yang berkaitan dengan pengaturan operasi air danau. Air

danau Rawapening yang dipergunakan untuk irigasi sawah seluas 39.277 ha di Kabupaten

Semarang, Demak, dan Grobogan. Daerah irigasi Glapan Barat seluas 8.896 ha (Kementerian

Lingkungan Hidup, 2011).

Pada sektor pariwisata, saat ini danau Rawapening telah dikembangkan menjadi obyek

wisata alam. Pemandangan danau dan pegunungan yang indah mempunyai daya tarik

tersendiri. Masyarakat danau Rawapening sebagian bekerja di sektor ini, antara lain

menyewakan perahu, berdagang di sekitar danau, atau menjadi juru parkir. Wisatawan dapat

memanfaatkan perahu untuk menjelajah danau walaupun vegetasi dominan yaitu eceng

gondok masih menjadi pemandangan luas di hamparan danau.

Permasalahan Danau Rawapening

Berdasarkan hasil penelitian Putri (2017), dihasilkan bahwa kelas tutupan lahan badan

air mengalami penurunan luas pada musim hujan (Desember) sebesar 562,022 ha pada tahun

2015 dan 212,704 ha pada tahun 2016. Luas badan air di musim kemarau (Mei) lebih besar

dari musim hujan (Desember) karena kegiatan penyelamatan Danau Rawapening. Luasan

lahan pertanian mengalami penurunan sebesar 3666,642 ha pada bulan Desember 2015 dan

mengalami penurunan pula pada Desember 2016 sebesar 3625,269 ha. Menurunnya luas

pertanian di musim hujan disebabkan lahan pertanian sering tergenang saat musim hujan yang

disebabkan oleh penurunan daya tamping air danau akibat meluasnya persebaran eceng

gondok yang disertai meningkatnya lahan basah saat musim hujan yaitu 333,513 ha pada

(11)

besar 3891,961 ha daripada musim kemarau (Mei) pada tahun 2015 dan 3740,331 ha pada

tahun 2016. Lahan lahan terbangun disekitar danau Rawapening terus mengalami

peningkatan, dari bulan Mei 2015 hingga Desember 2015 terjadi peningkatan sebesar 3,190

ha dan dari bulan Desember 2015 hingga bulan Mei 2016 terjadi peningkatan sebesar 0,966

ha dan dari bulan Mei 2016 hingga Desember 2016 terjadi peningkatan sebesar 1,682. Hasil

akurasi overall klasifikasi adalah 95,417% sedangkan akurasi kappa adalah 94,218% masuk

dalam rentang 0,81 – 1 sangat kuat yang menunjukkan hubungan yang kuat dengan objek

pada citra Google earth.

Secara ekologis, Danau Rawapening telah banyak mengalami perubahan, yang

diindikasikan oleh tidak terkontrolnya pertumbuhan gulma air yang umumnya berkaitan

dengan proses eutrofikasi. Berdasarkan penelitian diketahui bahwa volume air Danau

Rawapening dalam kurun 22 tahun (tahun 1976–1998) mengalami penurunan 29,34%.

Degradasi kualitas air, sedimentasi yang cukup tinggi dan blooming eceng gondok

mengakibatkan proses pendangkalan danau yang dipercepat. Jika kondisi tidak berubah, maka

diprediksi pada tahun 2021 Rawapening akan menjadi daratan (Pemerintah Kabupaten

Semarang, 2000). Pada tahun 2021 Danau Rawapening diprediksi akan penuh dengan

sedimen dan menjadi daratan (Pemerintah Kabupaten Semarang, 2000).

Karakteristik Eceng Gondok

Kingdom: Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom: Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi: Spermatophyta (Menghasilkan biji) Divisi: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas: Liliopsida (berkeping satu / monokotil) Sub Kelas: Alismatidae

Ordo: Alismatales Famili: Butomaceae Genus: Eichornia

Spesies: Eichhornia crassipes (Mart.) Solms

Gambar 2. Tanaman Eceng Gondok

Eceng gondok hidup mengapung di air dan kadang-kadang berakar dalam tanah.

Tingginya sekitar 0,4 - 0,8 meter, tidak mempunyai batang, daunnya tunggal dan berbentuk

(12)

daunnya licin dan berwarna hijau. Bunganya termasuk bunga majemuk, berbentuk bulir,

kelopaknya berbentuk tabung. Bijinya berbentuk bulat dan berwarna hitam. Buahnya kotak

beruang tiga dan berwarna hijau. Akarnya merupakan akar serabut (Rahayu, 2010).

Eceng gondok merupakan gulma yang pertumbuhannya sangat cepat. Pertumbuhan

eceng gondok dapat mencapai 1,9 % per hari dengan tinggi 0,3 s.d. 0,5 m (Fikri, 2015). Satu

batang eceng gondok dalam waktu 52 hari mampu menghasilkan tanaman baru seluas 1 m2

(Gutierrez et al., 2001). Eceng gondok memiliki kandungan biomassa selulosa dan

hemiselulosa yang cukup tinggi terutama pada bagian daunnya, sedangkan untuk kandungan

lignin, protein, dan lipid cukup rendah. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 2. yang menunjukan

komposisi kimia dari biomassa eceng gondok.

Tabel 2. Komposisi kimia biomassa eceng gondok

Komposisi* Daun Batang Akar

Selulosa 28,91 28,23 17,07

Hemiselulosa 30,81 26,35 15,25

Lignin 4,59 17,44 14,63

Protein 20,97 6,80 2,60

Lipid 1,79 0,91 0,47

Abu 12,95 20,26 49,97

Nilai Kalori (KJ/g-BK) 14,93 13,52 8,46

*( % Berat Kering) Sumber: Jun (2006)

Potensi Biogas dari Eceng Gondok

Akhiruddin (2009), limbah biomassa Eceng gondok dapat dikonversi menjadi sumber

energi seperti bioethanol dan biogas. Tetapi produksi bioetanol dengan Eceng gondok tidak

efisien, karena perbandingan antara hasil konversi Eceng gondok dengan bahan adalah sangat

kecil. Oleh karena itu biogas lebih cocok menjadi solusi penanganan limbah biomassa Eceng

gondok dan memungkinkan untuk menjadi skala besar nantinya yang digunakan sebagai

solusi energi alternatif.

Sedangkan Astuti (2013), menjelaskan eceng gondok (E. crassipes) merupakan salah

satu biomassa atau bahan organik yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas.

Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku biogas dikarenakan memiliki kandungan

karbohidrat dan selulosa.

Produksi Biogas dengan Penambahan Limbah Ternak

Berdasarkan penelitian Astuti (2013), bahan baku isian pembuatan biogas terdiri dari

eceng gondok, kotoran sapi dan air. Pada variasi jumlah eceng gondok terhadap substat yang

(13)

gram dan penambahan air disesuaikan sampai volume total 600 ml didapatkan perbandingan

40:60:500 dari eceng gondok, kotoran sapi dan air memiliki volume yang paling optimal yaitu

sebesar 125,7 ml biogas pada hari ke 20.

Sumber: Astuti, 2013

Gambar 3. Produksi Biogas

Konversi Biogas Menjadi Listrik

Energi biogas sangat potensial untuk dikembangkan karena produksi biogas

peternakan ditunjang oleh kondisi yang kondusif dari perkembangan dunia peternakan sapi di

Indonesia saat ini. Disamping itu, kenaikan tarif listrik, kenaikan harga LPG (Liquefied

Petroleum Gas), premium, minyak tanah, minyak solar, minyak diesel dan minyak bakar telah

mendorong pengembangan sumber energi alternatif yang murah, berkelanjutan dan ramah

lingkungan (Nurhasanah et al., 2006).

Konversi energi biogas untuk pembangkit tenaga listrik dapat dilakukan dengan

menggunakan gas turbine, microturbines dan Otto Cycle Engine. Pemilihan teknologi ini

sangat dipengaruhi potensi biogas yang ada seperti konsentrasi gas metan maupun tekanan

biogas, kebutuhan beban dan ketersediaan dana yang ada (Saragih, 2010). Sebagai

pembangkit tenaga listrik, energi yang dihasilkan oleh biogas setara dengan 60 s.d.100 W

lampu selama 6 jam penerangan. Kesetaraan biogas dibandingkan dengan bahan bakar lain

dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Nilai kesetaraan biogas dan energi yang dihasilkan

Aplikasi Jenis Sumber Energi

1 m3_Biogas _{Elpiji 0,46 kg}

Minyak tanah 0,62 liter Minyak solar 0,52 liter Kayu bakar 3,50 kg

Sumber: Wahyuni, 2008.

Sorensen (2007), menjelaskan bahwa 1 kg gas metana setara dengan 6,13 × 107 J,

sedangkan 1 kWh setara dengan 3,6 × 107 J. Massa jenis gas metana 0,656 kg/m3. Sehingga 1

(14)

48 International Conference on Indonesian Islam, Education and Science (ICIIES) 2017 Potensi Pemanfaatan Limbah Biogas Eceng Gondok sebagai Pupuk Organik

Kompos kotoran ternak merupakan kunci keberhasilan bagi petani lahan kering. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa penggunaan kompos dengan dosis 9,5 ton/ha, mampu

meningkatkan hasil biji kacang tanah 38,72 % dengan hasil 2,13 ton/ha, dan efek residunya

untuk musim tanam berikutnya, mampu memberikan hasil lebih tinggi yaitu sebesar 2,6

ton/ha (Suntoro, 2001). Peneliti yang lain melaporkan penambahan dengan dosis 30 ton/ha

mampu memberikan hasil padi gogo 5,93 ton/ha (Mertikawati, Suyono, dan Djakasutami.

1999). Untuk tanaman kedelai dilaporkan penggunaan pupuk kandang sapi 20 ton/ha mampu

memberikan hasil biji 1,21 ton/ha (Wiskandar, 2002).

Sedangkan menurut Chalimah (2015), pupuk organik granul dari limbah biogas

(campuran eceng gondok, kotoran ayam, kambing dan ayam-kambing) memberikan pengaruh

nyata terhadap pertumbuhan tanaman tomat (Solanum lycopersicum). dilihat dari parameter

tinggi tumbuhan, diameter batang dan biomassa tanaman tetapi tidak memberikan pengaruh

nyata pada parameter jumlah daun. Pupuk organik granul kotoran kambing paling efektif

terhadap pertumbuhan tanaman tomat, khususnya tinggi tanaman. pupuk organik granul

kotoran ayam memberikan pengaruh pertumbuhan terbaik pada diameter batang dan biomassa

tanaman. Pengaruh perlakuan pemberian pupuk organik granul dari limbah biogas

memberikan pertumbuhan terbaik di banding kontrol.

Dalam penelitian ini, analisis pembuatan biogas mengacu pada penelitian Astuti

(2013) dengan memanfaatkan eceng gondok dan kotoran sapi. Dengan demikian sisa dari

pembuatan biogas dapat dijadikan sebagai bahan utama pembuatan pupuk organik.

PEMBAHASAN

Berdasarkan data literatur dan obeservasi lapangan, di dapat Luas Danau Rawapening

adalah sekitar 2.670 ha dengan luas perairan 7.200 ha. Luas permukaan danau yang tertutupi

eceng gondok di danau Rawapening saat ini adalah 70  dari luas danau yaitu sama dengan

18.690.000 m2. Salah satu manfaat dari penelitian ini adalah dapat menganalisis optimasi

pemanfaatan eceng gondok sebagai sumber energi terbarukan secara berkelanjutan. Dengan

demikian, peneliti menawarkan pemanfaatan 30 % permukaan perairan danau Rawapening untuk lahan “budidaya alami” eceng gondok sebagai sumber energi terbarukan mengingat pertumbuhannya yang sangat cepat, yaitu mencapai 1,9 % perhari (Fikri, 2015) dan

pertimbangan keberlangsungan ekosistem danau Rawapening. Dari luas lahan eceng gondok

(15)

sehingga menghasilkan 52.117,009 kg/hari eceng gondok kering dimana nilai faktor

kelembaban eceng gondok adalah sebesar 0,0709 (Rahman, 2016). Dari jumlah eceng gondok

kering tersebut dapat dihasilkan biogas sebesar 142.663.502,232 m3.

Menurut Rahman (2016), kandungan gas metana yang dapat dihasilkan biogas eceng

gondok sebesar 65 % dari biogas yang dihasilkan. Dengan demikian, jika terdapat biogas

sebesar 142.663.502,232 m3 maka gas metana yang dihasilkan sebesar 92.731.276,451 m3.

Sehingga berdasarkan analisa tersebut dapat dihitung energi listrik dari optimasi pemanfaatan

eceng gondok danau Rawapening sebesar 1.035.808.357,957 kWh/hari atau setara dengan

1.035.808,358 MWh/hari. Nilai ini setara dengan 310.138.048,331 kg gas elpiji atau setara

dengan produksi gas elpiji 103.379.349 tabung elpiji bermassa 3 kg perharinya. Analisa data

secara detail tampak pada tabel 4.

Tabel 4. Analisa Optimasi Pemanfaatan Eceng Gondok Danau Rawapening

Tahapan Nilai Satuan

Luas Perairan 7.200 Ha

Luas Danau Rawapening 2.670 Ha Luas Lahan Eceng Gondok Saat ini (70% dari luas danau) 18.690.000 m2

Pemanfaatan Eceng Gondok 801 Ha Budidaya EG (30% dari Danau) 8.010.000 m2

Pertumbuhan Eceng Gondok 152.190

(1,9 % perhari) 152.190 m2_{per hari}

Eceng Gondok Basah

(1 meterpersegi = 4,83 kg) 735.077,7 Kg Eceng Gondok Kering 52.117,009 Kg (Nilai Faktor Kelembaban 79.446,66 m3

MF = 0,0709) 79.446.659.954,268 ml Produksi Biogas 142.663.502.232.165 ml (0,07 ml EG menjadi 125,7 ml biogas) 142.663.502,232 m3

Gas metana (65 %) 92.731.276,451 m3

Potensi Produksi Energi Listrik 1.035.808.357,957 kWh perhari

1.035.808,358 MWh perhari

Potensi Produksi Elpiji 310.138.048,331 Kg Potensi Produksi Elpiji 3 kg 103.379.349,444 elpiji/hari

Adapun limbah dari biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku utama dalam

pembuatan pupuk. Selain sebagai bahan baku untuk menghasilkan biogas dan pupuk, eceng

gondok juga mempunyai manfaat lainnya antara lain sebagai: (1) bahan baku briket (Hendra,

2011); (2) campuran pakan ikan untuk meningkatkan berat badan dan daya cerna protein ikan

nila merah (Muchtaromah, 2006); (3) pakan alternatif itik pengging jantan (Setiyowati, 2013);

(4) media tumbuh untuk mendukung pertanian organik (Sittadewi, 2007); (5) media tanam

untuk pertumbuhan anggrek bulan (Tristania, 2017); (6) media tanam jamur tiram putih

(16)

teknik alternatif dalam pengolahan biologis air limbah asal rumah pemotongan hewan

(Suardana, 2009); (9) katalis dalam pengolahan limbah cair industri tahu secara anaerobik

(Utami, 2011); (10) sisipan panel berlubang pada akustik panel gedek bamboo (Wijayanti,

2015); dan (11) bahan baku kerajinan tangan sulam pita (Rapitasari, 2016).

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan dari analisis optimasi pemanfaatan eceng gondok sebagai sumber energi

terbarukan dalam penelitian ini adalah: (1) hasil analisa menunjukkan bahwa dari

pemanfaatan lahan 30 % danau Rawapening untuk lahan eceng gondok seluas 8.010.000 m2

dihasilkan potensi volume biogas perhari sebesar 142.663.502,232 m3; (2) potensi gas metana

yang dihasilkan sebesar 92.731.276,451 m3_{. Gas ini dapat dikonversi menjadi energi listrik}

sebesar 1.035.808.357,957 kWh/hari atau setara dengan 1.035.808,358 MWh/hari. Nilai ini

setara dengan 310.138.048,331 kg gas elpiji atau setara dengan produksi gas elpiji

103.379.349 tabung elpiji bermassa 3 kg perharinya; dan (3) dimungkinkan untuk dilakukan

adanya budidaya secara alami eceng gondok sebagai sumber energi terbarukan dengan tetap

mengontrol dan mempertimbangkan kelangsungan ekosistem danau Rawapening termasuk

sedimentasi danau Rawapening.

Saran yang dapat diambil dari analisis optimasi pemanfaatan eceng gondok sebagai

sumber energi terbarukan dalam penelitian ini adalah: (1) perlunya keterpaduan pemanfaatan

eceng gondok sebagai sumber biogas dengan pemanfaatan limbah dari biogas dan

pemanfaatan eceng gondok lainnya; (2) adanya kerjasama antara Pemerintah Daerah dengan

Masyarakat Rawapening dalam upaya pemanfaatan eceng gondok sebagai energi terbarukan

secara terpadu demi kesejahteraan masyarakat sekitar danau Rawapening; dan (3) munculnya

komunitas dan pusat kajian danau Rawapening dengan melibatkan masyarakat, peneliti, dan

akademisi.

DAFTAR PUSTAKA

Akhiruddin. (2009). Potensi Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichhornia cressipes Solms) Sebagai

Bahan Baku Biogas Tanpa dan dengan Penambahan Lumpur Aktif Sebagai Inisiator. Universitas

Mulawarman: Samarinda.

Astuti, A., Wardhani, Fathurahman, Nur, M., & Suranto. (2011). Pemanfaatan Limbah Eceng Gondok (Eichornia crassipes) sebagai Alternatif Media Pertumbuhan Jamur Tiram Putih (Pleurotus

ostreatus). Seminar Nasional VIII Pendidikan Biologi FKIP UNS.

Astuti, N., Soeprobowati, & Budiyono. (2013). Produksi Biogas dari Eceng Gondok (Eichhornia

crassipes (mart.) Solms) dan Limbah Ternak Sapi di Rawapening. Seminar Nasional X Pendidikan

Biologi FKIP UNS.

(17)

BalitBang Prov Jateng, (2003). Penelitian karakteristik Rowopening.

Bappeda Propinsi Jawa Tengah, (2005). Penyusunan Action Plan Pengembangan Kawasan

Rawapening. Laporan Akhir. CV. Galihloka Semarang.

Bappeda Propinsi Jawa Tengah. (2000). Penyusunan rencana pengelolaan kawasan Rawapening

Propinsi Jawa Tengah. BAPPEDA JATENG – Pusat Penelitian Perencanaan Pembangunan

Nasional, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

BPS. (2010). Kabupaten Semarang Data Dalam Angka 2010. Badan Pusat Statistik Kabupaten

Semarang.

BPS. (2010). Kecamatan Dalam Angka Kabupaten Semarang 2010. Badan Pusat Statistik Kabupaten

Semarang.

Chalimah, S., & Sulaiman, W. (2015). Uji Potensi Hasil Produksi Pupuk Organik Granul Limbah

Biogas terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat (Solanum lycopersicum). University Research

Colloquium Universitas Muhammadiyah Surakarta. ISSN 2407-918.

Cheng, Jun, Zhou, J., Feng Qi, Binfei Xie, & Kefa Cen. (2006). Biohydrogen Production from

Hyacinth by Anaerobic Fermentation. WHEC 16, 13-16.

Fikri, Ahmad, A., & Muria. (2015). Pengaruh Perbandingan Eceng Gondok dengan Air terhadap Penyisihan COD dan Padatan pada Produksi Biohidrogen secara Fermentasi Anaerob Batch Tahap

Asidogenesis. JOM FTEKNIK 2(2).

Goltenboth, F. (1979). Preliminary final report. The Rawapening Project. Satya Wacana Christian

University: Salatiga.

Baku Briket sebagai Bahan Bakar Alternatif.

eprints.undip.ac.id/39321/1/34._Artikel_Ilmiah_(Arif_-_Nungki) 220-225.pdf (diakses tanggal 27

September 2017).

Kementerian Lingkungan Hidup (KLH). (2010). Program danau prioritas nasional tahun 2010–2014.

Kementerian Lingkungan Hidup.

Kementerian Lingkungan Hidup (KLH). (2011). Gerakan Penyelamatan Danau (Germadan) Danau

Rawapening. Kementerian Lingkungan Hidup.

Larson, T.M.J. (2002). Kriging Water Levels with a Regional-Linear and Point Logarithmic Drift.

Ground Water 33 (1): 338-35

Mertikawati, Suyono, & Djakasutami. (1999). Pengaruh Berbagai Pupuk Organik Terhadap Beberapa

Sifat Fisika dan Kimia Vertisol dan Ultisol serta Hasil Padi Gogo. Konggres Nasional VII. HITI.

Bandung.

Muchtaromah. (2006). Pemanfaatan Tepung Hasil Fermentasi Eceng Gondok (Eichornia Crassipes)

Sebagai Campuran Pakan Ikan Untuk Meningkatan Berat Badan Dan Daya Cerna Protein Ikan

Nila Merah (Oreochromis Sp) Refleksi Surat Ali Imran 190-191. El-Qudwah (10-2006).

http://id.portalgaruda.org/?ref=browse&mod=viewjournal&journal=5286&issue=%20El-Qudwah%20(10-2006). (diakses tanggal 27 September 2017).

Nurhasanah, A., T.W. Widodo., A. Asari, & E. Rahmarestia. (2006). Perkembangan Digester Biogas

di Indonesia. https://ngori.files.wordpress.com/2009/05/perkembangan-digester.pdf. (diakses

tanggal 27 September 2017).

Nusantara, P., Wahyuni, & Sukarsono. (2016). Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichornia crassipes) dan

Penambahan Air Kelapa dalam Media Tanam Jamur Tiram Putih (Pleurotus ostreatus). Prosiding

Seminar Nasional II Tahun 2016 Kerjasama Prodi Pendidikan Biologi FKIP dengan Pusat Studi

Lingkungan dan Kependudukan (PSLK) Universitas Muhammadiyah Malang.

Pemerintah Kabupaten Semarang. (2000). Proyek Perencanaan Tata Lingkungan Daerah Aliran

(18)

Putri, R. (2017). Analisis Perubahan Tutupan Lahan Daerah Aliran Sungai Rawapening dengan

Sentinel-1A Tahun 2015-2016. Departemen Teknik Geomatika. Fakultas Teknik Sipil Dan

Perencanaan. Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Rahayu. (2013). Data Eceng Gondok. https://www.academia.edu/6683028/Data_Eceng_gondok. (diakses tanggal 28 September 2017).

Rahman, R., Febriyanti, & Amalia. (2016). Potensi Substrat Eceng Gondok (Eichhornia crassipes)

sebagai Bahan Baku Tambahan untuk Peningkatan Produksi Biogas.

https://www.researchgate.net/publication/299562203. (diakses tanggal 28 September 2017).

Rapitasari, D. & Amirullah. (2016). IPTEKS bagi Masyarakat (IbM) Pemberdayaan Usaha Kerajinan

Tangan Eceng Gondok “Sulam Pita” Bernilai Ekonomis Tinggi di Kelurahan Kebraon Kecamatan

Karangpilang Kota Surabaya. Prosiding Seminar Nasional Ekonomi dan Bisnis. FEB UMSIDA.

Saragih, Budiman R. (2010). Analisis Potensi Biogas untuk Menghasilkan Energi Listrik dan Termal pada Gedung Komersil di Daerah Perkotaan. Universitas Indonesia: Jakarta.

Setiyowati, Mahfudz, & Setiadi. (2013). Analisis Break Even Point dari Pemanfaatan Daun Enceng

Gondok (Eichhornia crassipes) Terfermentasi sebagai Pakan Alternatif Itik Pengging Jantan.

Agromedia (31)2.

Sittadewi. (2007). Pengolahan Bahan Organik Eceng Gondok Menjadi Media Tumbuh untuk

Mendukung Pertanian Organik. Jurnal Teknik Lingkungan (8)3 hal. 229-234: 1441-318X.

Soeprobowati, T. R. (2010). Stratigrafi Diatom Danau Rawapening: Kajian Paleolimnologi Sebagai

Landasan Pengelolaan Danau. Makalah Disampaikan dalam Seminar Nasional Limnologi V

Prospek Ekosistem Perairan Darat Indonesia: Mitigasi Bencana Dan Peran Masyarakat. Pusat

Penelitian Limnologi – LIPI, Bogor, 28 Juli 2010.

Soeprobowati, T. R. (2010b). Analisis Diatom Protokol Indonesia untuk Rekonstruksi Danau

Rawapening, Jawa, Indonesia. Disertasi Program Doktor Ilmu Lingkungan UGM.

Soeprobowati, T.R., Shalihuddin D.J., Sutikno, Suwarno H., & Peter Gell. (2010). Strategi Diatom

Danau Rawapening: Kajian Paleolimnologi Sebagai Landasan Pengelolaan Danau. Prosiding

Seminar Nasional Limnologi V.

Sorensan, Bent. (2007). Renewable Energi Conversion, Transmsision and Storage.

http://197.14.51.10:81/pmb/ENERGETIQUE/Renewable%20Energy%20Conversion%20Transmis sion%20and%20Storage.pdf (diakses tanggal 29 Sepetember 2017).

Suardana, (2009). Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichhomia crassipes (mart) solm) sebagai Teknik

Alternatif dalam Pengolahan Biologis Air Limbah Asal Rumah Pemotongan Hewan (RPH)

Pesanggaran Denpasar – Bali. Berita Biologi 9(6) - Desember 2009.

Tri Retnaningsih, S., Shalihuddin Djalal, T., Sutikno, Hadisusanto, S., & Gell, P. (2012). Strategi Diatom Danau Rawapening: Kajian Paleolimnologi sebagai Landasan Pengelolaan Danau.

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V Tahun 2010, 102–115.

Tristania, N. (2017). Pemanfaatan Eceng Gondok sebagai Media Tanam untuk Pertumbuhan Anggrek

Bulan (Phalaenopsis Sp.) Tahap Aklimatisasi. Simki-Techsain Vol. 01 No. 09 Tahun 2017.

Utami. (2011). Pemanfaatan Eceng Gondok sebagai Katalis dalam Pengolahan Limbah Cair Industri

Tahu secara Anaerobik. Berita Litbang Industri Vol. XLVIII No.3 November 2011, pp 16-25.

Wahyuni, Sri. (2008). Analisa Kelayakan Pengembangan Biogas Sebagai Energi Alternatif Berbasis

Individu dan Kelompok. Tesis Sekolah Pasca Sarjana.Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Wijayanti, M., Yahya, I., Kristiani, H., & Muqowi, E. (2015). Analisis Kinerja Akustik Panel Gedek

Bambu dengan Sisipan Komposit Eceng Gondok. Jurnal Fisika dan Aplikasinya. Volume 11,

Nomor 2 Juni 2015.

Wiskandar. (2002). Pemanfaatan Pupuk Kandang untuk Memperbaiki Sifat Fisik Tanah di Lahan

Kritis yang Telah Diteras. Konggres Nasional VII.

Yonathan, A., Avianda, R.P., & Bambang, P. (2012). Produksi Biogas Dari Eceng Gondok

(Eicchornia crassipes): Kajian Konsistensi PH Terhadap Biogas Dihasilkan. Jurnal Teknologi

Kimia dan Industri, Vol 1, No. 1. hal: 412-416.

Zumani, D., Suryaman, M., & Dewi, S. (2015). Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichhornia crassipes

(mart.) Solms) untuk Fitoremediasi Kadmium (cd) Pada Air Tercemar. Jurnal Siliwangi (1)1:

AN ANALYSIS OF THE OPTIMIZATION OF THE RAWAPENING WATER HYACINTH (EICHHORNIA CRASSIPES) UTILIZATION AS A RENEWABLE ENERGY SOURCE - Test Repository

PROCEEDINGS

INTERNATIONAL CONFERENCE

ON INDONESIAN ISLAM, EDUCATION AND SCIENCE

(ICIIES) 2017

PROCEEDINGS

INTERNATIONAL CONFERENCE

ON INDONESIAN ISLAM, EDUCATION AND

SCIENCE (ICIIES):

The Prospects and Challenges in the East and the West

Table of Contents