IPTEK dan INOVASI PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BIOENERGI

(1)

IPTEK dan INOVASI

PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN

BIOENERGI

Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Badan Penelitian, Pengembangan dan Inovasi Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan

Jakarta, 10 Maret 2017

Dr. Ir. Dwi Sudharto, MSi.

Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan

SISTEMATIKA

II. SUMBER DAYA HUTAN UNTUK BIOENERGI

(2)

1) Peraturan Presiden no 5/2006

Target yang harus dicapai 2025 ttg bioenergi: ( % terhadap konsumsi energi nasional - Bahan Bakar Nabati (biofuel) > 5 %

- Energi baru dan terbarukan

( new & renewable energy ) > 5 %

2) Undang-Undang Nomor 30 Tahun 2007 tentang energi,

Sumber energi terbarukan: panas bumi, biofuel, dan energi terbarukan lainnya berupa biomass, nuklir, tenaga air, energi panas dan angin.

3) Peraturan Pemerintah No 79/2014

pada tahun 2025 peran Energi Baru dan Energi Terbarukan paling sedikit 23% dan pada tahun 2050 paling sedikit 31% sepanjang keekonomiannya terpenuhi;

pemanfaatan Sumber Energi Terbarukan dari jenis bahan bakar nabati diarahkan untuk menggantikan bahan bakar minyak terutama untuk transportasi dan industri, dengan tetap menjaga ketahanan pangan;

pemanfaatan Energi Terbarukan dari jenis biomassa dan sampah diarahkan untuk ketenagalistrikan dan transportasi

KEBIJAKAN ENERGI NASIONAL

I

SUMBER DAYA HUTAN UNTUK BIOENERGI ( Berbasis Biomass)

1) Sumber bahan baku

II

(3)

III

PEMANFAATAN BIOENERGI

 Pemanfaatan bioenergi di Indonesia masih terbatas, meskipun memiliki sumber bioenergy cukup melimpah dan lebih ramah lingkungan. Sebagai contoh, konsumsi bahan bakar nabati di masih rendah (di bawah 10 persen dari konsumsi total energi).

 Bioenergi dimanfaatkan sebagai alternative energi sumber fosil,a.l:

 Biodiesel sebagai alternatif pengganti solar, maupun sebagai bahan campuran solar  Bioethanol sebagai alternatif bahan bakar rumah tangga selain gas

 Wood pellet sebagai alternatif bahan bakar rumah tangga dan industri

 Bioenergi berupa bahan bakar nabati dimanfaatkan terutama menggantikan BBM untuk transportasi dan industri. Microhydro telah dimanfaatkan oleh masyarakat di sekitar hutan untuk memenuhi kebutuhan listrik.  Beberapa HPH dan HTI telah menjalin kerjasama dengan P3HH untuk pemanfaatan bioenergy: PT. Kayu

Tribuana Rama (Aren), PT. Jati Dharma Plywood Industry (Aren), PT. Kandelia Alam (Nipah), PT. Wana Subur Lestari (Nipah). 10 HTI telah melakukan penanaman tanaman energy seluas 89.860 Ha. PT. Korintiga dan PT. Sadana Arif Nusa telah berproduksi dan hasilnya telah dimanfaatkan. Selain itu terdapat 23 HTI berkomitmen menanam tanaman energy seluas 87.600 Ha.

A

B

C

IPTEK dan Inovasi Hasil Litbang

Jenis Tanaman untuk Bioenergi

Budidaya Tanaman Energi

Pengolahan Bioenergi

IPTEK DAN INOVASI BIOENERGI

IV

(4)

1. Tanaman Hutan untuk Biodiesel: - Nyamplung ( Callophylum inophylum) - Kepuh (Sterculia foetida L.)

- Malapari (Pongamia pinnata (L.)Pierre)

- Bintaro (Cerbera manghas L.)

- Kemiri Sunan ( Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw) 2. Tanaman Hutan untuk Bioethanol:

- lontar (Borassus flabellifer) - aren (Arenga pinnata)

- sagu (Metroxylon sagu Rottb) 3. Tanaman Hutan untuk Biomass

- Akor (Acacia auriculiformis), - Kaliandra (Caliandra calothyrsus), - Weru (Albizia procera)

- Turi (Sesbania grandifora)

A. Jenis tanaman hutan untuk bioenergi

bintaro

malapari kepuh nyamplung

malapari

(5)

-Telah dikuasai teknik pembibitan maupun penanaman

-Telah diperoleh tanaman Nyamplung yang memiliki rendemen minyak yang tinggi

-Nyamplung dapat dibudidayakan dengan cara cangkok, grafting,

stek pucuk, maupun kultur jaringan IPTEK sudah tersedia

-Untuk program Agroforestry, digunakan jarak tanam 5x5 m

B. Teknik Budidaya Tanaman Energi

1) Teknik budidaya Nyamplung

Puslitbang Hutan dan

UPT

Pemuliaan Nyamplung

Nyamplung merupakan jenis asli Indonesia tersebar hampir di seluruh wilayah Indonesia dari ketinggian 0-200 m dpl. Benih unggul tanaman nyamplung dihasilkan melalui seleksi materi genetik dari 12 populasi nyamplung di Indonesia (6 pulau Jawa dan 6 luar Jawa)

Keunggulan Inovasi:

- Produksi buah nyamplung 16-20 ton/ha/tahun

- Rendemen minyak tinggi

- Kandungan protein kasar tinggi dapat digunakan untuk pakan ternak

- Limbah cair berupa getah mengandung resin kumarin untuk bahan baku obat

Balai Besar Litbang Pemuliaan Bioteknologi

(6)

-Merupakan salah satu pohon energi yang memiliki nilai kalor tinggi

-Penanaman kaliandara dengan benih unggul sangat prospektif untuk mensuplai industri wood pellet

-Kaliandra bisa ditanam dengan kerapatan 5000

pohon/ ha (jarak tanam 1x2m ) dan dipangkas setinggi 1 m di atas permukaan tanah secara berulang setiap empat bulan sampai 1,5 tahun tergantung kesuburan, perawatan dan banyaknya curah hujan.

2) Teknik budidaya Kaliandra

-Merupakan jenis tanaman yang dapat

dibudidayakan di daerah kering, mampu mempertahankan kadar lengas tanah

-Telah tersedia secara lengkap informasi untuk

budidaya kepuh

-Dapat ditanam dengan jarak tanam 3x3 m -Buah kepuh mengandung banyak karbohidrat/

lemak dan merupakan bahan baku pembuatan biodiesel

-Berbunga dan berbuah setiap tahun

(Agustus-September)

(7)

1. Benih varietas unggul  Balai Besar Pemuliaan Tanaman Hutan Yogyakarta telah mulai melakukan penelitian pemuliaan aren

2. IPTEK kesesuaian jenis aren untuk mendukung keberhasilan pengembangan budidaya aren

 Telah diperoleh varietas unggul Aren Genjah Kutim

yang dapat disadap sampai dengan mayang ke 7, mulai umur 5-6 tahun, dan menghasilkan nira mencapai 25 liter per mayang per hari. Aren jenis ini tidak terlalu tinggi sehingga memudahkan pemanenan. Aren genjah kutim ini dapat dikembangkan di daerah-daerah yang memiliki ciri ekologi yang sama dengan kutai timur

 Varietas lain: Aren Dalam Akel Toumuung memiliki produksi nira tinggi rata-rata >30 liter per mayang per hari, masa sadap panjang > 3 bulan (Balitka Manado)

Aren genjah (sumber:Balitka)

4) Teknik budidaya Aren

C. Pengolahan Bioenergi

1) Teknologi Pengolahan Biodiesel Nyamplung

• Teknik pengolahan dengan esterifikasi transesterifikasi

• Rendemen buah-crude oil- biodiesel: 42,35%; 78,02%

• Telah memenuhi persyaratan standar biodiesel (SNI-04-7182-2006)

• Uji coba pada bus dan jeep pada jarak tempuh 300km dengan B100 memberikan performa yang sangat baik

• Uji coba untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK untuk menggerakkan generator: 0,9942 liter/jam

(8)

2) Teknologi Pengolahan Biodiesel Malapari

• Teknik pengolahan dengan esterifikasi transesterifikasi

• Rendemen buah- crude oil-biodiesel: 27,64%; 79,75%

• Telah memenuhi persyaratan standar biodiesel (SNI-04-7182-2006)

• Uji coba untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK untuk menggerakkan generator: 0,9943 liter/jam

3) Teknologi Pengolahan Biodiesel Bintaro

• Teknik pengolahan dengan esterifikasi transesterifikasi

• Rendemen buah- crude oil-biodiesel: 38,78%; 79,80%

• Telah memenuhi persyaratan standar biodiesel (SNI-04-7182-2006)

• Uji coba untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK untuk menggerakkan generator: 0,9939 liter/jam

(9)

4) Biodiesel Kemiri Sunan (Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw)

• Mutu minyak biodiesel yang di-hasilkan mutunya sudah sesuai dengan persyaratan standar biodiesel (SNI-2006).

• Proses pembuatan biodiesel menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dengan NaOH 0,6% (b/v)

• Biodiesel yang dihasilkan memiliki nilai kadar air sebesar 0,05%, bilangan asam 0,76 mg KOH/g, kadar asam lemak bebas 0,38%, densitas 865 kg/m3_{, viskositas kinematik pada suhu 40}o_{C 5,41} mm2_{/s (cSt), bilangan penyabunan 101,49 mg KOH/g, Kadar alkil} ester 104,55% massa, bilangan Iod 109,73 g I₂/100 g, angka setana 59,08

• Rendemen minyak biodiesel rata-rata sebesar 79,92% per batch

• Aplikasi penggunaan minyak biodiesel kemiri sunan untuk bahan bakar mesin diesel 7 PK tanpa beban dengan tekanan gas sedang, menghabiskan minyak biodiesel sebanyak 1 liter selama 3 jam.

• Aplikasi penggunaan minyak biodiesel pada mobil pick-up mesin diesel 2500 cc tahun buatan 1999, diperoleh konsumsi bahan bakar biodiesel dengan per-bandingan rata-rata 1:13,29 yang artinya 1 liter minyak biodiesel dapat menempuh jarak sejauh 13,29 Km, dengan kecepatan antara 40 – 100 km/jam dalam keadaan tanpa beban.

(10)

5) Teknologi pembuatan wood pelet

• Teknologi untuk memanfaatkan limbah pemanfaatan kayu ( sekitar 20%) dan limbah sisa pengolahan kayu ( sekitar 30-40%)  limbah kayu, serbuk gergaji

• Limbah dapat diolah menjadi wood pellet melalui pengempaan dan pemanasan.

• Telah dihasilkan alat skala rumah tangga untuk membuat wood pelet dari serbuk gergaji yang dapat menghasilkan woodpelet kualitas standar - premium.

• Wood pelet dapat digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga dengan tungku sederhana.

- Bahan: limbah kayu, serbuk gergaji, bambu dll

- Arang adalah hasil pembakaran biomassa pada suhu tinggi, berbentuk padat. Merupakan salah satu bentuk bahan bakar telah dikenal masyarakat

- Dapat diolah dengan tungku sederhana

- Bahan baku limbah tebangan: Rendemen 20-25%, kadar air 4,7-5,5%; abu 2.3%; zat terbang 17.6%, kadar karbon 80%  memenuhi STANDARD BIOCHAR USED IN SOIL – ABI, untuk Biochar basic utility properties

(11)

7) Teknologi Pengolahan Bioethanol dari Nira Aren

• Teknik pengolahan dengan pasteurisasi, sakarifikasi, fermentasi dan destilasi

• Rendemen nira-bioethanol: 20% dengan kadar ethanol mencapai 95%

• Menggunakan alat hasil rekayasa P3HH : reaktor ganda

Desa Mandiri Berbasis aren

Latar Belakang

Tujuan

1. Membangun Desa Mandiri Berbasis Aren, sebagai percontohan pemanfaatan tanaman aren sebagai bioenergi dan produk pangan secara komprehensif. 2. Menghasilkan inovasi IPTEK

pengolahan bioenergi berbasis nira aren

3. Menghasilkan inovasi IPTEK pengolahan produk tanaman aren sebagai bahan pangan PENGEMBANGAN DESA MANDIRI BERBASIS AREN

(12)

Unit percontohan Unit terkecil yang telah

memiliki struktur dan

kelembagaan tertentu, serta merupakan lokasi terdekat dengan sumber bahan baku. Kriteria:

-potensi bahan baku

-kelembagaan desa yang aktif -ketertarikan masyarakat yang

besar untuk memanfaatkan produk tanaman aren,

Desa Bendungan, Kecamatan Mananggu, Kab. Boalemo

- 4500 tanaman aren siap sadap

- Terdapat kelompok tani, badan usaha desa

- Ketertarikan masyarakat tinggi, antusias saat alih teknologi

(13)

Peluang

1. Ragam pemanfaatan aren di Desa Bendungan masih terbatas  Nira aren diolah sebagai gula aren, kurang prospektif, permintaan

gula aren kurang

 Nira aren digunakan untuk bahan minuman beralkohol : ada

pengawasan dan larangan dari pemerintah untuk pemasaran minuman beralkohol

 Kolang kaling belum dimanfaatkan

2. Prospek pasar bagus

- Sebagian besar masyarakat masih tergantung dengan bahan bakar gas

(kadangkala langka), ketersediaan kayu bakar terbatas  konsumsi tinggi, bisa dipasarkan ke luar daerah

- Produk pangan aren bagus untuk kesehatan  potensial, seiring dengan peningkatan kesadaran masyarakat terhadap gaya hidup sehat

3. Secara ekonomi menguntungkan Bioethanol

- Potensi tanaman di Desa Bendungan sebesar 4.500 pohon dapat menghasilkan 90.000 liter/ hari atau 2.700.000 liter/ bulan ( 15-20 liter per hari per pohon) -Bioethanol yang dihasilkan 216.000 liter per bulan (25 liter aren menghasilkan

minimal 2 liter bioethanol)

- Bioethanol nira aren dicampur dengan methanol 1:10, biaya produksinya sebesar Rp. 6.700. Pengolahan 50 liter nira aren menghasilkan 4 liter bioethanol murni dan dapat menghasilkan 44 liter bioethanol mix.

- Dengan asumsi harga jual bioethanol mix per liter Rp. 10.000 maka total harga jualnya Rp. 440.000 atau memberikan keuntungan Rp. 145.200. Dengan bahan baku yang sama yaitu 50 liter nira aren, jika diolah menjadi gula aren dapat menghasilkan 7 kg gula dengan harga jual Rp. 80.000. Setelah dikurangi dengan harga nira aren Rp. 1500/ liter (asumsi nira yag diolah didapatkan dari membeli) maka pengolahan gula aren hanya memberikan keuntungan yang sangat kecil yaitu Rp. 5.000.

(14)

- 1 liter bioethanol mix memiliki kinerja yang setara dengan gas 3 kg

seharga Rp. 20.000, yaitu dapat menyala selama 6 jam. Ini membuka peluang pasar bioethanol mix sebagai alternative bahan bakar selain gas untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga, dimana 60% penduduk menggunakan gas.

- Tiap KK rata-rata menggunakan 2 tabung gas per bulan, dan jika harga jual bioethanol mix Rp. 10.000/ liter, maka potensi penghematan keluarga adalah sebesar Rp 20.000 atau sekitar 50%.

- Dengan perhitungan seperti diatas, pengolahan nira aren sebesar

90.000 liter akan memberikan pendapatan sebesar Rp. 261.360.000 per hari.

- Bioethanol murni per bulan yang dihasilkan adalah 216.000 liter.

Untuk keperluan pemenuhan bahan bakar rumah tangga 648 KK per bulan hanya dibutuhkan sekitar 118 liter bioethanol murni.

Gula aren

-Pengolahan 50 liter nira aren, jika diolah menjadi gula aren dapat menghasilkan 7 kg gula dengan harga jual Rp. 80.000. Setelah dikurangi dengan harga nira aren Rp. 1500/ liter (asumsi nira yag diolah didapatkan dari membeli) maka pengolahan gula aren hanya memberikan keuntungan Rp. 5.000.

Gula semut

-Nira aren dapat pula diolah menjadi gula semut. Studi analisis finansial produksi gula semut yang dilakukan Indyastuti (2010) di Serang menunjukkan bahwa keuntungan usaha pengolahan gula semut bervariasi karena harga pokok produksi dan harga jual berbeda pada tiap jenis konsumen (trader, pabrik, konsumen langsung). Rata-rata harga pokok produksi gula semut adalah sekitar Rp.12. 500/kg dengan margin keuntungan rata-rata Rp.

(15)

Kolang kaling

- Pengolahan 4 tandan buah aren dengan harga Rp. 30.000 dalam

sekali produksi, membutuhkan biaya produksi (termasuk peralatan dan bahan baku) mencapai sekitar Rp. 436.580 yang dihasilkan kolang kaling sebanyak 480 kg. Jika penjualan kolang kaling seharga Rp. 2.500 maka diperoleh penerimaan total sebesar Rp. 1.200.000. Keuntungan yang diperoleh oleh pengolah buah aren menjadi kolang-kaling dalam satu kali produksi adalah sebesar kurang lebih Rp. 763.420 (Siregar, Purwoko & Martial, 2013)

Permen jelly kolang kaling

- Dalam pengolahan permen, kolang kaling berperan sebagai

pengental sehingga dapat mengurangi penggunaan senyawa pengental kimiawi.

- 6 kg kolang kaling menghasilkan 240 kemasan permen jelly kolang

kaling. Laba bersih yang diperoleh adalah sebesar Rp. 592.035. Produksi tersebut dilakukan dalam 1 bulan. (Hartati, Widiasmadi & Subantoro, 2016)

Nata pinnata

-Nata pinnata merupakan produk inovasi pangan dari aren yang tinggi serat. Secara finansial, pengolahan nata pinnata tergolong layak untuk dikembangkan dalam industri rumah tangga. Kadir (2005) menyatakan bahwa nilai B/C selama satu tahun produksi sebesar 1,1 ; payback period yang dihasilkan 6 bulan dan break even point (BEP) sebesar 193 kg nata/bulan atau setara dengan Rp.579.000,- per bulan. Bioavtur

-Bioavtur merupakan bahan bakar alternatif pesawat terbang

bermesin turbin. Pengolahan bioavtur dihasilkan melalui proses konversi biomassa berupa serat, gula, tepung dan minyak nabati.

-Akan dijajagi kemungkinan collaboration research dengan ITB

(16)

Dukungan bantuan pendanaan dalam tahap awal: peran dan komitmen para pihak terkait

Peningkatan pemberdayaan kelembagaan yang ada, untuk keberlangsungan kegiatan/ usaha: kelompok tani, Badan Usaha Desa, Koperasi dan sebagainya.

Peningkatan kapasitas masyarakat: agar masyarakat nantinya mampu melaksanakan usaha secara mandiri  peran lembaga litbang dan PT.

Kesinambungan bahan baku: perlu penanaman yang

terstruktur dengan varietas unggul, Saat ini tanaman aren yang ada adalah tanaman yang tumbuh secara alami Inovasi IPTEK yang ramah lingkungan dan hemat energi

Tinjauan lapang tanaman aren di Manado dengan

Komisi IV DPR RI

Tantangan

1. Pembentukan unit industri pengolahan nira aren untuk bioethanol: 3 Unit industri

2. Model percontohan tanaman: aplikasi budidaya dengan varietas unggul

3. Inovasi IPTEK: rekayasa alat, inovasi pengolahan, formulasi bioethanol mix, pemetaan bahan baku, kelembagaan dan pasar

4. Alih Teknologi: pengolahan bioethanol, pengolahan pangan (gula semut, nata pinnata, manisan kolang kaling), budidaya tanaman aren unggul, pelatihan usaha

(17)

VI

REKOMENDASI

A. Rekomendasi pengembangan bioenergi

1. Potensi sumberdaya hutan untuk bioenergi sangat besar, perlu

dikembangkan dan diaplikasikan secara terstruktur berdasarkan prioritas pengembangan dan memperhatikan kelestarian fungsi lingkungan

2. Aplikasi IPTEK dan Inovasi dalam pemanfaatan dan pengembangan bioenergi

BLI siap membantu transfer IPTEK dan pendampingan

Inpres No. 12/2016 tanggal 6 Desember 2016 ttg Gerakan Nasional Revolusi Mental : Gerakan Indonesia Bersih – penggunaan hasil litbang dalam pelaksanaan program

3. Perlu dukungan dan pelibatan Eselon I terkait lingkup Kementerian LHK, pelaku usaha,industri, lembaga litbang agar memberikan kemanfaatan secara luas

B. Rekomendasi Pengembangan Desa Mandiri Berbasis Aren

Pendanaan, kelembagaan kebijakan, pengembangan

usaha pasar

- Potensi aren yang sangat berlimpah perlu segera dikelola dengan baik

- Pemanfaatan aren sangat prospektif sebagai bioenergy maupun produk pangan, sekaligus merupakan upaya dan kontribusi nyata bagi peningkatan pendapatan masyarakat - Adopsi dan implementasi IPTEK merupakan suatu keharusan

untuk mendukung keberhasilan pengelolaan dan

pemanfaatan aren  Perlu replikasi kegiatan di provinsi yang memiliki potensi aren tinggi  Sulut, Sulteng, Sulbar, Sulteng DESA MANDIRI BERBASIS AREN DI BOALEMO

(18)

TERIMA KASIH

www.pustekolah.org

www.hasilhutan.litbang.menlhk.go.id