Ekologi Industri Pengembangan Bioetanol Berbahan Dasar Limbah Pangan sebagai Salah Satu Bentuk Kemandirian Energi di Indonesia Agusta Samodra Putra*, Herlian Eriska Putra, Hari Rom Hariyadi, Djaenudin Pusat Penelitian Kimia LIPI,Gedung 80 Komplek LIPI, Jl. Cisitu Sangkuriang
Bandung *
email: chemguzta@gmail.com
ABSTRAK
Pembangunan di bidang energi diarahkan menuju peningkatan kemampuan iptek dalam konservasi sumber energi, efisiensi pemanfaatan energi, diversifikasi penggunaan energi, dan pengembangan energi baru terbarukan. Pengembangan ekologi industri bioetanol yang berbahan dasar limbah pangan merupakan suatu usaha untuk membuat konsep baru dalam mempelajari dampak sistem industri bioetanol berbahan dasar limbah pangan pada lingkungan. Strategi untuk mengimplementasikan konsep ekologi industri ada empat elemen utama yaitu : mengoptimasi penggunaan sumber daya yang ada hasil dari limbah industri pangan, membuat suatu siklus material yang tertutup dan meminimalkan emisi, proses dematerialisasi dan penghilangan ketergantungan pada sumber energi yang tidak terbarukan. Ekologi industri pabrik bioetanol berbahan dasar limbah pangan memberikan beberapa dampak positif, antara lain : pendirian industri bioetanol berbahan dasar limbah pangan dapat meningkatkan perekonomian daerah melalui pembukaan lapangan kerja baru sehingga dapat meningkatkan pendapatan perkapita penduduk, secara sosial dengan adanya pabrik bioetanol berbahan dasar limbah industri pangan yang merupakan komoditas terbesar di Indonesia mata pencahariaan masyarakat lebih variatif sehingga akan memajukan daerah setempat, dan dari aspek lingkungan pemanfaatan limbah industri pangan untuk produksi bioetanol akan sangat menguntungkan karena dapat meminimalkan limbah organik yang terbuang ke lingkungan.
I. PENDAHULUAN
Industrialisasi menempati posisi sentral dalam ekonomi masyarakat modern dan merupakan motor penggerak yang memberikan dasar bagi proses pembangunan. Agar pembangunan itu sendiri dapat berkelanjutan, maka harus diadakan perubahan mendasar pada kualitas pembangunan tersebut. Secara umum, industri dan setiap kegiatan industrialisasi harus dirangsang agar lebih efisien dalam penggunaan sumber daya, menghasilkan pencemar dan limbah yang lebih sedikit, lebih berdasar pada penggunaan sumber daya yang dapat pulih dan meminimalkan dampak negatifnya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan [1].
Pada dasarnya ekologi industri merupakan suatu pendekatan manajemen lingkungan dimana suatu sistem tidak dilihat secara terpisah dengan sistem sekelilingnya tetapi merupakan bagian utuh yang saling mendukung dalam rangka mengoptimalkan siklus material ketika suatu bahan baku diproses menjadi produk [2]. Ekologi industri dirancang agar suatu sistem dapat berintegrasi antar industri menyerupai ekosistem yang ada di alam, sehingga interaksi antar industri dalam sistem ekologi industri berlangsung secara alam.
Konsep ekologi industri telah banyak dikembangkan di negara-negara maju dan bahkan di negara-negara maju dan bahkan di negara-negara berkembang seperti sistem ekologi industri Kalundborg di Denmark, Brownville di Amerika Serikat, Guitang di Cina dan Naroda di India [3-4]. Di negara maju, ekologi industri telah digunakan sebagai salah satu instrumen untuk merancang pembangunan ekonomi yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Sementara itu di negara-negara berkembang, masih terdapat kendala bahwa sumber daya alam yang melimpah masih belum dapat dioptimalkan penggunaannya.
Ekologi industri juga merupakan suatu sistem yang digunakan untuk mengelola aliran energi atau material sehingga diperoleh efisiensi yang tinggi dan menghasilkan sedikit polusi [5]. Sebenarnya tidak ada satupun definisi tunggal dari ekologi industri yang berlaku umum. Namun pada dasarnya,
kebanyakan pengertian yang diberikan mengandung atribut yang serupa, walaupun dengan menggunakan penekanan yang berbeda.
Konsep dasar ekologi industri dalam hal ini dapat dijelaskan seperti berikut : manufaktur menggunakan material murni, diekstrak menjadi produk tertentu yang kemudian digunakan oleh industri lain atau langsung dikonsumsi oleh konsumen. Produk sisa yang dihasilkan dari proses produksi ini atau sisa konsumsi konsumen kemudian diproses ulang sehingga nantinya dapat digunakan lagi untuk pertumbuhan material murni. Semua tahapan yang dilalui ini terbentuk dalam suatu sistem yang disebut dengan sistem tertutup, dimana semua sisa produksi dipulihkan kembali. Memang di setiap proses tidak semuanya selalu efisien, akan ada fliksi-fliksi dan hilangnya beberapa sumber daya selama proses daur hidup tersebut. Namun demikian, sebenarnya tujuan utama ekologi industri tidak lain adalah mengurangi penggunaan material murni, khususnya bahan baku dan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui [6].
Konsep ekologi industri ini dapat diterapkan untuk mengembangkan terciptanya sumber energi baru yang berasal dari limbah proses industri sebelumnya. Dengan menerapkan konsep ekologi industri beberapa industri dapat melakukan sistem pertukaran limbah yang dapat digunakan oleh perusahaan lainnya dalam suatu kawasan. Limbah dari suatu kegiatan industri bisa jadi merupakan limbah yang dapat dimanfaatkan untuk sumber energi bagi industri yang lain.
Di Indonesia belum banyak dikembangkan sumber energi baru yang berasal dari limbah atau buangan industri lain dalam suatu kerangka ekologi industri. Energi baru adalah bentuk energi yang dihasilkan oleh teknologi baru baik yang berasal dari energi terbarukan maupun energi tak terbarukan antara lain hidrogen, coal bed methane, batubara yang dicairkan (liquefied coal), gasifikasi batubara (gasified coal) dan nuklir; sedangkan energi terbarukan adalah sumber energi yang dihasilkan dari sumberdaya energi yang secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan jika dikelola dengan baik, antara lain panas bumi, bahan bakar nabati (biofuel), arus sungai, energi surya, energi angin, biomasa, dan energi laut.
Industri etanol/bioetanol mempunyai prospek yang sangat bagus di Indonesia, karena kebutuhan etanol di Indonesia terus mengalami peningkatan. Dalam perkembangannya industri etanol diarahkan untuk diversifikasi penggunaan produk untuk bahan bakar biofuel, yang merupakan salah satu bahan bakar yang dapat diperbaharui, karena bahan bakunya dapat diperbaharui, misal : tetes tebu/molase, singkong, sorgum dll.
Bahan bakar hayati generasi kedua (bioetanol) merupakan alternatif yang lebih sustainable karena dapat memanfaatkan residu yang juga dapat mengurangi beban pencemaran lingkungan. Akan tetapi, salah satu tantangan bagi bioetanol generasi kedua ini yaitu tingkat produktivitasnya yang masih rendah.
Pada kajian kali ini membahas penerapan ekologi industri untuk produksi bioetanol di Indonesia. Indonesia merupakan daerah yang sangat potensial untuk pengembangan industri bioetanol. Indonesia masih mempunyai lahan kosong yang masih luas dan bisa dimanfaatkan untuk pertanian tebu. Tanaman tebu ini merupakan bahan utama pada industri gula. Dengan jumlah produksi tanaman tebu yang meningkat setiap tahunnya sehingga memungkinkan buangan limbah dalam molase meningkat.
Tujuan utama ekologi industri dalam ruang lingkup industri bioetanol tidak lain adalah untuk memajukan dan melaksanakan konsep pembangunan berkelanjutan baik itu secara regional maupun lokal, dengan mencoba menemukan kebutuhan generasi sekarang dengan generasi yang akan datang. Secara rinci, terdapat tiga prinsip kunci untuk mendukung tujuan tersebut, antara lain : (1) penggunaan sumber daya limbah industri gula sebagai sumber daya yang berkelanjutan untuk industri bioetanol; (2) meningkatkan kualitas hidup masyarakat di sekitar industri gula, (3) memelihara kelangsungan hidup ekologi sistem alami.
II. PENERAPAN KAWASAN EKO INDUSTRIAL BIOETANOL SEBAGAI SALAH SATU SUMBER DAYA KEMANDIRIAN ENERGI DI INDONESIA
2.1 Konsep Dasar Penerapan
Konsep ekologi industri dapat berhubungan dan diimplikasikan dalam sistem industri. Ada dua hal yang mendasari konsep ekologi industri, yaitu metabolisme industri dan ekosistem industri [7]. Metabolisme industri merupakan suatu cara bagaimana industri tersebut menangani aliran material dan aliran energinya secara keseluruhan melalui suatu sistem industri, kepada konsumen dan pada tempat pembuangan akhirnya.
Ada tiga konsep metabolisme alami yang dibawakan dalam konsep ekologi industri. Pertama, metabolisme industri merupakan integrasi menyeluruh dari sekumpulan proses fisik yang mengubah bahan baku dan energi menjadi produk akhir dan limbah dalam keadaan steady state. Kedua, metabolisme industri dapat diuji sebagai sebuah unit operasi secaara individu dalam sebuah proses produksi secara industri, pada level pabrik maupun global. Ketiga, ekologi industri dianggap sebagai suatu hal yang dianalogikan antara metabolisme biologi dengan metabolisme industri adalah konsep daur hidup.
Terdapat lima komponen utama dalam ekosistem industri yaitu produsen bahan baku utama, sumber energi, prosesor material dan manufaktur, sektor pengolahan limbah dan kemudian yang terakhir sektor konsumen. Pada suatu sistem yang ideal, aliran material antara kelima komponen tersebut sangat tinggi. Masing-masing sistem material berkembang dengan sendirinya sehingga memaksimalkan efisiensi sistem dengan memanfaatkan material dan energi.
Strategi untuk mengimplementasikan konsep ekologi industri ada empat elemen utama yaitu : (1) mengoptimasi penggunaan sumber daya yang ada; (2) membuat siklus material yang tertutup dan meminimalkan emisi; (3) proses dematerialisasi; dan (4) pengurangan dan penghilangan ketergantungan pada sumber energi yang tidak terbarukan [8].
2.2 Prospek Penerapan Ekologi Industri di Indonesia
Persoalan utama negara berkembang seperti Indonesia adalah sumber daya alam yang melimpah namun masih belum dioptimalkan penggunaannya. Kawasan industri masih berupa suatu kawasan yang belum terpadu secara sistematis dan hanya berupa kumpulan industri yang berdiri sendiri.
Konsep ekologi industri di Indonesia masih dapat terus dikembangkan sehingga pada akhirnya diperoleh suatu pembangunan industri yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Indonesia adalah negara agraris sehingga penataan kawasan ekologi industri dapat dimulai dari pendirian kawasan industri terpadu di dekat kawasan pertanian masyarakat atau lebih dikenal dengan kawasan agroindustri.
Beberapa contoh industri yang dapat diintegrasikan di Indonesia, antara lain perkebunan tebu, industri gula, industri bioetanol, industri pulp dan kertas, industri pupuk, industri semen, serta industri logam alkali. Interaksi antar industri tersebut dapat digambarkan pada skema 2.1.
2.3 Penerapan Ekologi Industri pada Industri Bioetanol
Adanya industri gula dapat memacu bertambahnya limbah industri yang menimbulkan permasalahan lingkungan. Adanya sejumlah limbah yang dihasilkan dari proses produksi, mengharuskan suatu industri menambah investasi untuk memasang unit tambahan untuk mengolah limbah hasil proses sebelum dibuang ke lingkungan. Pengendalian pencemaran lingkungan dengan cara pengolahan limbah menjadi mahal dan tidak menyelesaikan permasalahan ketika jumlah industri semakin banyak, daya dukung alam semakin terbatas, dan sumber daya alam semakin menipis. Oleh karena itu, perlu adanya sistem baru yang dapat meningkatkan produk suatu industri, penghematan bahan baku sekaligus meminimalkan pencemaran lingkungan, sistem tersebut kita kenal dengan ekologi industri. Pada ekologi industri ini tidak hanya membahas tentang masalah polusi dan lingkungan tetapi juga mempertimbangkan kesinambungan industri serta aspek ekonomi tetap diutamakan. Dengan ekologi industri akan tercipta suatu sistem yang terpadu di antara industri-industri yang ada didalamnya dan saling bersimbiosis secara mutualisme [9].
Apabila yang menjadi fokus adalah industri gula dan bioetanol maka skema ekologi industrinya dapat digambarkan pada skema 2.2.
Skema 2.2. Ekologi Industri Pabrik Bioetanol
Optimasi penggunaan material dan energi dalam kegiatan industri dimulai dengan menganalisa proses industri gula untuk menghilangkan limbah yang terbuang. Pada industri gula masing-masing proses unit pengolahan dibuat seefektif mungkin. Kemudian dibuat simbiosis antara industri gula dengan industri yang lain sehingga bisa meminimalkan penggunaan energi dan produk samping. Bagi industri yang lainnya, keuntungan yang bisa diambil dengan adanya industri gula adalah bisa memperoleh bahan baku industri yang mempunyai harga sangat minimal untuk memperoleh produk dengan harga jual tinggi sehingga bisa menguntungkan dari segi ekonomi. Harga bahan baku tersebut murah dikarenakan menggunakan limbah dari industri gula. Bioetanol yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif sehingga dapat mengurangi penggunaan bensin. Sehingga secara tidak langsung dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.
Pada sektor ekonomi keberadaan industri pengolahan gula di Indonesia dapat membantu pemerintah dalam peningkatan kesejahteraan masyarakat Indonesia. Dengan adanya pabrik gula akan membuka lapangan kerja baru. Dengan demikian adanya pabrik gula juga bisa membantu pemecahan salah satu masalah negara yaitu pengangguran.
Pada sektor lingkungan, dengan adanya konsep ekologi industri diharapkan berdirinya suatu industri tidak akan menimbulkan kerusakan terhadap lingkungan. Limbah-limbah hasil industri pada tiap-tiap stasiun pengolahan di industri pabrik gula bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku industri lain, sehingga akan menimbulkan keseimbangan lingkungan.
III. KESIMPULAN
Konsep ekologi industri dapat diterapkan pada pengembangan bioetanol berbahan dasar limbah industri pangan, seperti limbah industri gula berbahan dasar tebu. Pada contoh bentuk ekologi industri pada perkebunan tebu dan industri etanol dapat terlihat aliran material antar industri yang bersangkutan berada pada siklus tertutup sehingga lebih efisien.
VI. DAFTAR PUSTAKA
[1] Allenby, B. R., 2001, Sustainable Development, National Academic Press, Washington D. C., USA.
[2] Garner, H., and Koeleland, G. A., Industrial Ecology: An Introduction, 1995, National Pollution Prevention Centre for Higher Education, University of Michigan, USA.
[3] Richards, D. J., and Frosch, R. A., 1997, The Industrial Green Game :
Overview and Perspective, National Academic Press, Washington, D. C.,
USA.
[4] Nonamem, and Singh, K., 2001, Naroda Eco-Industrial Parks, J. Industrial Tech., 3(6) : 21-29.
[5] Manahan, S. E., 1999, Industrial Ecology: Environmental Chemistry
and Hazardous Waste, Lewis Publishers, New York, USA.
[6] Tibbs, R., 1993, Industrial Ecology: An Environmental Agenda for
[7] van Berkel, R., 2001, Industrial Metabolism, Curtin University Press, Australia.
[8] Erkman, S., dan Ramesh, R., 2000, Cleaner Production at the System Level : Industrial Ecology as a Tool for Development Planning (Case Study in India), UNEP 6th International High-Level Seminar on Cleaner Production, Montreal Canada.
[9] Marian, R. C., 2007, Uncovering Industrial Symbiosys, Journal of Industrial Ecology, Volume 11, Number 1, Yale University, USA.
