ANALISIS PERHITUNGAN DAYA YANG DIHASILKAN DARI KOTORAN SAPI YANG DIOLAH MENJADI BIOGAS DI DAERAH PINGGIRAN KOTA BATAM

(1)

Abstrak

Saat ini energi menjadi permasalahan yang krusial di dunia, termasuk di Indonesia. Meningkatnya permintaan energi di saat populasi penduduk juga bertambah besar dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia memberikan tekanan kepada setiap negara di dunia untuk memanfaatkan energi terbarukan sebagai energi alternatif. Selain itu peningkatan harga minyak dunia juga menjadi masalah yang serius yang dialami oleh banyak negara di dunia, termasuk Indonesia. Karena itu pemerintah pusat menilai perlu adanya penggalakan kembali dalam pemanfaatan energi alternatif yang selama ini sudah dimanfaatkan oleh sebagian kecil warga di Indonesia, salah satunya adalah pemanfaatan kotoran ternak yang diolah sehingga menghasilkan biogas.

Batam merupakan kota industri, namun potensi biogas juga terdapat di kota ini, khususnya di daerah pinggiran Kota Batam. Batam merupakan salah satu kota di Provinsi Kepulauan Riau yang juga mengalami krisis energi seperti yang dialami oleh daerah-daerah lain di Indonesia. Tersedianya ternak tidak menjadi jaminan di Kota Batam, khususnya di derah pinggiran, untuk dapat mengolah kotoran ternak tersebut menjadi biogas. Masalah yang ada sejak dahulu adalah kurangnya pengetahuan para peternak tentang adanya biogas sebagai solusi terbaik atas krisis energi yang terjadi saat ini. Selain itu kurangnya dana untuk membeli sarana berupa digester juga menjadi masalah. Jurnal ini akan menyajikan analisis perhitungan untuk mengetahui berapa besar daya yang dapat diperoleh apabila seluruh peternak mau menerapkan biogas ini, sehingga diharapkan dapat menarik perhatian seluruh peternak.

(2)

P

ENDAHULUAN

Krisis energi yang membuat harga minyak dunia mencapai US $ 70/barel semakin menghimpit kehidupan masyarakat berbagai lapisan di Indonesia. Kenaikan harga BBM yang dilakukan pemerintah membuat harga minyak tanah menyamai harga premium sebelum dinaikkan [1]. Dalam situasi seperti ini pencarian, pengembangan, dan penyebaran teknologi energi non BBM yang ramah lingkungan menjadi penting, terutama ditujukan pada keluarga miskin sebagai golongan yang banyak terkena dampak kenaikan BBM. Salah satu teknologi energi yang sesuai dengan persyaratan tersebut adalah teknologi biogas [2].

Di Indonesia, program pengembangan biogas mulai digalakkan pada awal tahun 1970. Pengembangan tersebut bertujuan untuk memanfaatkan limbah dan biomassa lainnya dalam rangka mencari sumber energi lain di luar kayu bakar dan minyak tanah [3]. Program tersebut tidak berkembang meluas di masyarakat, hal ini disebabkan karena masyarakat pada waktu itu masih mampu membeli minyak tanah dan gas, adanya kebijakan subsidi dari pemerintah, disamping itu sumber energi lain seperti kayu bakar masih banyak tersedia di lapangan. Namun saat ini, biogas menjadi salah satu alternatif yang banyak dimanfaatkan oleh masyarakat kalangan ekonomi menengah ke bawah, khususnya masyarakat yang bekerja di bidang peternakan.

Pengoptimalan peran ternak terhadap pendapatan dengan menggunakan kotoran ternak sebagai bahan biogas merupakan pilihan yang tepat. Dengan teknologi yang sangat sederhana ini, kotoran ternak yang tadinya hanya mencemari lingkungan, dapat diubah menjadi sumber energi terbarukan yang sangat bermanfaat. Hal ini sudah dilakukan hampir sebagian besar warga Indonesia, namun tidak pada warga yang ada di pinggiran kota Batam, yaitu warga yang tinggal di pulau-pulau kecil di daerah pinggiran kota Batam yang mata pencahariannya adalah beternak.

Usaha peternakan di Kota Batam cukup berkembang, khususnya sapi, tapi pemanfaatan kotoran ternak selama ini belum optimal, padahal kotoran ternak dapat dijadikan sebagai bahan baku untuk menghasilkan energi terbarukan (renewable) dalam bentuk biogas. Permasalahan yang terjadi adalah belum mampu memanfaatkan limbah kotoran ternak sebagai penghasil energi alternatif pengganti kayu dan BBM, padahal kegiatan sehari-hari mereka sangat tergantung pada BBM dan kayu baik untuk memasak maupun penerangan. Hal ini sangat berdampak terhadap pendapatan dari masyarakat (peternak) itu sendiri.

Warga yang ada di pinggiran Kota Batam mendapat kesulitan dalam hal cara mengolah kotoran ternak agar menghasilkan biogas. Warga ini memperoleh sumbangan ternak dari pemerintah namun para peternak ini tidak memiliki pengetahuan dalam mengolah kotoran ternak tersebut. Hal ini menjadi penyebab utama mengapa sampai saat ini masyarakat di pinggiran Kota Batam belum menerapkan penginstalan biogas seperti yang telah diterapkan oleh

(3)

masyarakat-masyarakat di Indonesia di daerah lain (Sarjono, Ka.Produksi dan Pengembangan Ternak Kota Batam, 2012).

Untuk itu, jurnal ini menyajikan perhitungan energi yang dihasilkan jika seandainya masyarakat ini mau menerapkan teknologi biogas. Diharapkan setelah mengetahui jumlah energi yang dapat dihasilkan dari teknologi biogas ini, masyarakat di pinggiran Kota Batam mau membuka hati dan memiliki motivasi untuk menerapkan teknologi biogas ini, agar beban yang ditanggung oleh masyarakat selama ini dapat berkurang.

K

AJIAN

P

USTAKA

a.

Tentang Kotoran Ternak

Sarjono, Ka.Produksi dan Pengembangan Ternak Kota Batam mengatakan bahwa kotoran sapi sangat layak untuk diolah agar menghasilkan biogas dibandingkan dengan kotoran dari ternak-ternak lain. Kotoran ternak yang dihasilkan mengandung beberapa unsur hara seperti yang disajikan pada Tabel 1. Di samping menghasilkan unsur hara makro, kotoran ternak ini juga menghasilkan sejumlah unsur hara mikro, seperti Fe, Zn,Bo, Mn, Cu, dan Mo.

Tabel 1. Kandungan Unsur Hara pada Pupuk Kandang yang Berasal dari Beberapa Ternak. Jenis Ternak

Unsur Hara (kg/ton)

N P K Sapi Perah 22,0 2,5 13,7 Sapi Potong 26,2 4,5 13,0 Domba 50,6 6,7 39,7 Unggas 65,8 13,7 12,8 Sumber:http://www.disnak.jabarprov.go.id/data/arsip/.

Di pinggiran Kota Batam terdapat 22 kelompok ternak seperti yang disajikan pada Tabel 2, hasil pendataan Dinas Peternakan Kota Batam. Berdasarkan data yang diperoleh, jumlah kotoran ternak yang dihasilkan juga berbeda-beda, tergantung jumlah ternak yang dimiliki oleh tiap kelompok ternak. Jika total sapi yang ada di seluruh kelompok ternak ini digabung, maka diperoleh total sapi yang diternak adalah 224 ekor, 64 ekor kambing, 3013 ekor ayam buras, 200 ekor kambing kacang, 458 ekor kelinci, 1.575.000 ekor broiler. Jika dilihat dari jumlah yang ada, maka sangat besar biogas yang dapat dihasilkan dari kotoran-kotoran ternak ini, khususnya sapi, meskipun tidak semaksimal yang diperoleh di daerah lain.

(4)

b.

Seputar Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya : kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. [4]. Komponen terbesar biogas adalah Methana (CH4, 40-70%-vol) dan karbondioksida (CO2, 30-60%-vol). Komponen biogas secara umum disajikan pada tabel 3.

Tabel 3. Komponen Biogas

No Jenis Gas Volume (%) 1 Methan (CH4) 40-70 2 Karbondiokasida (CO2) 30-60 3 Hidrogen (H2) 0-1 4 Hidrogen Sulfida (H2S) 0-3 Sumber : http://www.energi.lipi.go.id Berikut adalah penggunaan gas methane untuk berbagai aplikasi :

Gambar 1. Penggunaan biogas untu berbagai aplikasi [5]

Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas, namun hanya bahan organik homogen seperti kotoran dan urine hewan ternak (khusunya sapi) yang cocok diolah untuk sistem biogas sederhana.

(5)

Salah satu cara menentukan bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem biogas adalah dengan mengetahui perbandingan karbon (C) dan nitrogen (N) atau disebut rasio C/N. Tabel 4 menyajikan rasio C/N dari berbagai bahan organik.

Tabel 4. Rasio C/N untuk berbagai bahan organik [6] Bahan Organik N dalam % C/N Kotoran Manusia 6 5.9-10 Kotoran Sapi 1.7 16.6-25 Kotoran Babi 3.8 6.2-12.5 Kotoran Ayam 6.3 5-7.1 Kotoran Kuda 2.3 25 Kotoran Domba 3.8 33 Jerami 4 12.5-25 Lucemes 2.8 16.6 Alga 1.9 100 Gandum 1.1 50 Serbuk Jerami 0.5 100-125 Ampas Tebu 0.3 140 Serbuk Gergaji 0.1 200-500 Kol 3.6 12.5 Tomat 3.3 12.5 Mustard 1.5 25 Kulit Kentang 1.5 25 Sekam 0.6 67 Bonggol Jagung 0.8 50 Daun gugur 1 50 Batang Kedelai 1.3 33 Kacang Toge 0.6 20

Manfaat lain mengolah kotoran sapi menjadi energi alternatif biogas adalah dihasilkannya pupuk organik untuk tanaman. Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin dan lain-lain tidak dapat digantikan oleh pupuk kimia.

(6)

Kotoran sapi terdiri dari bahan padat dan cair).Kandungan Bahan Kering (BK) sapi potong dan sapi perah adalah 12 % dan 14 % (Tabel 5)

Tabel 5. Kandungan Bahan Kering Ternak [7] Jenis Banyak Tinja (kg/hari) Kandu ngan Bahan Kering (%) Biogas yang dihasilkan (m3/kg.BK) Gajah 30 18 0,018-0,025 Sapi 25-30 20 0,023-0,040 Kambing /Domba 1,13 26 0,040-0,059 Ayam 0,18 28 0,065-0,116 Itik 0,34 38 0,065-0,116 Babi 7 9 0,040-0,059 Manusia 1,25-0,4 23 0,020-0,028

c.

Teknologi Biogas

Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digester, yaitu tipe terapung (floating type) dan tipe kubah tetap (fixed dometype).

Gambar 2. Floating Type (India) [8]

Gambar 3. Fixed Dome (China) [8]

Pada tipe terapung, diatas tumpukan bahan bio (digester) diletakkan drum terbalik dalam posisi terapung. Pada reaktor biogas jenis kubah tetap, digester diletakkan di dalam tanah dan di

(7)

bagian atasnya dibuat ruangan dengan atap seperti kubah terbalik. Fungsi drum terbalik atau kubah terbalik ini untuk menampung gas yang dihasilkan [8].

Untuk permulaan pembangunan pembangkit biogas memang diperlukan biaya yang relatif besar bagi warga tapi alat tersebut dapat dipergunakan untuk menghasilkan biogas selama bertahun-tahun.

Tahapan untuk terbentuknya biogas dari proses fermentasi anaerob dapat dipisahkan menjadi tiga yaitu tahap hidrolisis, tahap pengasaman dan tahap metanogenik. Temperatur ideal proses fermentasi untuk pembentukan biogas berkisar 30oC.

Gambar 4. Diagram proses fermentasi anaerobik [9]

d.

Perhitungan dan Analisa Masalah

Hal pertama yang harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan. Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas.

1 ekor sapi dewasa mampu menghasilkan kotoran sapi sebanyak 25 kg/hari [7]. Jika ada 8 kelompok ternak sapi ditambah 1 keluarga yang beternak sendiri, dengan total ternak sapi sebanyak 224 ekor, maka kotoran yang dihasilkan oleh ternak ini adalah sebanyak 5600kg/hari. Kandungan bahan kering untuk 1 ekor sapi perah adalah sebesar 20%, maka kandungan bahan

(8)

kering total adalah sebesar 1120 kg.BK. Sehingga, potensi biogas dari kotoran sapi yang dapat diperoleh adalah sebesar 1120kg.BK x 0,04 = 44,8 m3/hari.

Berdasarkan sumber Departemen Pertanian, untuk mengetahui konversi biogas menjadi energi lain, dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 7. Konversi Biogas dan Penggunaannya [5] Penggunaan Energi 1m3 Biogas

Penerangan Lampu 60-100 watt selama 6 jam

Memasak Memasak 3 jenis makanan untuk 5-6 orang

Tenaga Menjalankan motor 1 HP selama 2 jam

Listrik 4,7 kWh energi listrik

Dengan demikian, potensi energi listrik yang dihasilkan dari kotoran ternak yang telah diolah di pinggiran Kota Batam adalah sebesar :

dengan daya keluaran 210,56/24 = 8,77 kW

Dengan kapasitas 210,56 kWh/hari, maka biogas dari kotoran sapi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan di pinggiran Kota Batam.

Berdasarkan perhitungan ini, pada dasarnya Kota Batam berpotensi tinggi dalam hal menghasilkan biogas, namun menurut Agung, Peneliti jumlah ternak (khususnya sapi) dari Departemen Peternakan Kota Batam, yang menjadi penghambat tidak adanya proses penghasil biogas di Kota Batam hingga saat ini adalah, dikarenakan :

1. Kurangnya pengetahuan masyarakat yang ada di pinggiran kota Batam tentang proses pengolahan limbah ternak menjadi biogas.

2. Tidak seperti masyarakat desa Air Raja (seberang Kota Batam) yang sudah menerapkan biogas, masyarakat di pinggiran Kota Batam lainnya tidak memiliki niat dan motivasi seperti yang dimiliki oleh masyarakat Air Raja, dalam hal penerapan teknologi biogas.

3. Kurangnya dana untuk pembelian digester.

Perhitungan di atas diberikan apabila seluruh kelompok ternak bersedia bekerja sama dalam menghasilkan biogas dengan menggabungkan seluruh kotoran ternak sapi yang mereka

(9)

peroleh dari ternak-ternak yang mereka pelihara. Dengan begitu, potensi biogas yang dihasilkan besar dan sangat cukup untuk memenuhi kebutuhan warga. Namun apabila warga di pinggiran kota Batam ingin menerapkan perhitungan di atas dengan sendiri-sendiri, maka biogas yang dihasilkan pun menjadi lebih kecil dan tidak sesuai dengan kebutuhan mereka.

1. Kelompok Ternak : LEMBU JAYA

 24 ekor x 25 kg/hari = 600 kg/hari

 600 kg/hari x 20 % BK = 120 kg.BK

 120 kg.BK x 0,04 = 4,8 m3/hari

 4,8 m3 x 4,7 kWh = 22,56 kWh  22,56 kWh/24 = 0,94 kW

2. Kelompok Ternak : UNGGAS JAYA

 350 kg/hari x 20% BK = 70 kg.BK

 70 kg.BK x 0,04 = 2,8 m3/hari

 2,8 m3 x 4,7 kWh = 13,16 kWh  13,16 kWh/24 = 0,54 kW

3. Kelompok Ternak : SUMBER JAYA

 850 kg/hari x 20 % BK = 170 kg.BK

 170 kg.BK x 0,04 = 6,8 m3/hari

 6,8 m3 x 4,7 kWh = 31.96 kWh  31,96 kWh/24 = 1,33 kW

4. Kelompok Ternak : SIDODADI

 625 kg/hari x 20 % BK = 125 kg.BK

 125 kg.BK x 0,04 = 5 m3/hari

 5 m3 x 4,7 kWh = 23,5 kWh  23,5 kWh/24 = 0,97 kW

(10)

5. Kelompok Ternak : KURNIA JAYA

 625 kg/hari x 20 % BK = 125 kg.BK

 125 kg.BK x 0,04 = 5 m3/hari

 5 m3 x 4,7 kWh = 23,5 kWh  23,5 kWh/24 = 0,97 kW

6.Kelompok Ternak : MAWAR

MERAH

 775 kg/hari x 20 % BK = 155 kg.BK

 155 kg.BK x 0,04 = 6,2 m3/hari

 6,2 m3 x 4,7 kWh = 29,14 kWh  29,14 kWh/24 = 1,21 kW

7.Kelompok Ternak : MAWAR

MERAH II

 150 kg/hari x 20 % BK = 30 kg.BK

 30 kg.BK x 0,04 = 1,2 m3/hari

 1,2 m3 x 4,7 kWh = 5,64 kWh  5,64 kWh/24 = 0,235 kW

8.Kelompok Ternak : KUKULANG

 500 kg/hari x 20 % BK = 100 kg.BK

 100 kg.BK x 0,04 =4 m3/hari

 4 m3 x 4,7 kWh = 18,8 kWh  18,8 kWh/24 = 0,78 kW 9.PETERNAK : JEPRI

 1125 kg/hari x 20 % BK = 225 kg.BK

 225 kg.BK x 0,04 = 9 m3/hari

(11)

 42,3 kWh/24 = 1,76 kW

e.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa masalah yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya adalah :

1. Biogas merupakan solusi terbaik dalam mengatasi krisis energi yang menjadi masalah yang sangat krusial pada saat ini, apalagi jika diterapkan di masyarakan yang berpenghasilan rendah. Terbukti dari hasil perhitungan di atas apabila seluruh warga yang ada di pinggiran Kota Batam mau bekerja sama mengolah kotoran sapi mereka menjadi biogas, dengan jumlah sapi 224 ekor dapat menghasilkan energi listrik sebesar 210,56 kWh/hari.

2. Berdasarkan masalah yang ada, diharapkan Pemerintah dapat memberikan sumbangan dana kepada masyarakat yang ada di pinggiran Kota Batam berupa digester agar masyarakat memiliki sarana dalam mengolah kotoran sapi ini.

3. Perlunya kontribusi ilmu dari mahasiswa yang ada di Kota Batam atau luar Kota Batam tentang prosedur penggunaan digester dan bagaimana mengolah kotoran sapi agar menghasilkan biogas. Salah satunya dengan cara mengirimkan beberapa mahasiswa ke daerah-daerah di pinggiran Kota Batam dalam Kuliah Kerja Nyata yang merupakan syarat kelulusan.

4. Diperkirakan akan terjadi perubahan yang signifikan terhadap keadaan warga di pinggiran kota Batam setelah diterapkan pengolahan kotoran sapi menjadi biogas, baik dari segi lingkungan yang sebelumnya kotor karena banyak limbah kotoran sapi yang tidak diolah, menjadi bersih karena terolahnya limbah tersebut. Kondisi ketenagalistrikan menjadi lebih baik dan ekonomi warga pun tidak berkurang banyak.

.

Daftar Referensi

[1] Himawanto, D.A., Subroto, dan Putro, S. 2006. Peningkatan Mutu Briket Kokas Lokal Sebagai Upaya Penyelamatan Sentra Industri Cor Logam Di Ceper Klaten, Laporan Program Hibah Bersaing 2006 Dikti-UMS, Surakarta.

[2] Darsin, M. 2006. Design of Biogas Circulator, Seminar Nasional Kreativitas Mesin Brawijaya 2006, Universitas Barawijaya, Malang.

(12)

[4] Syahdar Baba. Rekayasa Teknologi Biogas untuk Diadopsi Peternak Sapi Potong di Sulawesi Selatan.Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin, Makassar.

[5] Kosaric N, Velikonja (1995). Liquid and Gaseous Fuels from Biotechnology:Challege and Opportunities.FEMS.Microbiology Reviews 16:111-142

[6] Kaltwasser B.J. (1980) : Biogas-Regenerative Energieerzeugung durch anaerobe

Fermentation Organischer Abfalle in Biogasanlagen.Book, Bauverlag, Berlin, Germany [7] Hanif Andi. Studi Pemanfaatan Biogas sebagai Pembangkit Listrik 10kw Kel.Tani

Mekarsari Desa Dander Bojonegoro Menuju Desa Mandiri Energi.

[8] Syamsuddin, TR dan HH.Iskandar.2005. Bahan Bakar Alternatif Asal Ternak. CA Hernative fuel from Cattle. Sinar Tani.XXXVI.No.3129

(13)

Tabel 2. Daftar Kelompok Peternak di Kota Batam NAMA

KELOMPOK LOKASI/ALAMAT JENIS POPULASI KET

TERNAK Awal Akhir

1 Lembu Jaya Tanjung Kubu SAPI 18 24

Ternak Pemerintah

2 Unggas Jaya Tanjung Kubu SAPI 14 14

Ternak Pemerintah

3 Sumber Jaya Kasu SAPI 22 34

Ternak Pemerintah

4 Sidodadi Kasu SAPI 20 25

Ternak Pemerintah

5 Kurnia Jaya Kasu SAPI 22 25

Ternak Pemerintah

6 Mawar Merah Karas SAPI 20 31

Ternak Pemerintah 7

Mawar Merah II

(Redist) Karas SAPI 6 6

Ternak Pemerintah

8 Kukulang Rempang Cate SAPI 20 20

Ternak Pemerintah

9 JEPRI Rempang Cate SAPI 45 Perorangan

10 Anugerah Galang Baru Kambing PE 100 28

Ternak Pemerintah 11 Teraling Jaya P. Teraling Tj. Piayu Kambing PE 100 36 Ternak Pemerintah

12 Panca Delima Pemping Ayam Buras 680 163

Ternak Pemerintah

13 Bertuah Pemping Ayam Buras 1360 250

Ternak Pemerintah 14 Traling Mandiri Rempang Cate Ayam Buras 2,600

Ternak Pemerintah

15 Madani Rempang Cate

Kambing

Kacang - 100

Ternak Pemerintah 16 Mitra Usaha Bersama Rempang Cate

Kambing

Kacang - 100

Ternak Pemerintah

(14)

17 Barelang Jaya Rempang Cate Kelinci - 458 Perorangan

18 Mitra Tani Barelang

Sembulang, Tj.Piayu, Teluk

Mata Ikan Broiler - 700,000 Perorangan

19

Satwa Mitra Sejahtera

Sembulang, Tj.Piayu, Teluk

Mata Ikan Broiler - 400,000 Perorangan 20

Tunas Harapan

Batam Tanjung Kubu Broiler - 250,000 Perorangan

21 RIKA Tembesi Broiler - 100,000 Perorangan

22 Jekky Setokok Broiler - 125,000 Perorangan