BESARAN EMISI CO
2DARI SIKLUS BIODIESEL BERBAHAN BAKU
KEMIRI SUNAN DAN KELAPA SAWIT
THE AMOUNT OF CO
2EMISSIONS FROM THE CYCLE OF REUTEALIS
TRISPERMA OIL-BASED AND PALM OIL-BASED BIODIESEL
Adolf Leopold Sihombing, I Made Agus Dharma Susila, Medhina Magdalena, Ikrar Ardilla Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi, KESDMJl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan, Indonesia
Abstrak
Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi (P3TKEBTKE) telah melakukan studi pengembangan kemiri sunan sebagai sumber bahan baku biodiesel berikut satu unit mesin produksi biodiesel kemiri sunan dengan kapasitas 300 liter dengan sistem batch. Studi ini bertujuan untuk mengetahui dampak lingkungan berupa emisi CO2 yang dihasilkan dari
biodiesel kemiri sunan serta perbandingannya dengan emisi CO2 dari biodiesel kelapa sawit. Metodologi
yang digunakan adalah penakaran daur hidup atau Life Cycle Assessment (LCA) sebagaimana yang didefinisikan dalam ISO 14040 dan 14044 dengan menggunakan unit fungsional gram CO2 per liter biodiesel. Nilai emisi pada tahap budidaya tanaman kemiri sunan dan kelapa sawit sebesar 0,858 g-CO2/MJ Biodiesel dan 2,6 g-CO2/MJ Biodiesel. Apabila mempertimbangkan dampak perubahan lahan dengan asumsi peralihan lahan dari tanaman ilalang, maka nilai saving emisi tanaman kemiri sunan dan kelapa sawit adalah 103,07 gram CO2/MJ-BDF dan 40,70 gram CO2/MJ-BDF. Emisi yang dihasilkan dari proses
produksi biodiesel kemiri sunan sebesar 8,10 kg-CO2/liter biodiesel. Nilai ini lebih besar bila dibandingkan
dengan emisi dari proses produksi biodiesel kelapa sawit sebesar 0,33 kg-CO2/kg biodiesel. Hal ini dipengaruhi oleh penggunaan listrik dan metanol pada proses produksi biodiesel.
Kata kunci: Biodiesel; Kemiri Sunan; Emisi CO2; Analisis Daur Hidup Abstract
A mobile pilot plant for producing kemiri sunan (Reutealis trisperma (Blanco)) Biodiesel with the capacity of 300 liter per day has been develop. In this work, the emission of carbon dioxide (CO2) from kemiri
sunan-based biodiesel production are calculated and compared to CO2 emission of palm oil based biodiesel.
Methodology used in this study is a life cycle assessment (LCA) as define on ISO 14040 and 14044. The scope of the study is limited on biodiesel production and biodiesel combustion. Functional unit applied is gram CO2 per liter biodiesel production. The value of CO2 emissions at the cultivation stage of kemiri sunan and
palm oil plant was 0.858 g-CO2 / MJ biodiesel and 2.6 g-CO2/ MJ biodiesel. When considering the impact
of land use change, the emission saving value of kemiri sunan and palm oil plant was 103.07 grams CO2 /
MJ-BDF and 40.70 gram CO2 / MJ-BDF. The CO2 emissions generated from production process of kemiri
sunan based biodiesel was 8.10 kg-CO2/ liter of biodiesel. This value was greater compared to the emissions
from production process of palm oil biodiesel which was 0.33 kg-CO2 / kg of biodiesel. This result was
influenced by the use of electricity and methanol during the production process.
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu negara produsen terbesar biodiesel dari bahan baku minyak kelapa sawit. Salah satu upaya diversifikasi biodiesel adalah dengan mencari sumber bahan baku yang memiliki yield yang lebih baik dan non-pangan seperti kemiri sunan. Pengembangan kemiri sunan dilakukan berdasarkan beberapa keunggulan teknis dibandingkan dengan biodiesel berbasis kelapa sawit, meskipun dari keseluruhan sistem produksi, biodiesel dari kelapa sawit masih yang terbaik dan ekonomis[1].
Komposisi buah kemiri sunan terdiri dari kulit buah 62-68%, tempurung biji 11-16%, dan kernel 16-27%. Ekstrak minyak kasar dari kernel mencapai rendemen sekitar 40-45%[2]. Rendemen minyak kemiri sunan bergantung pada varietas tanaman, kondisi iklim, tanah, dan teknik pengelolaan1. Proses pembuatan biodiesel dari kemiri sunan melalui beberapa tahapan mulai dari ektraksi minyak dari tanaman kemiri sunan, proses esterifikasi dan transesterifikasi, hingga pemurnian biodiesel. Tentunya selama proses produksi biodiesel, dibutuhkan material dan energi. Material yang dimaksud berupa bahan kimia (pupuk, katalis), sedangkan energi yang dibutuhkan diperoleh dari penggunaan peralatan seperti pompa, agitator dan sistem pemanas. Penggunaan material dan energi ini akan memberikan dampak terhadap lingkungan dalam hal ini nilai emisi CO2 yang dihasilkan baik secara langsung maupun tidak langsung.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi (P3TKEBTKE) telah
melakukan studi pengembangan kemiri sunan sebagai sumber bahan baku biodiesel. Kerjasama riset melibatkan berbagai instansi, baik dari praktisi hingga akademisi. Salah satu lokasi kebun kemiri sunan yang dikembangkan terletak di propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Tahun 2015, telah selesai dibangun 1 unit pilot project mesin produksi biodiesel kemiri sunan kapasitas 300 liter dengan sistem batch. Guna mengetahui keberlanjutan kemiri sunan sebagai bahan baku biodiesel, dilakukan analisis menyeluruh baik energi maupun emisi yang dihasilkan dengan menggunakan metode life cycle analysis (LCA). Keberlanjutan suatu sumber daya sebagai sumber energi dicapai apabila energi yang masuk (input) lebih kecil dari energi yang dihasilkan (output)[3]. Terdapat beberapa studi perhitungan emisi gas rumah kaca suatu produk bahan bakar nabati (biofuel) dari berbagai jenis bahan baku. Studi yang dilakukan oleh Kamahara dkk, memperlihatkan nilai emisi gas rumah kaca dari berbagai skenario penggunaan lahan sebesar 14-425 g-CO2/MJ-BDF[4]. Sedangkan perhitungan yang dilakukan oleh Leopold memberikan hasil perhitungan emisi CO2 sebesar 0,584 kgCO2/kg biodiesel. Apabila industri biodiesel dikembangkan pada lahan hutan lindung, hutan tebangan dan hutan tanaman akasia dan jati, maka nilai ini akan menjadi bervariasi yaitu 1,14 - 5,16 kgCO2/kg biodiesel. Sedangkan biodiesel dari kelapa sawit akan memberikan efek positif apabila dikembangkan pada lahan hutan sekunder pasca pembakaran, savana dan semak belukar yaitu sebesar (-0,08) – (-0,32) kgCO2/kg biodiesel[5]. Roundtable on Sustainable Palm Oil (RSPO)[6] juga melakukan perhitungan emisi Gas
Rumah Kaca (GRK) yang dibedakan pada setiap tahapan yang dihitung pada angka produktivitas 3,2-4 ton CPO/ha.tahun. Perhitungan GRK hanya sampai pada proses di industri kelapa sawit, belum termasuk emisi GRK dari proses produksi biodiesel. Pada kajian tersebut disebutkan nilai emisi GRK dari transportasi dan peralatan internal sebesar 180-404 kgCO2/ha.tahun atau 45-125 kgCO2/ton CPO, emisi dari penggunaan pupuk sebesar 1000-1500 kgCO2/ha.tahun atau 250-470 kgCO2/ton CPO, serta emisi dari POME (Palm Oil Mill Effluens) sebesar 2500-4000 kgCO2/ha.tahun atau 625-1467 kgCO2/ton CPO. Selain itu, studi yang dilakukan oleh Kirman Siregar dkk[7], memberikan hasil bahwa emisi GRK dari biodiesel berbasis minyak kelapa sawit lebih besar dari biodiesel berbasis minyak jarak pagar. Pada biodiesel kelapa sawit, penggunaan pupuk, herbisida dan pestisida menyumbang 68,14% dari total emisi, sedangkan pada biodiesel jarak pagar sebesar 37,56% dari total emisi yang dihasilkan. Pada saat mencapai produktivitas tanaman yang stabil, emisi GRK dari biodiesel
kelapa sawit sebesar 1511,96 kgCO2/ton BDF, sedangkan emisi GRK dari jarak pagar sebesar 380,52 kgCO2/ton BDF.
Tulisan ini bertujuan untuk menghitung besar nilai emisi CO2 dari proses produksi biodiesel kemiri sunan skala pilot dan membandingkannya dengan emisi CO2 yang berasal dari biodiesel kelapa sawit.
METODOLOGI
Studi ini mengambil sampel di dua lokasi yaitu Bantul Yogyakarta untuk tahapan budi daya tanaman kemisi sunan, serta pilot project yang ada di Cikarang untuk biodiesel. Studi ini dilakukan menurut beberapa tahapan proses dalam industri biodiesel yaitu tahapan konversi lahan, budidaya tanaman kelapa sawit, hingga proses produksi biodiesel. Lingkup penelitian ini seperti terlihat pada Gambar 1, dimana emisi CO2 yang dihasilkan terbagi dua yaitu secara langsung dari penggunaan energi (bahan bakar, listrik dan pupuk) dan secara tidak langsung dari penggunaan bahan kimia penunjang produksi.
Data yang digunakan dalam perhitungan merupakan data sekunder dari berbagai literatur berupa hasil kajian dan data statistik. Unit fungsional yang digunakan dalam analisis adalah gram CO2 per liter biodiesel. Analisis perhitungan emisi CO2 menggunakan metode penakaran daur hidup atau Life Cycle Assessment (LCA) biodiesel kemiri sunan sebagaimana yang didefinisikan dalam ISO 14040 dan 14044 dengan menggunakan beberapa asumsi dan data sebagai berikut:
- Luas lahan budidaya tanaman kemiri sunan di Pleret, Bantul seluas 4 hektar dengan kerapatan tanaman 200 pohon/hektar. Sebelum dilakukan budidaya kemiri sunan, lahan ditumbuhi oleh ilalang. Produksi biji kering kemiri sunan pada usia 8 tahun mencapai 15 ton/hektar
- Kebutuhan pupuk menggunakan data budidaya yang dilakukan di Pleret, Bantul, Propinsi DI Yogyakarta. Kebutuhan pupuk telah mempertimbangkan masa awal tanam, masa perawatan (tahun pertama) dan masa produksi. Asumsi umur tanaman yang digunakan adalah 40 tahun
- Kebutuhan energi selama masa budidaya tanaman diabaikan dengan asumsi mulai tahap persiapan lahan hingga penanaman menggunakan tenaga manusia dan hewan - Pabrik biodiesel yang digunakan dalam studi
ini memiliki kapasitas 330 liter dengan sistem batch dan berlokasi di Cikarang. Pabrik biodiesel ini bersifat mobile, sehingga diperuntukkan bagi petani disekitar wilayah Yogyakarta. Jarak tempuh dari kebun menuju
pabrik hanya menghitung radius kebun di Yogyakarta ke pabrik
- Sumber energi selama proses pre-treatment hingga proses utama menggunakan listrik dari PLN
- Nilai stok karbon lahan, faktor emisi pupuk dan energi mengacu pada referensi ilmiah yang ada seperti biograce, Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan serta referensi lainnya[3][4][10].
Langkah pertama dalam LCA adalah menetapkan tujuan dan lingkup kegiatan yang akan dianalisis yang dilanjutkan dengan melakukan inventaris data dan analisis perhitungan emisi CO2 yang dihasilkan[8][9].
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai Emisi dari PerkebunanPerhitungan besarnya emisi dari budidaya tanaman kemiri sunan melibatkan proses pembukaan lahan dan perubahan lahan (land use
change) dengan tidak mempertimbangkan
penggunaan teknologi atau bahan bakar dari proses tersebut. Hal ini semata-mata hanya berdasarkan pada perubahan stok karbon selama alih fungsi lahan dari tanaman ilalang menjadi lahan kemiri sunan dengan menggunakan persamaan IPCC (2006) berikut.
𝐿𝑈𝐶 = (𝐶𝑠 − 𝐶𝑠𝑝). 𝑀𝐶𝐷
𝑇. 𝑌. 𝑀𝐾𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 (1) Dimana :
LUC : Land Use Change (tonCO2/MJ-BDF) CS : Stok Karbon lahan sebelum konversi
(tanaman ilalang) (tonC/Ha) CSp : Stok Karbon lahan setelah konversi
MCD : Berat Molekul CO2 MC : Berat Molekul Karbon
T : Alokasi waktu (asumsi 40 tahun mengacu masa hidup tanaman kemiri sunan)
Y : Produksi biodiesel (MJ/Ha)
Tabel 1. Stok Karbon pada Berbagai Jenis Lahan (tonC/Ha)
Jenis Lahan Karbon Stok
Hutan Lindung 211
Hutan Sekunder Pasca Kebakaran 83
Hutan Tebangan 171
Hutan Gambut 200
Hutan Tanaman Acasia 91
Hutan Tanaman Jati 61
Savana 6 Semak Belukar 10,51 Alang-alang 3,57 Padang Rumput 1,47 Kemiri Sunan 240 Kelapa Sawit 40-52
Sumber: Kementerian Kehutanan[10]
Berdasarkan referensi dari Kementerian Kehutanan seperti terlihat pada Tabel 1, diperoleh data stok karbon pada berbagai jenis tanaman. Stok karbon kemiri sunan sekitar 0,9-1,6 tonC/pohon atau sebesar 240 tonC/ha[11].
Rata-rata stok karbon yang tersimpan untuk tanaman kelapa sawit sebesar 2,09 ton C/Ha/tahun. Selama masa hidup tanaman (25 tahun), maka total stok karbon yang disimpan adalah 40-52 tonC/Ha[12]. Nilai stok karbon kemiri sunan lebih besar dibandingkan dengan kelapa sawit dikarenakan secara fisiologi tenaman kemiri sunan memiliki kerapatan yang lebih tinggi dengan kandungan biomassa yang besar.
Kebutuhan pupuk selama masa budidaya tanaman kemiri sunan tampak pada Tabel 2, dengan asumsi umur siklus tanaman kemiri sunan adalah 40 tahun.
Perhitungan nilai emisi dari penggunaan pupuk dilakukan berdasarkan persamaan berikut: 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖 𝐶𝑂2 = 𝐴 𝑥 𝐵 𝑥 𝐶 (2) Dimana:
A = Jumlah kebutuhan pupuk selama umur siklus tanaman (kg/hektar)
B = Jumlah komponen N, P, dan K berdasarkan persentase kandungan dalam pupuk (kg N/P/K /hektar)
C = Faktor konversi emisi pada pupuk N, P, dan K (gram CO2/kg N/P/K)
Tabel 2. Kebutuhan Pupuk dan Jumlah CO2 yang diemisikan
Jenis Pupuk Kebutuhan Jumlah Emisi
Kompos 2000 kg/Ha 138.392,00 gCO2e/Ha
Urea 2293 kg/Ha 6.067.897,11 gCO2e/Ha
SP-36 1363 kg/Ha 495.930,28 gCO2e/Ha
KCl 1403 kg/Ha 484.960,98 gCO2e/Ha
ZA 24 kg/Ha 29.355,96 gCO2e/Ha
Dolomite 44 kg/Ha 2.279,20 gCO2e/Ha
TOTAL
7.218.815,52 gCO2e/Ha
7.218,82 kgCO2e/Ha
180,47 kgCO2e/Ha/tahun
Selama masa budidaya tanaman kemiri sunan dihasilkan total emisi sebesar 7.218.815,52 gram CO2e/hektar atau sebesar 180,47 kg CO2e/Ha/tahun. Nilai ini apabila dikonversikan setara dengan 0,858 g-CO2/MJ Biodiesel. Konversi dilakukan dengan mempertimbangkan nilai kalor dan massa jenis biodiesel, serta jumlah produksi biodiesel kemiri sunan sebesar 6 kL/hektar. Nilai emisi pada budidaya tanaman kemiri sunan ini hanya menghitung emisi yang dihasilkan dari penggunaan pupuk. Perhitungan serupa tanpa mengikutkan parameter perubahan lahan dilakukan oleh Indra dkk[13] dan Leopold[7] terhadap biodiesel berbahan baku kelapa sawit dengan hasil sebesar 3,6 g-CO2/MJ Biodiesel dan 2,6 g-CO2/MJ Biodiesel. Hasil ini memperlihatkan bahwa emisi yang dihasilkan selama proses budidaya tanaman kemiri sunan, diluar perhitungan LUC, memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan biodiesel berbahan baku kelapa sawit. Hal ini disebabkan jumlah kebutuhan pupuk per hektar lahan untuk tanaman kemiri sunan lebih kecil dari tanaman kelapa sawit.
Hasil perhitungan LUC berdasarkan persamaan IPCC diatas, dengan asumsi peralihan lahan dari tanaman ilalang menjadi tanaman kemiri sunan adalah sebesar -103,07 gram CO2/MJ-BDF atau sebesar -21.672,75 kg CO2/Ha/tahun. Tanda negatif memperlihatkan bahwa peralihan lahan dari ilalang menjadi kemiri sunan memberikan saving emisi (dampak positif) sebesar -21.672,75 kg CO2/Ha/tahun. Nilai ini jauh lebih besar dari emisi yang dihasilkan dari penggunaan pupuk selama masa tanam. Tentunya nilai LUC ini akan bervariasi apabila skenario
peralihan lahan berasal dari tanaman yang memiliki stok karbon tinggi seperti hutan, akasia, jati dan lain sebagainya. Perhitungan emisi dari LUC untuk tanaman kelapa sawit dengan asumsi peralihan fungsi lahan dari jenis tanaman ilalang, memberikan nilai sebesar -40,70 gram CO2 /MJ-BDF atau setara dengan -5.343,07 kg CO2/Ha/tahun. Perbedaan nilai ini dipengaruhi oleh stok karbon tanaman kemiri sunan yang 6 kali lebih besar dari tanaman kelapa sawit yaitu sebesar 240 tonC/ha.
Nilai Emisi dari Produksi Biodiesel Kemiri Sunan
Pengolahan biodiesel dari kemiri sunan menggunakan unit reaktor yang dibuat oleh Puslitbangtek KEBTKE dengan sistem batch kapasitas 321 liter. Berdasarkan Tabel 3, dapat dihitung jumlah biji kering kemiri sunan yang dibutuhkan yaitu sebesar 578 kg biji kering. Berdasarkan literatur[2], pada saat umur tanaman 8 tahun, produktivitas untuk menghasilkan biji kering kemiri sunan dapat mencapai 15 ton/ha.
Tabel 3. Komponen Buah Kemiri Sunan[2]
Komponen %
Kulit buah 62-68
Tempurung biji 11-16
Kernel 16-27
Rendemen Minyak Kasar 45-50
Asam alfa-oleostearat 50
Produksi biodiesel dari kemiri sunan memerlukan beberapa input baik berupa energi, air, dan bahan kimia yang akan menghasilkan output berupa metil ester (biodiesel) dan gliserol. Input dan output dari proses produksi biodiesel kemiri sunan dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Input / Ouput Proses Produksi Biodiesel Kemiri Sunan
Parameter Jumlah Satuan INPUT
Bahan Baku 321,43 Liter
Trigliserida 271,74 Liter FFA 44,87 Liter Air 1,61 Liter Listrik 189,30 kWh Bahan Bakar - - Solvent - - Uap/Air 300 Liter H3PO4 2,2 Liter Bentonit 11 Liter Metanol 99,5 Liter H2SO4 13,52 Liter NaOH 1,28 Liter OUTPUT
Metil Ester 198,97 liter
Gliserol 0,02 Liter
Berdasarkan data input/output pada Tabel 4, diperoleh hasil perhitungan jumlah energi yang dibutuhkan serta emisi yang dilepaskan baik secara langsung maupun tidak langsung selama proses produksi biodiesel kemiri sunan, seperti tampak pada Tabel 5. Kebutuhan energi listrik untuk pilot project disuplai dari listrik PLN dan tidak menggunakan bahan bakar lain seperti solar/diesel.
Berdasarkan Tabel 5, diperoleh total input energi yang digunakan selama proses produksi biodiesel kemiri sunan sebesar 2671,19 MJ atau 13,43 MJ/liter biodiesel. Output energi merupakan energi yang dihasilkan dari produk biodiesel (metil ester) dan gliserol dengan total 6587,90 MJ atau 33,11 MJ/liter. Terlihat bahwa biodiesel kemiri sunan menghasilkan nilai energi yang lebih besar bila dibandingkan dengan total
energi yang dipakai selama proses produksi biodiesel. Surplus energi yang dihasilkan mencapai 19,68 MJ/liter dengan rasio input/output energi sebesar 0,41. Nilai rasio dibawah 1 menunjukkan bahwa proses produksi biodiesel menghasilkan energi yang lebih besar dibandingkan input energi.
Tabel 5. Perhitungan Energi dan Emisi CO2 per Tahapan Proses Produksi Biodiesel
Parameter Jumlah Satuan Energi
(MJ)
Emisi (kg-CO2) INPUT
Bahan Baku 321,43 liter
Trigliserida 271,74 liter FFA 44,87 liter Air 1,61 liter A. Pemipilan/Pengeringan/Pengepresan Biji Listrik 58,85 kWh 211,86 42,61 B. Pretreatment (degumming) H3PO4 2,2 liter 118,17 11,46 Bentonit 11 liter 162,62 0,11 Listrik 7,50 kWh 27,01 5,43
C. Esterifikasi & Transesterifikasi
Heat / air 50 liter
Listrik 43,49 kWh 156,55 31,49 Metanol 99,5 liter 1584,04 1457,32 H2SO4 13,52 liter 97,02 4,73 NaOH 1,28 liter 27,86 1,17 D. Pemurnian (cuci,kering,saring) Air 250 liter Listrik 79,46 kWh 286,05 57,53 OUTPUT
Metil Ester 198,97 liter 6587,50 284,53
Gliserol 0,02 liter 0,40
Sumber : Hasil Olah Data
Berdasarkan Tabel 5, total nilai emisi CO2 dari siklus produksi biodiesel kemiri sunan sebesar 1611,83 kg-CO2 atau 8,10 kg-CO2/liter biodiesel. Nilai ini tentunya akan bertambah apabila mengikutkan nilai emisi dari pembakaran
biodiesel (metil ester) sebesar 284,53 kg-CO2 atau 1,43 kg-CO2/liter biodiesel.
Perhitungan ini memiliki nilai yang berbeda bila dibandingan dengan analisa Leopold[5] untuk feedstock kelapa sawit. Proses produksi biodiesel kelapa sawit menghasilkan total emisi sebesar 0,33 kg-CO2/kg biodiesel. Perbedaan nilai ini dipengaruhi oleh dua parameter yaitu kebutuhan listrik dan penggunaan metanol. Kebutuhan listrik untuk proses produksi biodiesel dari kemiri sunan 3 kali lebih besar dari kelapa sawit, dimana pada biodiesel kemiri sunan sebesar 1,10 kWh/kg biodiesel sedangkan biodiesel kelapa sawit sebesar 0,30 kWh/kg biodiesel. Energi listrik paling banyak digunakan pada tahapan pengepresan, esterifikasi & transesterifikasi, serta pemurnian.
Kebutuhan metanol pada proses biodiesel kemiri sunan sebesar 0,465 kg/kg biodiesel atau tiga kali lebih besar dari biodiesel kelapa sawit sebesar 0,135 kg/kg biodiesel. Selain perbedaan kuantitas, faktor emisi metanol yang digunakan oleh Leopold[5] lebih kecil mengacu pada Kamahara[3], sedangkan faktor emisi metanol yang digunakan pada proses biodiesel kemiri sunan mengacu pada database Biograce. Penggunaan metanol pada proses esterifikasi dan transesterifikasi memiliki kontribusi terbesar baik pada profil energi maupun profil emisi CO2. Hal ini disebabkan minyak kemiri sunan memiliki ikatan rangkap yang lebih panjang bila dibandingkan dengan minyak kelapa sawit, sehingga dibutuhkan katalis dengan jumlah yang lebih besar untuk memecah rantai ikatan rangkap menjadi rantai yang lebih pendek. Seperti diketahui fungsi dari metanol pada proses
esterifikasi dan transesterifikasi sebagai katalis guna mempercepat terjadinya reaksi pembentukan metil ester. Pada proses esterifikasi digunakan katalis asam untuk mengkonversi asam lemak bebas, sedangkan pada proses transesterifikasi digunakan katalis basa untuk mengkonversi trigliserida yang terkandung dalam minyak nabati[14].
Gambar 2 memperlihatkan kontribusi tiap tahapan produksi terhadap penggunaan energi. Kontributor terbesar penggunaan energi berasal dari esterifikasi dan transesterifikasi sebesar 70%, diikuti oleh proses pretreatment dan pemurnian masing-masing sebesar 11%, dan proses produksi minyak kemiri sebesar 8%. Komponen terbesar berasal dari penggunaan metanol pada proses esterifikasi dan transesterifikasi.
Gambar 2. Profil Energi pada Siklus Produksi Biodiesel 8% 11% 70% 11% Pemipilan/Pengeringan/Pengepresan Biji Pretreatment (degumming) Esterifikasi &Transesterifikasi Pemurnian (cuci, kering, saring)
Gambar 3. Profil Emisi CO2 pada Siklus Produksi Biodiesel
Gambar 3 memperlihatkan komposisi penyumbang emisi CO2 selama proses produksi biodiesel baik secara langsung maupun tidak langsung. Proses esterifikasi dan transesterifikasi merupakan kontributor emisi CO2 terbesar (93%), diikuti oleh proses pemurnian sebesar 3%, proses produksi minyak kemiri sunan sebesar 3%, dan pretreatment sebesar 1%.
KESIMPULAN
Total emisi selama tahap budidaya tanaman kemiri sunan sebesar 0,858 g-CO2/MJ Biodiesel. Perhitungan serupa tanpa mengikutkan parameter perubahan lahan dilakukan terhadap biodiesel berbahan baku kelapa sawit dengan hasil sebesar 2,6 - 3,6 g-CO2/MJ Biodiesel. Perbedaan nilai ini disebabkan jumlah kebutuhan pupuk per hektar lahan untuk tanaman kemiri sunan lebih kecil dari tanaman kelapa sawit. Bila mempertimbangkan dampak perubahan lahan dengan asumsi peralihan
lahan dari tanaman ilalang, maka nilai saving emisi tanaman kemiri sunan adalah sebesar 103,07 gram CO2/MJ-BDF atau sebesar 21.672,75 kg CO2/Ha/tahun. Perhitungan emisi dari LUC untuk tanaman kelapa sawit dengan asumsi peralihan fungsi lahan yang sama memberikan nilai saving emisi sebesar 40,70 gram CO2/MJ-BDF atau setara dengan 5.343,07 kg CO2/Ha/tahun. Perbedaan nilai ini dipengaruhi oleh stok karbon tanaman kemiri sunan yang 6 kali lebih besar dari tanaman kelapa sawit.
Emisi yang dihasilkan dari proses produksi biodiesel kemiri sunan sebesar 1611,83 kg-CO2 atau
8,10 kg-CO2/liter biodiesel. Nilai ini lebih besar bila
dibandingkan dengan emisi dari proses produksi biodiesel kelapa sawit sebesar 0,33 kg-CO2/kg biodiesel. Faktor yang mempengaruhi adalah penggunaan listrik dan metanol dari proses biodiesel kemiri sunan yang 3 kali lebih besar dari biodiesel kelapa sawit.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dibiayai dengan APBN melalui DIPA Puslitbang Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi, Kementerian ESDM Tahun Anggaran 2016.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Dibyo, P., Muhammad, S., Bambang, P., Maman, H., Asif, A., Sumanto, 2014 PembuatanBiodiesel dari Kemiri Sunan (Reutealis Trisperma (Blanco) Airy Shaw) dan Pemanfaatan Hasil Samping. IAARD Press. 3% 1% 93% 3% Pemipilan/Pengeringan/Pengepresan Biji Pretreatment (degumming) Esterifikasi &Transesterifikasi Pemurnian (cuci, kering, saring)
[2] Muhammad, S., Maman, H., Dibyo, P., Saefudin, Sumanto, 2013, Kemiri Sunan (ReutealisTrisperma (Blanco) Airy Shaw)- Tanaman Penghasil Minyak Nabati dan Konservasi Lahan. IAARD Press.
[3] Kamahara, H., Hasanudin, U., Widiyanto, A., Tachibana, R., Atsuta, Y., Goto, N., Daimon, H,. dan Fujie, K. 2010. Improvement Potential for Net Energy Balance of Biodiesel Derived from Palm Oil: a Case Study from Indonesian Practice. Biomass an Bioenergy 34. [4] Kamahara, H., Hasanudin, U., Widiyanto,
A., Tachibana, R., Atsuta, Y., Goto, N., Daimon, H., Fujie, K., 2008, Greenhouse Gas Balance on Life Cycle of Biodiesel: A Case of Palm Biodiesel Production in Indonesia. Paper dipresentasikan di 8th International Conference on EcoBalance, Tokyo. 10 – 12 December 2008.
[5] Leopold A, Ardilla I, 2002, Perhitungan Emisi CO2 Bahan Bakar Biodiesel dari Kelapa Sawit. Majalah Mineral dan Energi, Vol. 10 No.2 Juni 2012
[6] Roundtable on Sustainable Palm Oil (RSPO), 2009, GHG Emission from Palm Oil Production, Brickmann Consultancy [7] Kirman Siregar., Armansyah Tambunan.,
dkk., Life Cycle GHG Emission and Energy Consumption for Production of Biodiesel Using Catalyst from Crude Palm Oil and Crude Jatropha Curcas Oil in Indonesia, www.academia.edu/8072825 diunduh tanggal 21 Juli 2017
[8] IPCC. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Green House Gas Inventories: reference manual. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Kanagawa. [9] IPCC. 2006. IPCC Guidelines for National
Green House Gas Inventories.
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Kanagawa.
[10] Yanto R, Ari W, Mega L, Tigor B, Mulyadin, Dony W, 2014, Cadangan Karbon pada Berbagai Tipe Hutan dan Jenis Tanaman di Indonesia. PT Kanisius. [11] Herman, M., D. Pranowo, 2010, Kemiri Sunan untuk Konservasi Tanah dan Air. Sirkuler teknologi Tanaman Rempah dan
Industri. Balai Penelitian Tanaman
Rempah dan Aneka Tanaman Industri. [12] Brinkmann Consultancy, 2009,
Greenhouse Gas Emissions from Palm Oil
Production. Literature Review and
Proposals from the RSPO Working Group on Greenhouse Gases.
[13] Hartono, Indra AI, 2011, Perhitungan Emisi Biodiesel dari Kelapa Sawit sebagai Bahan Bakar untuk Pembangkit Listrik Tenaga Diesel. Jurnal Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan. Vol 10 No. 2 Tahun 2011
[14] Rochman Isdiyanto, dkk, 2015, Detailed Engineering Design – Mobile Plant Biodiesel Kemiri Sunan. Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.
