Analisa Dampak Lingkungan Terhadap Budidaya Tebu dengan Life Cycle Assesment Menggunakan OpenLCA 1.10.3
(Studi Kasus : Pabrik Gula Madukismo, Yogyakarta)
Elvis Umbu Lolo1*, Widianto2, Richardus Indra Gunawan3, Yonathan Suryo Pambudi4, Alfred Dedu Ngalung5
1,2,3,4,5 Prodi Teknik Lingkungan, Universitas Kristen Surakarta
*Koresponden email: eumbulolo@yahoo.co.id
Diterima : 16 Juli 2022 Disetujui: 26 Juli 2022
Abstract
The Madukismo sugar factory besides having a positive impact also has a negative impact on the environment, especially the sugarcane cultivation stage. Thus, prevention efforts are needed through saving energy and material use. Life cycle assessment is a method to identify environmental damage of an industrial process. The research only examines the sugarcane plantation process, so the scope of LCA is gate to gate with a functional unit of production of 1 ton of sugar cane in 2021. The results of the research are the use of sugar cane land of 0.246 ha, water 7177.057 m3, sugarcane seeds 0.531 kg and energy 173,999.43 MJ and environmental impacts of climate change (17035.15 kg CO2 Eq), acidification potential (77.4615 kg SO2 eq), eutrophication potential (65.33463 kg NOx Eq), human toxicity (13473.88 kg 1.4- DCB eq) and photochemical oxidation (3.729051 kg ethylene eq). Alternative improvement is the application of NPK, ZA, urea and organic fertilizers as well as herbicides that must be in accordance with the instructions of the Ministry of Agriculture in terms of the amount and duration of fertilizer application.
The stage of cutting and transporting sugar cane is proposed by train, the consideration is that all sugar cane-producing areas are passed by rail. The next problem is the burning of open land after sugar cane harvest. With a large sugarcane area of 6318.11 ha, if burned, it will have an impact on the environment, the improvements made are by diverting post-harvest waste to replace the use of coal and wood in the sugar production process.
Keyword: environmental impacts, LCA, sugarcane plantation, Madukismo, Yogyakarta
Abstrak
Pabrik gula Madukismo selain dampak positif juga memiliki dampak negatif bagi lingkungan khususnya tahap budidaya tebu. Sehingga, diperlukan upaya pencegahan melalui penghematan pemakaian energi dan material. Life Cycle Assessment (LCA) adalah metode untuk mengidentifikasi kerusakan lingkungan suatu proses industri. Penelitian hanya mengkaji proses budidaya tebu, sehingga ruang lingkup LCA adalah gate to gate dengan unit fungsional produksi 1 ton tebu tahun 2021. Hasil penelitian adalah pemakaian lahan tebu sebesar 0,246 ha, air 7177,057 m3,bibit tebu 0,531 kg dan energi 173.999,43 MJ serta dampak lingkungan climate change (17035,15 kg CO2 Eq), acidification potential (77,4615 kg SO2 eq), eutrophication potential (65,33463 kg NOx Eq), human toxicity (13473,88 kg 1.4-DCB eq) dan photochemical oxidation (3,729051 kg ethylene eq). Alternatif perbaikan adalah pemberian pupuk NPK, ZA, urea dan organik serta herbisida harus sesuai petunjuk Kementerian Pertanian baik jumlah dan durasi pemberian pupuk. Tahap tebang angkut tebu diusulkan menggunakan kereta api, pertimbangannya adalah daerah penghasil tebu semuanya dilalui rel kereta api. Permasalahan berikutnya adalah pembakaran lahan terbuka pasca panen tebu. Luas lahan tebu yang besar 6318,11 ha jika dibakar akan berdampak bagi lingkungan, perbaikan yang dilakukan yaitu dengan mengalihkan limbah pasca panen untuk mengganti pemakaian batubara dan kayu dalam proses produksi gula.
Kata Kunci: analisa dampak lingkungan, budidaya tebu, LCA, Madukismo, Yogyakarta
1. Pendahuluan
Pabrik gula merupakan industri dibidang pertanian yang banyak berkembang di Indonesia karena kebutuhan gula nasional dari tahun ke tahun meningkat untuk memenuhi berbagai kebutuhan masyarakat seperti industri makanan dan minum [1]. Karena industri gula merupakan industri yang mengolah bahan baku menjadi produk lain yang memiliki nilai ekonomi tinggi, maka industri gula juga menghasilkan limbah, baik limbah padat, air limbah dan emisi gas buang. Salah proses dalam industri gula yaitu tahap budidaya tebu. Dari beberapa penelitian terdahulu menyatakan bahwa tahap budidaya tebu merupakan
tahap yang memberikan kontribusi paling tinggi terhadap pencemaran lingkungan dari beberapa tahap dalam produksi gula.Mengapa tahap budidaya tebu merupakan tahap yang memberikan dampak pencemaran lingkungan yang paling besar, karena pada tahap ini terdapat 5 proses kegiatan yaitu pengolahan tanah, penanaman bibit, pemeliharaan tebu, panen dan angkut tebu dan pembakaran terbuka.Kelima proses kegiatan ini membutuhkan energi dalam bentuk solar untuk traktor dalam mengolah tanah. Kemudian membutuhkan pestisida dan herbisida dalam tahap pemeliharaan tebu dimana pemberian pupuk dalam proses budidaya tebu berpotensi menimbulkan emisi, baik terhadap udara, badan air (air permukaan), maupun tanah (asidifikasi tanah) dan pembakaran lahan tebu untuk menghilangkan sisa tebu pasca panen, sehingga menghasilkan emisi berupa CO2, N2O, CO,CH4,NH4+,NO3-, NH3, SO2 dan PO43-
debu, Phosphat dan VOC (Volatile Organics Carbons).
Emisi yang dihasilkan ini merupakan emisi yang memiliki dampak terhadap pemanasan global, sehingga perlu dikendalikan karena budidaya tebu dan industry gula merupakan industry yang memiliki potensi pencemaran lingkungan baik udara, tanah dan air yang cukup besar. Hal ini sejalan dengan laporan Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) yang telah meluncurkan laporan khusus tentang pemanasan global 1,5 derajat Celcius (Special Report on Global Warming of 1.5C). Laporan ini memuat berbagai dampak akibat pemanasan global pada kesehatan manusia, ketahanan pangan, ekosistem, dan lain sebagainya. Dampak tersebut dapat dihindari dengan membatasi kenaikan temperatur 1,5 derajat Celcius (C) diatas temperatur rata-rata sebelum masa pra-industri.
Dampak perubahan iklim secara global telah menjadi perhatian utama masyarakat internasional, termasuk Indonesia. Sebagai negara kepulauan yang memiliki berbagai sumber daya alam, keanekaragaman hayati yang tinggi serta populasi penduduk yang sangat besar, Indonesia sangat rentan terhadap dampak negatif pemanasan global yang diakibatkan oleh meningkatnya konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer [2]. Ref. [3] menghasilkan penelitian yang menyatakan bahwa tahap budidaya tebu menjadi penghasil emisi gas yang menyebabkan terjadi efek rumah kaca dan menyebabkan terjadinya pemanasan global jika dibandingkan dengan tahap lain pada budidaya tebu [3]. Penelitian Seabra (2011) menghasilkan hal yang serupa bahwa budidaya tebu menyumbang 42% dari total emisi gas rumah kaca yang dihasilkan dalam satu proses produksi gula. Sehingga diperlukan suatu usaha pengendalian sistem untuk mereduksi persoalan lingkungan yang diakibatkan oleh karena budidaya tebu, dengan mengelola hal- hal pokok yang terlibat, misalnya pemakaian energi dan sumber daya [4].
Di Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta, terdapat industri gula yaitu pabrik gula Madukismo.
Pabrik ini memiliki permasalahan yaitu menghadapi tantangan terus-menerus untuk menghasilkan produk gula bermutu dalam memenuhi kebutuhan gula di Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Permasalahan lain adalah bagaimana mengendalikan pencemaran lingkungan karena emisi yang dihasilkan selama proses produksi khususnya dalam tahap budidaya tebu.
Untuk itu peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul Analisa Dampak Lingkungan Tahap Budidaya Tebu dengan Life Cycle Assesment Menggunakan OpenLCA 1.10.3 (Studi Kasus : Pabrik Gula Madukismo, Yogyakarta). Metode yang digunakan untuk mengetahui dampak lingkungan salah satunya adalah dengan Life Cycle Assessment (LCA). LCA merupakan pendekatan dari hulu ke hilir atau cradle to grave untuk menilai suatu sistem produk secara kuantitatif. Tujuan penelitian ini adalah 1) menghitung pemakaian material dan konsumsi energi dalam proses budidaya tebu, 2) Mengidentifikasi proses budidaya tebu yang berkontribusi terhadap pencemaran lingkungan, dan 3) Usulan perbaikan dalam usaha mereduksi dampak lingkungan pada proses budidaya tebu.
2. Metode Penelitian
Waktu dan Lokasi Penelitian
Waktu dan lokasi penelitian dilaksanakan pada bulan April sampai bulan Juli 2022. Lokasi penelitian di Pabrik Gula Madukismo, Jl Padokan, Rogocolo, Tirtonirmol, Kecamatan Kasihan, Kabupaten Bantul, Yogyakarta.
Gambar 1. Penelitian di Pabrik Gula Madukismo Yogyakarta Sumber: Data peneliti (2022)
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang dilakukan adalah dengan melakukan studi pustaka, survey lapangan pabrik gula Madukismo. Survei lapangan untuk mengetahui pola tanam tebu, sumber air selain hujan, pola angkut tebu, mesin-mesin yang digunakan pada proses pengolahan tanah dan panen angkut tebu, wawancara dengan karyawan dan pimpinan pabrik gula Madukismo untuk mendapat data produksi tebu dan pemakaian pupuk serta herbisida.Data yang diperoleh selanjutnya dianalisa dengan aplikasi openLCA untuk dilakukan analisa dan usulan perbaikkan.Unit fungsi yang dipakai adalah 1 ton tebu yang diproduksi dalam 1 tahun.
LCA dikerjakan pada empat tahap yang berbeda seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2 yaitu (1) Penentuan tujuan dan ruang lingkup, (2) Analisa Inventori (3) Penilaian dampak (LCIA), (4) Interpretasi.
TUJUAN DAN RUANG LINGKUP
ANALISIS INVENTORI
PENILAIAN DAMPAK
INTERPRETASI
APLIKASI LANGSUNG:
• PELAKSANAAN TINJAUAN KRITIS
• PROGRAM PERBAIKAN BERKELANJUTAN
• RENCANA KERJA PERBAIKAN BERKELANJUTAN
Tahap Budidaya Tebu PG Madukismo
Gambar 2. Kerangka kerja penilaian daur hidup [5]
Menurut ref. [6], aplikasi OpenLCA dapat dijelaskan sebagai berikut:
Gambar 3. Fitur yang tersedia pada OpenLCA[7][6]
1. Flows, adalah tempat untuk memasukkan data masuk dan keluar proses budidaya tebu pabrik gula Madukismo. Hasilnya seperti terlihat pada Gambar 3.
2. Basis data, pada penelitian ini basis data yang dipakai Agribalyse v3.0.1dan USDA yang tidak berbayar pada openLCA Nexus [8].
3. Tipe flow adalah produk dan reference flow property menggunakan mass.
Gambar 4. Database [9]
3. Hasil dan Pembahasan
Goal and Scope Budidaya Tebu PG Madukismo
Sebelum menetapkan goal and scope, harus dijelaskan pengertian unit fungsional. Unit fungsional adalah kinerja terukur pada sistem produk yang dipakai sebagai unit rujukan yaitu ialah produksi 1 ton tebu yang dihasilkan dalam 1 tahun. Tujuan yang akan dicapai adalah mengetahui hal apa saja dan berapa besarnya dampak pada lingkungan yang dihasilkan dari penggunaan material dan energi dalam tahap budidaya tebu. Scopenya ialah melakukan analisis pada input proses bahan dan pemakaian bahan bakar fosil pada semua tahapan dalam budidaya tebu sehingga ruang lingkup penelitian ialah gate to gate.
Bahan mentah
Ekstraksi
material Proses Material Produk Akhir Transportasi Operasi Pembongkaran Daur Ulang
Gate to Gate Gate to Gate Gate to Gate Gate to Gate
Cradle to Gate
Cradle to Cradle
Gambar 4. Ruang lingkup LCA[10]
Pada Gambar 5 menunjukkan aliran input dan output tahap budidaya tebu pabrik gula Madukismo.
Aliran input meliputi material dan energi yang terdiri dari solar, tanah, air, pupuk, bibit tebu, dan herbisida.
Semua aliran input ini dipakai untuk menghasilkan tebu dengan mengolah lahan tebu dengan menggunakan traktor dan grapher loader sebanyak 30 unit dan excavator 1 unit. Selanjutnya dilakukan proses pembibitan tebu dengan luas lahan bibit tebu 118,11 ha dan bibit tebu sebanyak 3293,21 ton.Bibit tebu sebanyak 3293,21 ton dipakai untuk menanam lahan tanam tebu dengan luas 6200 ha.
Pembibitan tebu dilanjutkan dengan tahap pemeliharaan tebu dengan menggunakan air, pupuk ZA, NPK, urea serta herbisida ametryn dan 2,4 diamin. Air yang digunakan sebesar 138,10 m3 per ton tebu sesuai dengan hasil penelitian [11]. Pupuk urea 128.200 kg, NPK 606.000 kg, ZA 1.518.750 kg, herbisida
ametrin 6.027 liter dan herbisida 2.4 diamin 5.927 liter. Tahap berikutnya adalah tebang angkut tebu dengan menggunakan truk dengan total jarak angkut sejauh 18001,8 km dengan konsumsi bahan bakar fosil jenis solar sebesar 27,69 liter per ton tebu sesuai hasil penelitian [12]. Total produksi tebu Tahun 2021 sebesar 3.283.301 ton sehingga kebutuhan solar sebesar 90.914.604,69 liter solar. Terakhir adalah tahap pembersihan lahan tebu dengan pembakaran lahan tebu. Output dari semua kegiatan budidaya tebu adalah produk gula sebanyak 21.626,58 ton,sampah,emisi ke udara, tanah, dan air.
Pengolahan Tanah
Penanaman Bibit Tebu
Pemeliharaan Tebu
Panen dan Angkut Tebu
Pembakaran lahan terbuka Input (material, energi &
Air )
Output (Produk,Emisi &
sampah ) Gate to Gate
Lahan Tebu Lahan
Tebu baru
Gambar 5. Scope Gate to Gate tahap budidaya tebu Pabrik Gula Makismo Yogyakarta
Life Cycle Inventory (LCI)
Tahap ini peneliti melakukan perhitungan dan pengukuran lapangan termasuk wawancara untuk mendapat data yang valid pada tahap budidaya tebu di PG Madukismo. Dalam tahap life cycle inventory terdapat lima tahap penting yang harus dilakukan, yaitu menggambarkan diagram alir proses tahap budidaya tebu, menentukan input dan output dalam setiap unit proses pada tahap budidaya tebu, membuat daftar data aliran sumber daya dan energi yang masuk dan keluar proses, menentukan satuan dari unit tersebut, dan mendokumentasikan deskripsi dari teknik pengumpulan data dan perhitungan yang dilakukan [13]. Dari hasil analisa, peneliti menentukan ruang lingkup penelitian adalah gate to gate sebab analisa dilakukan pada proses budidaya tebu saja. Gate to gate dijelaskan pada Gambar 6.
Pada Gambar 6 terlihat budidaya tebu dimulai dari tahap pengolahan tanah dengan menggunakan tractor dan exavator untuk membuka lahan agar siap ditanami tebu, kemudian dilanjutkan tahap penanaman bibit tebu, kemudian tahap pemeliharaan tebu dengan memberikan pupuk yaitu NPK, urea, ZA dan filter cake serta herbisida yaitu ametrin dan 24-diamin, selanjutnya dilakukan pemanenan tebu dan diangkat ke pabrik tebu dengan menggunakan lorry, truk, wheel loader dan grapher loader. Lahan pasca panen tebu kemudian dibakar untuk membersihkan lahan dari sisa daun dan batang tebu. Dari Gambar 6 dapat dihitung berapa kebutuhan solar, air, pupuk, herbisida dan jarak tempuh truk pengangkut dari lokasi panen ke pabrik tebu.
Berdasarkan neraca input, proses, dan output pada Gambar 6 diperoleh data inventori Pabrik Gula Madukismo, seperti terlihat pada Tabel 1, dimana database yang digunakan adalah database agribalyse, USDA dan provider penyedia database dari ecoinvent. Sedangkan input dan output tahap budidaya tebu dapat dilihat pada Tabel 2, terlihat bahwa output emisi gas NOx, CO, CO2, CH4, N2O, PO43- , SO2, NO2
dan debu dihasilkan dari pembakaran bahan bakar minyak untuk pengolahan lahan, transportasi lorry, traktor, mesin diesel untuk pengairan serta pembakaran lahan terbuka tebu pasca panen. Penggunaan pupuk urea pada budidaya tebu menyebabkan lepasnya CO2 yang diikat selama proses pembuatan pupuk. Urea (CO(NH2)2) diubah menjadi amonium (NH4+ ), ion hidroksil (OH-), dan bikarbonat (HCO3-) dengan adanya air dan enzim urease. Mirip dengan reaksi tanah pada penambahan kapur, bikarbonat yang terbentuk selanjutnya berkembang menjadi CO2 dan air.
Gambar 6. Input, proses, dan output tahap budidaya tebu Pabrik Gula Madukismo
Kategori sumber ini perlu dimasukkan karena pengambilan (fiksasi) CO2 dari atmosfer selama pembuatan urea diperhitungkan dalam sektor industri. Emisi CO2 dari penggunaan pupuk Urea dihitung dengan persamaan berikut:
CO2Emission = (MUrea x EFUrea), dimana CO2 Emission = Emisi C tahunan dari aplikasi Urea (ton CO2/ tahun), MUrea = Jumlah pupuk Urea yang diaplikasikan, ton per tahun. EFUrea = faktor emisi, ton C per (Urea).
Default IPCC (Tier 1) untuk faktor emisi urea adalah 0,20 atau setara dengan kandungan karbon pada pupuk urea berdasarkan berat atom (20% dari CO(NH2)2) [14]. Kalkulasi gas buang yang dihasilkan dihitung dengan standar Intergovernmental Panel on Climate Change tahun 2006 pada bidang energi [15][16].
Tabel 1. Data LCI Pabrik Gula Madukismo Yogyakarta
No. Material dan energi Database Provider database
1. Bahan bakar Minyak/solar agribalyse_v3_03062020 Light fuel oil/Ecoinvent 2. Lahan tebu agribalyse_v3_03062021 Transformasi annual crop/Ecoinvent
3. Bibit tebu agribalyse_v3_03062021 Sugarcane Ecoinvent
4. Air agribalyse_v3_03062021 Water, rain/Ecoinvent
5. Pupuk ZA agribalyse_v3_03062021 Ammonium sulfat, as N(GLO)/Ecoinvent 6. Pupuk Nitrogen (sebagai N) agribalyse_v3_03062020 Nitrogen fertilizer, as N (GLO)/Ecoinvent 7. Pupuk Phosphat (sebagai P) agribalyse_v3_03062020
Phosphate fertilizer, as P2O5(GLO)/Ecoinvent 8. Pupuk Urea agribalyse_v3_03062021 Urea (with 46% N)/Ecoinvent 9. Herbisida Ametrin agribalyse_v3_03062022 Ametryn/ecoinvent 10
Herbisida 2.4 Diamin (2.4
D.amines) agribalyse_v3_03062023 Ethylenediamine (GLO)/Ecoinvent
11. Transport USDA
Transport, freght, lorry,unspecified (RER)/Ecoinvent Sumber : OpenLCA Nexus (2022)
Tabel 2. Data masuk dan keluar tahap budidaya tebu Pabrik Gula Madukismo Yogyakarta
Masuk Jumlah satuan Keluar Jumlah satuan
bahan bakar Minyak/solar 4500,45 liter Tebu 6.496,25 kg
Lahan tebu 0.246 Ha CO 8,181 kg
Bibit tebu 0.531 ton CO2 10,248,32 kg
Air 7.177,06 m3 SO2 42,66 kg
Pupuk ZA 600 kg CH4 137,24 kg
Pupuk NPK 500 kg N2O 1216,73 kg
Pupuk Urea 500 kg NOx 25,819 kg
Herbisida Ametrin 2 liter PO4-3 4,015 kg
Herbisida 2.4 Diamin (2.4 D.amines) 2 liter CO2 biogenik 2,585 kg
NO2 3,134 kg
Sumber: Hasil penelitian (2022)
Life Cycle Impact Assesment (LCIA) proses budidaya tebu PG Madukismo
Penilaian dampak lingkungan (LCIA) adalah proses ketiga dengan maksud untuk mengkategorikan dan menilai dampak yang dihasilkan bagi lingkungan. Penilaian dampak pada penelitian ini memakai openLCA dengan metode CML 2001. Adapun kategori dampak yang dihasilkan dengan memakai metode CML 2001 ecoinvent dapat ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Jenis dampak tahap budidaya tebu Pabrik Gula Madukismo
Impact category Reference unit Result
Climate change – GWP 100a kg CO2-Eq 17035,15
Acidification potential kg SO2-Eq 77,4615
Eutrophication potential kg NOx-Eq 65,33463
Human toxicity – HTP 100a kg 1,4-DCB-Eq 13473,84
Photochemical oxidation kg ethylene-Eq 3,729051
Sumber: Pengolahan data OpenLCA (2022)
Berdasarkan Tabel 3 dapat dijelaskan dampak lingkungan tahap budidaya tebu pabrik gula Madukismo sebagai berikut:
1. Climate change - GWP 100a
Lahan pertanian khususnya tebu, merupakan salah satu penghasil gas dinitrogen oksida (N2O), yang memberikan kontribusi terhadap pemanasan global [17]. Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh hasil gas rumah kaca dari tahap budidaya tebu yaitu CO2, CH4 dan N2O masing-masing 10,248,32 kg, 137,24 kg dan 1216,73 kg. Dimana kegiatan pembakaran lahan terbuka pasca panen tebu dan pengolahan lahan untuk siap ditanam bibit tebu dengan traktor akan menghasilkan gas antara lain CO2, CO dan SO2
serta pemeliharaan tebu dengan menggunakan pupuk ZA, NPK dan urea akan menghasil emisi CH4 dan N2O. Jika dibandingkan dengan CO2 maka N2O merupakan gas rumah kaca dengan nilai GWP terbesar yaitu 300 CO2eq jika dibandingkan dengan CO2 dengan nilai 1. Hal ini terjadi karena proses denitrifikasi pupuk ZA, NPK, dan urea yang menghasilkan gas N2O yang dilepas keudara selama pemupukan pada proses pertumbuhan bibit tebu sampai tebu siap untuk dipanen. Gambar 7 adalah hubungan antara nilai GWP 100a dengan input material dan energi pada proses budidaya tebu pabrik gula Madukismo.
Gambar 7. Hubungan antara impact kategori Climate Change dengan input material dan energi Sumber: Pengolahan data dengan openLCA (2022).
Dari Gambar 7 dapat dijelaskan bahwa elemen material dan energi yang berpengaruh terhadap perubahan iklim /climate change adalah pemakaian pupuk nitrogen, pengolahan lahan tebu, transport tebang angkut tebu, konsumsi bahan bakar fosil jenis solar, herbisida ametryn dan 2.4 diamin dan terakhir pemakaian pupuk urea berbasis nitrogen (ammonium sulfate) dengan nilai bervariasi dari 1.454 kg CO2 eq sampai 5271 kg CO2 eq
2. Acidification potential
Pulutan yang memiliki sifat pengasaman dihasilkan dari emisi SO2 dan NO2 yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil dan pembakaran sampah organik [18]. Dalam penelitian ini tahap panen angkut tebu dengan menggunakan truk/lorry jenis 190ps -235ps kapasitas 8 ton dengan bahan bakar solar dan jarak lokasi kebun tebu dengan pabrik madukismo bervariasi dengan jarak tempuh selama musim panen tahun 2021 sejauh 18.001,8 km. Lokasi kebun tebu pabrik gula madukismo berada di propinsi Daerah istimewa Yogyakarta, Porworejo, Kebumen, Klaten,Purbalingga, Magelang, Sragen, dan Temanggung.
Kondisi fisik masing-masing truk bervariasi mulai dari truk dengan kondisi mesin yang bagus sampai tidak bagus.
Selain proses tebang angkut, proses lain yang menggunakan BBM solar adalah proses pengolahan tanah akan tetapi pada tahap ini emisi yang dihasilkan relatip kecil jika dibandingkan dengan tahap tebang angkut tebu. Hasil pembakaran solar ini akan menghasilkan emisi SO2 dan NO2 sebesar 42,66 kg dan 3,124 kg yang berdampak pada pengasaman lingkungan. Tahap berikutnya yang menghasilkan emisi selain SO2
adalah tahap pembakaran lahan pasca panen yang menghasilkan emisi NOx sebesar 25,819 kg dimana NOx memberikan kontribusi terhadap asidifikasi.
Gambar 8. Hubungan antara impact kategori asidification potential dengan input material dan energi Sumber: Pengolahan data dengan openLCA (2022)
Hubungan antara nilai asidification potential dengan input material dan energi pada proses budidaya tebu pabrik gula Madukismo seperti terlihat pada Gambar 8. Dari Gambar 8 dapat dijelaskan bahwa elemen material dan energi yang berpengaruh terhadap asidification potential adalah pemakaian bahan bakar fosil jenis solar, pupuk nitrogen, transpor untuk pengolahan lahan dan tebang angkut tebu, pupuk phosphate berbasis P2O5, pupuk urea berbasis nitrogen dan faktor lainnya yaitu herbisida ametryn dan 2.4 diamin, dengan nilai 4,503 kg SO2 eq sampai 25,203 kg SO2 eq.
3. Eutrophication potential
Eutropikasi adalah adanya bahan organik yang berlebihan pada suatu perairan dan menyebabkan pertumbuhan tanaman tertentu yang tidak terkendali misalnya enceng gondok. Salah satu bahan organik ini adalah dari penggunaan pupuk anorganik dalam budidaya pertanian yaitu phosphate (PO4-3). Dalam tahap budidaya tebu dipabrik gula Madukismo, menggunakan pupuk berbahan dasar Phosphor yaitu pupuk jenis NPK dengan jumlah sebesar 500 kg per Ha dengan nilai PO4-3 sebesar 4,015 kg. Menurut ref. [19] dalam penelitiannya yang menyatakan bahwa penggunaan pupuk sintesis (pupuk berbasis Nitrogen dan Phosphate) menimbulkan polusi utama NOx, NH3, dan PO43- yang berperan terhadap dampak lingkungan yaitu eutrofikasi.
Gambar 9. Hubungan antara impact kategori eutrophication potential dengan input material dan energi Sumber: Pengolahan data dengan openLCA (2022)
Hubungan antara nilai eutrophication potential dengan input material dan energi pada proses budidaya tebu pabrik gula Madukismo seperti terlihat pada Gambar 9. Dari Gambar 9 dapat dijelaskan bahwa elemen material dan energi yang berpengaruh terhadap eutrophication potential adalah pemakaian pupuk nitrogen, transport untuk pengolahan lahan dan tebang angkut tebu, solar, lahan, pupuk phosphate
berbasis P2O5 dan faktor lainnya yaitu herbisida ametryn dan 2.4 diamin, dengan nilai 5,313 kg NOx eq sampai 26,907 kg NOx eq.
4. Human toxicity - HTP 100a
Human toxicity adalah zat beracun yang dapat mengganggu pernafasan manusia yang diakibatkan karena senyawa anorganik yang terbuang kelingkungan dan diukur dengan satuan 1.4-dichlorobenzene [20]. Human toxicity dalam penelitian ini berasal dari tahap pembakaran lahan terbuka seluas 6318,11 Ha.
Pembakaran ini meliputi pelepah dan pucuk tebu, sisa tebu dan rumput yang tersisa selama tebang angkut tebu. Tahap berikut yang memberikan dampak pada human toxicity adalah tahap panen angkut tebu dan pengolahan tanah karena menggunakan solar untuk truk, excavator dan mesin diesel untuk pengairan.
Gambar 10. Hubungan antara impact kategori human toxicity dengan input material dan energi Sumber: Hasil pengolahan data dengan openLCA
Hubungan antara nilai human toxicity dengan input material dan energi pada proses budidaya tebu pabrik gula Madukismo seperti terlihat pada Gambar 10. Dari Gambar 10 dapat dijelaskan bahwa elemen material dan energi yang berpengaruh terhadap human toxicity yang terbesar adalah pemakaian lahan untuk budidaya tebu, pupuk nitrogen,urea dan pupuk phosphate berbasis P2O5, herbisida ametryn dan 2.4 diamin dan BBM jenis solar dengan nilai 878 kg 1,4-dichlorobenzene eq sampai 7877 kg 1,4-dichlorobenzene eq.
5. Photochemical oxidation
Photochemical Oxidation atau asap fotokimia bisa mengakibatkan persoalan pernapasan, iritasi mata, dan lain sebagainya [21]. Dalam penelitian ini menghasilkan emisi CO sebesar 8,181 kg. Terdapat tiga tahap dalam budidaya tebu yang berkontribusi terhadap Photochemical Oxidation yaitu tahap tebang angkut, pengolahan lahan dan pembakaran lahan terbuka pasca panen tebu. Ketiga tahap tersebut dapat menghasilkan CO yang memberikan dampak terhadap Photochemical Oxidation.
Gambar 11. Hubungan antara impact kategori photochemical Oxidation dengan input material dan energi Sumber: Pengolahan data dengan openLCA (2022)
Hubungan antara nilai photochemical Oxidation dengan input material dan energi pada proses budidaya tebu pabrik gula Madukismo seperti terlihat pada Gambar 11. Dari Gambar 11 dapat dijelaskan bahwa elemen material dan energi yang berpengaruh terhadap photochemical Oxidation yang terbesar adalah pemakaian lahan untuk budidaya tebu, BBM jenis solar, pupuk nitrogen, phosphate dan transportasi serta herbisida ametryn dan 2.4 diamin dengan nilai 0.408 kg ethylene eq sampai 2,550 kg ethylene eq.
Interpretasi
Interpretasi adalah langkah terakhir dalam tahapan penelitian ini dengan aplikasi LCA. Interpretasi untuk memperbaiki tahap budidaya tebu pabrik gula Madukismo yang berpotensi memberikan dampak negatip bagi lingkungan hidup dan sosial. Selain itu upaya perbaikkan berkelanjutan yang dilakukan bertujuan agar pabrik gula madukismo secara ekonomi dan bisnis menguntungkan.
Analisa Perbaikan
Upaya perbaikan dalam LCA yaitu industri harus mengaplikasikan program Resource Efficiency and Cleaner Production (RECP) atau efisiensi sumber daya dan produksi bersih. Program ini yaitu konsep terintegrasi dan berkelanjutan penerapan pencegahan praktik lingkungan dan semua teknik produktivitas pada proses, produk dan layanan untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi risiko terhadap manusia dan lingkungan[22]. Upaya untuk memperbaiki kinerja dalam tahapan budidaya tebu di pabrik gula Madukismo Yogyakarta adalah:
a. Berdasarkan perhitungan Life Cycle Assessment dengan tool openLCA terlihat bahwa titik permasalahan lingkungan yang terbesar adalah pada proses pemeliharaan tebu mulai dari tahap pembibitan sampai panen karena menggunakan banyak pupuk dan herbisida. Perbaikan yang dilakukan adalah:
- Input change, ialah menentukan input yang efisien dan menghasilkan bahaya kecil bagi alam dan kesehatan manusia misalnya:
1. pemberian pupuk NPK, ZA dan urea serta herbisida harus sesuai dengan petunjuk pemerintah dalam hal ini kementerian pertanian baik jumlah dan durasi pemberian pupuk.
2. Pemberian pupuk organik untuk mengurangi ketergantungan pada pupuk sintesis dengan jumlah yang sesuai dengan ketentuan Teknik dinas terkait.
b. Hotspot permasalahan lingkungan berikutnya adalah transportasi. Tebang angkut tebu masih menggunakan truk dengan kapasitas angkut kecil dan dengan jarak angkut yang jauh sehingga pemakaian bahan bakar fosil sangat besar dan berdampak pada emisi gas rumah kaca perbaikkan yang dilakukan adalah:
- Mengganti teknologi, yaitu mengganti teknologi baru yang lebih efisien atau menghasilkan lebih sedikit limbah yaitu dengan menggunakan kereta api. Pertimbangannya adalah daerah penghasil tebu semuanya dilalui rel kereta api. Dengan kereta api kapasitas angkut lebih besar dan cepat serta hemat BBM. Jalur rel kereta api lama dapat diaktifkan kembali dan menambah jalur kereta api baru.
c. Kemudian permasalahan berikutnya adalah pembakaran lahan terbuka pasca panen tebu. Dengan luas lahan tebu yang besar 6318,11 ha jika dibakar akan berdampak bagi lingkungan. Perbaikkan yang dilakukan adalah:
- Input change yaitu dengan mengalihkan limbah pasca panen untuk mengganti pemakaian batubara dan kayu dalam proses produksi gula. Pemakain batubara dan kayu bakar dalam pemanasan turbin untuk menghasilkan energi berpotensi untuk menimbulkan emisi gas rumah kaca dan debu yang memberikan dampak bagi lingkungan dan manusia sekitar pabrik gula Madukismo.
4. Kesimpulan
Sumber daya yang dipergunakan baik material dan energi pada satu siklus hidup di Pabrik Gula Madukismo dengan unit fungsional 1 ton tebu dalam 1 musim tanam dalam proses budidaya tebu adalah tanah (0,246 ha), air (7.177,06 m3) memproduksi tebu sebanyak (6,496 ton) serta menggunakan energi (173.999,43 MJ). Alternatif perbaikan adalah pemberian pupuk NPK, ZA, urea dan organik serta herbisida harus sesuai petunjuk Kementerian Pertanian baik jumlah dan durasi pemberian pupuk. Tahap tebang angkut tebu diusulkan menggunakan kereta api, pertimbangannya adalah daerah penghasil tebu semuanya dilalui rel kereta api. Permasalahan berikutnya adalah pembakaran lahan terbuka pasca panen tebu. Dengan luas lahan tebu yang besar 6318,11 ha jika dibakar akan berdampak bagi lingkungan, perbaikan yang dilakukan yaitu dengan mengalihkan limbah pasca panen untuk mengganti pemakaian batubara dan kayu dalam proses produksi gula.
5. Ucapan Terima kasih
Peneliti menyampaikan ucapan terima kasih pada Puslit dan PPM, Solo Technology Christian University/Universitas Kristen Surakarta, yang telah memberikan hibah penelitian dana internal Tahun Akademik 2021/2022, sehingga peneliti dapat menghasilkan artikel penelitian ini. Terima kasih diberikan
buat Bapak Rendra yang telah memberikan pendampingan selama penelitian di PG Madukismo Yogyakarta.
6. Singkatan
GWP Global Warming Potential
RECP Resource efficiency and Cleaner Production IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change HTP Human Toxicity Potential
BBM Bahan bakar minyak
SNI Standar Nasional Indonesia
ISO Internasional Standar Organisation
7. Daftar Pustaka
[1] A. D. Astuti, “Potential Analysis Of Environmental Impact Of Sugarcane Plantation Using Life Cycle Assessment (Lca) Approach,” J. Litbang, vol. XV, no. 1, pp. 51–64, 2019, [Online].
Available: https://ejurnal-litbang.patikab.go.id/index.php/jl/article/download/127/115
[2] Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan RI, “Laporan Inventarisasi Gas Rumah Kaca (GRK) dan Monitoring, Pelaporan dan Verifikasi (MPV),” 2020. [Online]. Available:
http://ditjenppi.menlhk.go.id/reddplus/images/adminppi/dokumen/igrk/LAP_igrk2020.pdf
[3] L. Mashoko, C. Mbohwa, and V. M. Thomas, “LCA of the South African sugar industry,” J.
Environ. Plan. Manag., vol. 53, no. 6, pp. 793–807, 2010, doi:
https://doi.org/10.1080/09640568.2010.488120.
[4] J. E. A. Seabra, I. C. Macedo, H. L. Chum, C. E. Faroni, and C. A. Sarto, “Life cycle assessment of Brazilian sugarcane products: GHG emissions and energy use,” Biofuels, Bioprod. Biorefining, vol.
5, no. 5, pp. 519–532, 2011, [Online]. Available:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/bbb.289
[5] ISO 14040, Environmental Management-Life Cycle Assesment-Principle And Framework. 2016.
[Online]. Available: https://www.iso.org/standard/37456.html
[6] M. S. Dr A. Ciroth, C. Di Noi, T. Lohse, openLCA 1.9 Comprehensive User Manual, 1.103. Berlin:
GreenDelta, 2019. [Online]. Available: https://www.openlca.org/
[7] Anonim, “OpenLCA,” GreenDelta, 2013. https://www.openlca.org/ (accessed Jul. 04, 2021).
[8] Greendelta, “openLCA Nexus,” 2019. https://nexus.openlca.org/ (accessed Jun. 13, 2022).
[9] GreenDelta GmbH, “openLCA Nexus,” Greendelta, 2021. https://nexus.openlca.org/ (accessed Jun.
26, 2021).
[10] A. A. R. Setiawan, “Application of LCA In Energy And Material Industries Arief A.R. Setiawan Pusat Penelitian Kebijakan Manajemen Iptek & Inovasi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia arief_ars_ti01@yahoo.com Workshop Penerapan LCA di Industri Bidang Energi dan Material,”
2020.
[11] C. Balaji, A., Karthikeyan, B., Sundar Raj, “Life Cycle Assessment of Electricity Generation from Baggase in Mauritius,” J. Clean. Prod., vol. 16, no. 1, pp. 1727–1734, 2008.
[12] C. Witayapairot, W., Yossapol, “Life Cycle Assessment of Sugar Production in Northeastern Thailand,” 2009.
[13] K. Siregar, “ILCAN Training Series of Life Cycle Assessment (ITSoLCA) – LCA PROPER,” in Indonesia Life Cycle Assesment network, 2021, pp. 23–24.
[14] Badan Lingkungan Hidup kota surabaya, “Laporan Akhir ‘Inventarisasi Emisi Gas Rumah Kaca (GRK),’” Surabaya, 2016. [Online]. Available: https://lh.surabaya.go.id/fileupload/ebook/GRK.pdf [15] IPCC, Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory Volume 2 Energy. 2006. [Online].
Available: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol2.html
[16] Kementerian Lingkungan Hidup Dan Kehutanan Republik Indonesia, Peraturan Direktur Jenderal Pengendalian Perubahan Iklim Nomor : P5 / PPI / Set / Kum I / 12 / 2017, Tentang Pedoman Penghitungan Emisi Gas Rumah Kaca Untuk Aksi Mitigasi Perubahan Iklim Berbasis Masyarakat.
Indonesia, 2017. [Online]. Available:
http://ditjenppi.menlhk.go.id/reddplus/images/adminppi/perdirjen/p5.pdf
[17] A. Wihardjaka, “Emisi Gas Dinitrogen Oksida dari Tanah Sawah Tadah Hujan yang diberi Jerami Padi dan Bahan Penghambat Nitrifikasi,” J. Biol. Indones., vol. 6, no. 2, p. 211, 2010, [Online].
Available: https://e-
journal.biologi.lipi.go.id/index.php/jurnal_biologi_indonesia/article/download/3160/2744
[18] A. D. Astuti, “ Potential Analysis Of Environmental Impact Of Sugarcane Plantation Using Life Cycle Asssesment (LCA) Approach,” J. Litbang Kabupaten Pati, vol. 15, no. 1, p. 53, 2019, doi:
https://doi.org/10.33658/jl.v15i1.127.
[19] T. Mungcharoen, “Sustainability Asessment of Bio-Product/Biofuel in Thailand,” Proceeding Thai- German Bio-economy Conf., 2016.
[20] J. W. Chandra, Vineet V.Sarah L. Hemstock, Onesmus N. Mwabonje, Antoine De Ramon N’Yeurt,
“Life Cycle Assessment of Sugarcane Growing Process in Fiji,” Springer Verlag, vol. 20, no. 6, p.
11, 2018, doi: https://dx.doi.org/10.1007/s12355-018-0607-1.
[21] E. U. Lolo, R. I. Gunawan, A. Y. Krismani, and Y. S. Pambudi, “Penilaian Dampak Lingkungan Industri Tahu Menggunakan Life Cycle Assessment (Studi Kasus: Pabrik Tahu Sari Murni Kampung Krajan, Surakarta),” Serambi Eng., vol. 6, no. 4, pp. 2337–2347, 2021, doi:
https://doi.org/10.32672/jse.v6i4.
[22] Anonim, “Resource Efficient and Cleaner Production (RECP),” United Nations,Industrial Development Organisation, 2020. https://www.unido.org/our-focus-safeguarding-environment- resource-efficient-and-low-carbon-industrial-production/resource-efficient-and-cleaner-
production-recp (accessed Jul. 11, 2021).
