Limbah Sawit Bisa Bantu Batubara Lebih "Hijau", Asal Takarannya Pas
Peneliti di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Magelang
·waktu baca 4 menit
Tulisan dari Muji Setiyo tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
PerbesarSetiap kali menyalakan lampu di rumah, besar kemungkinan listriknya berasal dari batubara. Pada 2023, pembangkit batubara masih menguasai sekitar 55 persen kapasitas listrik terpasang Indonesia yang totalnya 91,1 gigawatt.
Ketergantungan ini menjadi pekerjaan rumah besar. Indonesia sudah berjanji menurunkan emisi gas rumah kaca sebesar 31,89 persen pada 2030. Mematikan pembangkit batubara dalam waktu dekat jelas tidak realistis. Lalu, apa yang bisa dilakukan?
Salah satu jawabannya adalah co-firing, yakni membakar biomassa bersama batubara di pembangkit yang sudah ada. Caranya relatif murah karena boiler tidak perlu dirombak besar-besaran. PLN sudah menguji cara ini sejak 2019, dan pada 2023 penerapannya mencapai lebih dari 40 unit pembangkit, meski porsi biomassanya baru 1 sampai 5 persen.
Limbah yang menumpuk di pabrik sawit
Indonesia punya satu sumber biomassa yang luar biasa melimpah: limbah kelapa sawit. Dari setiap ton tandan buah segar yang diolah, sekitar 23 persennya menjadi tandan kosong kelapa sawit atau TKKS.
TKKS hampir tidak bernilai jual dan terus menumpuk di pabrik. Menjadikannya bahan bakar pendamping batubara terdengar seperti sekali dayung, dua pulau terlampaui: limbah berkurang, emisi pun ditekan.
Tapi ada masalahnya. TKKS berbeda jauh dari batubara. Abunya kaya kalium, kalsium, dan silika yang bisa membentuk kerak di dalam boiler. Artinya, makin banyak TKKS yang dicampurkan, makin besar pula risiko gangguan operasional.
Jadi, berapa porsi yang paling pas?
Diuji di laboratorium
Pertanyaan itu coba dijawab oleh tim peneliti dari Universitas Islam Malang bersama Université de Lorraine, Prancis. Hasilnya terbit di jurnal Scientific Experiences in Energy and Thermal Engineering (SEETE) edisi perdana 2027.
Mereka membandingkan tiga jenis bahan bakar: batubara murni, campuran 80 persen batubara dan 20 persen TKKS, serta campuran 60 persen batubara dan 40 persen TKKS.
Ketiganya dibakar perlahan di alat thermogravimetric analyzer (TGA) hingga suhu 1.000 derajat Celsius. Alat ini mencatat berapa banyak massa yang hilang di setiap suhu. Dari data itu, peneliti menghitung energi aktivasi.
Sederhananya, energi aktivasi adalah "ongkos awal" yang harus dibayar agar bahan bakar mulai terbakar. Ibarat mendorong bola melewati bukit, energi aktivasi adalah tinggi bukitnya. Makin rendah, makin mudah bahan bakar itu terbakar.
Hasilnya: 20 persen paling unggul
Campuran 20 persen TKKS ternyata menjadi juara. Pada tahap awal pembakaran, energi aktivasinya turun dari 91,16 kJ/mol (batubara murni) menjadi 86,69 kJ/mol. Penurunan yang lebih tajam terjadi pada tahap pembakaran arang, dari 61,88 menjadi 48,70 kJ/mol, atau turun sekitar 21 persen.
Campuran ini juga terbakar paling tuntas. Sekitar 99 persen massanya habis terurai, lebih tinggi dibanding batubara murni yang sekitar 95 persen.
Yang menarik, menambah TKKS hingga 40 persen justru tidak membuat hasilnya lebih baik. Energi aktivasi tahap awalnya malah naik menjadi 91,64 kJ/mol, sedikit di atas batubara murni. Pada tahap arang, nilainya 49,50 kJ/mol, masih lebih rendah dari batubara murni tetapi sedikit di atas campuran 20 persen.
Kenapa lebih banyak tidak selalu lebih baik?
Menurut para peneliti, pada porsi 20 persen terjadi efek sinergi. Komponen TKKS seperti selulosa dan hemiselulosa mudah terurai dan membuka pori-pori di dalam partikel bahan bakar. Mineral kalium dan kalsium dalam abunya juga berperan seperti katalis yang mempercepat pembakaran karbon.
Saat porsinya dinaikkan ke 40 persen, sinergi itu melemah. Lignin, komponen biomassa yang paling bandel, makin dominan. Lapisan abu juga mulai menyelimuti permukaan arang sehingga menghambat pembakaran. Belum lagi, abu yang lebih banyak berarti risiko kerak di boiler ikut naik.
Dengan kata lain, 20 persen adalah titik kompromi terbaik antara pembakaran yang reaktif dan risiko masalah abu.
Masih perlu langkah lanjutan
Tentu, hasil ini belum bisa langsung diterapkan di pembangkit. Pengujiannya dilakukan di laboratorium dengan sampel sekitar satu gram. Kinerja di boiler sungguhan, emisi gas buang, dan perilaku abu belum diuji. Para peneliti sendiri menyebut nilai energi aktivasi yang mereka peroleh masih bersifat perkiraan dan perlu diverifikasi dengan metode lain.
Angka 20 persen juga jauh melampaui porsi co-firing yang berjalan saat ini di Indonesia. Lompatan sebesar itu butuh kajian teknis dan ekonomi yang matang.
Meski begitu, temuan ini memberi pesan yang jelas: limbah sawit yang selama ini dianggap masalah bisa menjadi bagian dari solusi transisi energi. Kuncinya bukan sekadar mencampur sebanyak-banyaknya, melainkan menemukan takaran yang tepat.
Artikel ini disarikan dari: Alhikami, A. F., Majid, N., Marlina, E., & Aniza, R. (2027). Kinetic Analysis of the Combustion Reaction of Sub-Bituminous Coal Blended with Empty Fruit Bunch (EFB) Waste. Scientific Experiences in Energy and Thermal Engineering, 1(1), e17. https://doi.org/10.68252/seete.17