EKOLOGI INDUSTRI : Pengertian, Konsep, Aplikasi dan Ukuran Keberhasilan Penerapan RATNA DIAN SUMINAR, S.T. NIM : 09/290694/PTK/5928 Magister Teknik Pengendalian Pencemaran Lingkungan S2 Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada Email :
[email protected]
Abstrak EKOLOGI INDUSTRI : Pengertian, Konsep, Aplikasi, dan Ukuran Keberhasilan Penerapan. Dilatarbelakangi Dilatarbelakangi dengan adanya peningkatan tingkat konsumsi masyarakat seiring perkembangan populasi dan peningkatan kualitas hidup manusia, meningkatkan pertumbuhan sector industry baik dari segi kualitatif dan kuantitatifnya. Fenomena tersebut berkebalikan dengan kemampuan alam untuk menyediakan bahan baku dan kemampuan lingkungan untuk tetap berada dalam kondisi terbaiknya guna menghadapi aliran bahan dan produk baru yang memiliki sifat yang tidak diinginkan yang dihasilkan dari multi tahap produksi dalam system industry, seperti toksisitas dan non-biodegradable. Salah satu cara untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan peningkatan efisiensi proses produksi. Tujuannya adalah untuk mengurangi penggunaan material, memaksimalkan produk dan meminimalisasi limbah yang dihasilkan. Ekologi industry merupakan bentuk konsep efisiensi proses yang tidak hanya menitikberatkan pada salah satu unit dalam proses, namun memperhatikan intergrasi antar proses-proses dalam industry. Hal itu dikarenakan limbah dari suatu proses industri bisa jadi merupakan raw raw material dari proses proses industry yang lain. Langkah Langkah pertama yang harus dilakukan dalam aplikasi pembuatan konsep ekologi industri adalah menganalisa aliran massa dan energy untuk masing-masing proses (Material Flow Analysis), kemudian pembuatan design integrasi proses (Design for Envyronment )yang disertai dengan Life-Cycle Analisis untuk menganalisa dampak yang ditimbulalkan terhadap lingkungan sehingga dapat dipilih tahapan-tahapan proses yang berdampak paling minim terhadap lingkungan.. Ukuran keberhasilan sebuah konsep ekologi industry dapat diukur dari segi minimisasi penggunaan raw material, konsumsi energy, tingginya yield dan selektifitas,minimisasi selektifitas,minimisasi limbah yang dihasilkan dan segi ekonomi. Keyword : ekologi industry, efisiensi proses, minimisasi limbah
PENDAHULUAN Tingkat Konsumsi Masyarakat dan Pembangunan Berkelanjutan Berkelanjutan
Pada awal manusia manusia diciptakan, yaitu pada jaman jaman Manusia
huntergatherer (berburu (berburu dan
meramu), seperti halnya spesies yang lain, manusia hanya mengambil apa yang telah disediakan oleh alam. Mulai timbul masalah ketika sumber daya menjadi langka sedangkan manusia terus berkembang. Timbul ide untuk mengatasi masalh tersebut dengan memodifikasi lingkungan local mereka untuk meningkatkan produktifitas, yaitu melalui transisi dari masyarakat pemburu-pengumpul menjadi masyarakat yang menetap dan bertani. Bahkan sebelum munculnya pertanian, mereka memulai modifikasi melalui penggunaan api.
Pertanian dan penggembalaan makin memperluas modifikasi dan kontrol masyarakat terhadap sistem alam untuk mengatasi keterbatasan pasokan alam dan bahkan menghasilkan lebih banyak dari apa yang manusia dikehendaki, sehingga beberapa jenis produksi tersedia untuk kapasitas perdagangan. Dengan perkembangan perdagangan dan pangsa pasar, pertanian dan jenis output yang dihasilkan dikonversikan ke dalam produk barang (atau jasa) lain sehingga mempunyai nilai lebih untuk dapat ditukar dengan sesuatu yang lain.
Dan kebutuhan manusia menjadi makin eksplosif seiring dengan pertumbuhan populasi manusia. Permintaan konsumen konsumen masyarakat dipenuhi oleh serangkaian luas produk produk - barang dan jasa yang harus dihasilkan oleh sistem industri. Sesuai dengan perkembangan jaman, jenis dan volume kebutuhan tersebut menjadi makin bervariasi seiring persyaratan kelangsungan hidup fisik yang juga makin bervariasi di masa modern ini, sehingga memunculkan konsep rancangan proses industry yang berbeda-beda. Beberapa bahan dirancang khusus untuk meningkatkan fungsi produk. Bahkan, dalam beberapa kasus, pengembangan produk baru hanya dimungkinkan oleh pengembangan bahan-bahan baru juga, yang pada gilirannya sering memerlukan pengembangan proses industry yang baru.
Sementara aliran massa dan energi dalam alam ini sebagian besar ditentukan oleh konsumsi sumber daya untuk pasokan energi dan nutrisi, berbanding terbalik dengan kemampuan alam untuk menyediakan bahan baku produksi. Selain karena volume produk-produk konsumen memerlukan sumber daya yang beragam, juga, alam harus menghadapi aliran bahan dan produk baru yang memiliki sifat yang tidak diinginkan seperti toksisitas atau nonbiodegradable yang menurunkan kualitas lingkungan. Bahan dan produk ini adalah keluaran dari apa yang sering disebut sebagai multi-tahap produksi yang dilakukan dalam sistem industry.
Berdasarkan hal tersebut, maka diperlukan satu cara pengontrolan yang lebih baik untuk menjamin ketersediaan sumber daya alam sebagai bahan baku pemenuhan kebutuhan manusia yang tidak akan pernah berhenti, dan juga untuk tetap mempertahankan daya dukung lingkungan terhadap kehidupan manusia. Salah satunya adalah dengan pengembangan dan penerapan konsep Ekologi Industri.
Konsep Ekologi Industri terutama berfokus pada masalah pengurangan dampak lingkungan karena penggunaan energy dan material dalam proses produksi dengan cara meningkatkan
effisiensi proses produksi. Beberapa ahli kologi industry menyatakan bahwa input/aliran material dapat dikurangi empat sampai sepuluh kali lipat tanpa mengurangi pertumbuhan ekonomi.
PENGERTIAN EKOLOGI INDUSTRI
Frosh mendefinisikan ekologi industry sebagai jaringan dari keseluruhan proses industry yang saling berinteraksi dan saling menghidupkan satu sama lain, bukan hanya dari segi ekonomi melainkan juga dalam hal pemanfaatan limbah dari suatu proses sebagai energy dan material dari proses yang lain.
Sedangkan menurut US EPA (Environmental Protection Agency), industrial ecology is a systems approach to efficient resource use and protection of the environment. Instead of just devising improved methods of waste treatment and disposal, we look for the best opportunities to reduce waste throughout the total material cycle from virgin materials to finished products to end of product life. Instead of controlling industrial pollutants from different sources one by one at different times and with different technologies, we try to look across whole facilities, regions, and even whole industries and make changes wherever in the system it is most effective to do so.
Dari kedua definisi tersebut, dapat diambil dia mbil kesimpulan bahwa ekologi industry adalah sebuah SISTEM, dimana didalamnya terdapat : - Aliran energy - Aliran massa - Proses-proses - Interaksi antar proses
Selain itu, penyusunan konsep ekologi industry harus didasari dengan ilmu dan teknologi yang cukup untuk menjamin bahwa konsep ekologi industry dapat meningkatkan efisiensi proses produksi dan mengurangi produksi limbah yang dilepas ke lingkungan.
DASAR-DASAR EKOLOGI INDUSTRI
1.
PENGERTIAN EKOLOGI
Istilah ekologi pertama kali diperkenalkan berdasarkan prakarsa biolog Jerman yaitu Ernest Haeckel (1834 – 1919) pada tahun 1860. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani, yaitu “oikos” yang berarti rumah, tempat tinggal, habitat dan “logos” yang berarti ilmu. Secara harfiah ekologi adalah ilmu tentang mahkluk hidup dalam rumahnya, atau dapat diartikan juga sebagai ilmu tentang rumah tangga mahluk hidup. Banyak yeng mendifinisikan ekologi, menurut Kendeiihgh (1980) ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme yang satu dengan yang lainnya. Di dalam Webmaster Unabridged Dictionary, ekologi disebut sebagai totalitas atau pola hubungan antara organisme-organisme dengan lingkungannya. Lingkungan di sini adalah gabungan dari komponen fisik maupun hayati yang berpengaruh terhadap kehidupan organisme. Menurut Miller (1975), ekologi adalah ilmu mengenai hubungan timbal balik antara organisme dan sesamanya serta dengan lingkungan tempat tinggalnya dan menurut Odum, (1971) ekologi ekologi adalah suatu studi yang mempelajari struktur dan fungsi ekosistem. Struktur di sini menunjukan suatu keadaan atau susunan dari sistem ekologi pada waktu dan tempat tertentu. Keadaan itu termasuk kepadatan/kerapatan, biomassa, penyebaran potensi unsur-unsur hara, energi, faktor-faktor fisik dan kimia lainnya yang menberi karakteristik kondisi sistem tersebut yang kadangkadang mengalami perubahan. Sedangkan fungsinya menggambarkan peran setiap ko mponen yang ada dalam sistem ekologi atau ekosistem. Jadi pokok utama ekologi adalah bagaimana interaksi fungsi masing-masing organisme sesuai dengan kondisi yang ada di alam, dimana kondisi tersebut selalu berubah/tidak pernah sama.
Kondisi alam/ekosistem yang selalu berubah tersebut disebabkan oleh adanya akumulasi masalah yang memang telah lama ada sebagai efek dari peningkatan populasi manusia. Manusia berkembang dengan sangat cepat dan kita sebagai manusia seharusnya menyadari tentang dampak perkembangan populasi manusia terhadap organisme lain di alam ini. Peningkatan populasi manusia berarti peningkatan kebutuhan hidup. Peningkatan kebutuhan hidup berarti bahwa kita memerlukan peningkatan dan pertumbuhan industry untuk mensuplay berbagai kebutuhan tersebut, sedangkan adanya masalah lingkungan berarti kita membutuhkan suatu ilmu untuk mengatasi masalah-masalah lingkungan tersebut. Paduan antara ilmu dan industry tersebut tercermin dalam konsep ekologi industry. Konsep tersebut mempelajari mengenai pengurangan emisi, polusi, dan pemanfaatan limbah suatu industry
sebagai bahan baku produksi produksi yang lain, serta mengendalikan tingkat konsumsi sumber daya. Dengan demikian, pemenuhan kebutuhan manusia dan masalah-masalah lingkungan dapat diperhatikan secara keseluruhan dan simultan.
2.
MATERIAL FLOW ANALYSIS (MFA / Analisa Aliran Bahan)
Ekologi Industri
terutama berkaitan dengan mengurangi dampak lingkungan dari
penggunaan energi dan bahan dalam proses produksi untuk meningkatkan efisiensi. Untuk selanjutnya, ekologi industry ini dapat digunakan sebagai sumber masukan untuk pengambilan keputusan tentang system industry oleh pihak-pihak yang berkepentingan mengenai ekstraksi sumber daya, pabrikasi, dan distribusi produk. Konsep ekologi industry dapat digunakan sebagai dasar pengambilan data mengenai perilaku system dan untuk mengembangkan konsep dan metode analisis antar industry pada tingkat system.
Kegiatan paling mendasar dalam pembuatan konsep dan desain ekologi industry adalah mengumpulkan data untuk menggambarkan aliran energi dan bahan-bahan di seluruh sistem produksi, atau sering disebut sebagai Analisa Aliran Bahan, atau Material Flow Analysis.
Konvensi dan prosedur yang telah dikembangkan dikembangkan untuk melakukan MFA, mirip dengan studi tentang siklus hara dalam ekologi. Tujuan dari studi MFA adalah untuk mengukur mengukur arus materi yang mengalir dalam proses sehingga dapat digunakan sebagai langkah untuk memberikan masukan masukan atau saran saran
untuk perbaikan perbaikan model sistem sistem industry. MFA dibuat
meliputi seluruh konteks siklus suatu produk, mulai dari ekstraksi sumber daya, pengolahan sumber daya, fabrikasi produk, pemanfaatannya, penggunaan kembali, daur ulang dan pembuangannya. Contoh : MFA untuk tembaga.
Penggambaran siklus global tembaga yang ditunjukkan dalam gambar diatas mengingatkan kita pada ilustrasi siklus karbon dalam sistem ekologi, tapi secara lebih dekat ditunjukkan bahwa siklus tembaga tidak seefisien siklus karbon. Masih terdapat fraksi yang signifikan dari tembaga yang tidak dapat di daur ulang, tetapi dibuang dalam reservoirs.
MFA dilakukan dengan cara mengidentifikasi dan mengkuantifikasi arus-arus material dan enery
utama yang mengalir dalam proses. Identifikasi Identifikasi dan kuantifikasi arus-arus arus-arus ini
merupakan dasar untuk melakukan perubahan terhadap system yang sudah ada. Perubahan system tersebut dilakukan untuk mengurangi dampaknya terhadap lingkungan dengan membuatnya lebih efisien dalam penggunaan sumber daya.
MFA dapat mengarahkan sistem untuk meningkatkan kinerjanya dengan penentuan penghitungan limbah limbah yang hilang dalam system.
Beragam studi menggarisbawahi, MFA akan semakin bervariasi dengan semakin banyaknya bahan yang berbeda-beda, dengan sifatnya masing-masing, yang digunakan dalam sistem industri kontemporer untuk mendukung besarnya jumlah produk yang diperlukan oleh konsumen. Selain itu, juga karena sumber daya yang diperlukan oleh industri sistem sering ditemukan di lokasi tertentu yang jauh dari tempat produksi, yang mungkin juga akan jauh
dari tempat konsumsi terjadi, banyak sekali transportasi yang mungkin diperlukan, sehingga melibatkan lebih banyak energi dan bahan masukan.
3.
DESIGN for ENVIRONMENTAL (DfE / Design Untuk Lingkungan Hidup) dan Life Cycle Assessment (LCA)
Beralih dari sudut pandang sumber daya ke sudut pandang produk, dua konsep tambahan dalam Ekologi Industri mempelajari mengenai daur hidup sebuah produk mulai dari proses ekstraksi sumber daya, fabrikasi produk, penggunaannya, pemanfaatan kembali, dan pembuangannya. Kedua Kedua konsep tersebut adalah Desain untuk Lingkungan Hidup Hidup Design for Environment ) dan Life-Cycle Assessment (LCA).
(DfE/
Kedua konsep ini
menitikberatkan pada besarnya dampak yang terkait dengan suatu produk terhadap lingkungan.
DfE melibatkan desain proses dan produk industry untuk meminimalkan dampak buruknya terhadap lingkungan. Seringkali itu merupakan desain ulang produk yang sudah ada atau proses yang sudah dilakukan. Dapat difokuskan difokuskan pada salah satu fase yang berbeda dari sebuah daur hidup produk, seperti desain untuk waktu pemakaian produk . Aktual aplikasinya bervariasi, termasuk di dalamnya adalah desain dari proses kimia, komponen elektronik, komponen mekanis, isolasi pendingin, yang tidak kalah pentingnya dengan desain kemasan.
LCA melibatkan evaluasi dampak lingkungan dari suatu produk selama daur hidupnya berdasarkan informasi teknis rinci yang tersedia. Setiap tahap , mulai dari ekstraksi sumber daya dianalisa meliputi
pembuangan residunya, ketersediaan ketersediaan sumber sumber daya, emisi yang
dihasilkan, kerusakan yang ditimbulkan. LCA sering digunakan untuk membandingkan dampak lingkungan antara suatu proses produksi / produk dengan suatu alternatif proses produksi / produk. LCA telah diterapkan untuk untuk zat-zat seperti klorin dan dan aluminium, industri pertambangan, industri material seperti PVC, dan untuk alternatif penggunaan lahan pertanian. Studi LCA digunakan untuk mengukur emisi dan penggunaan sumber daya per kesatuan output atau jasa yang dihasilkan, dihasilkan, termasuk kuantifikasi jumlah masukan yang diperlukan diperlukan dari proses produksi yang berbeda, yang langsung didasarkan pada pengukuran atau teknik analisis. Model inventori ini secara umum mengabaikan kontribusi input non-fisik, seperti jasa akuntansi dan hukum atau grosir dan perdagangan ritel, dan tidak memperhitungkan
imput dalam jumlah yang kecil. Untuk itu, beberapa penelitian juga membuat LCA dengan analisis input-output secara ekonomi untuk dapat menghitung beberapa hal yang diabaikan tersebut.
LCA juga mencakup langkah penilaian dampak, di mana mana berbagai jenis emisi dikumpulkan untuk dikelola terkait sejumlah indikator yang menimbulkan masalah masalah tertentu dalam hal pemanasan global atau toksisitas. Atau, penilaian dampak dapat didasarkan pada modeling kerusakan, misalnya efek kesehatan manusia diukur dalam tahun kehidupan yang hilang sebagai akibat dari keracunan dan perubahan perubahan iklim.
Dengan mengetahui aliran material dan analisis jenis proses dan produk yang mempunyai dampak lebih kecil terhadap lingkungan, dapat disusun sebuah interaksi dari beberapa proses produksi yang saling berhubungan.
PENERAPAN KONSEP EKOLOGI INDUSTRI
Aplikasi awal dalam konsep sistem ekologi industri adalah desain dan implementasi yang disebut ekosistem industri. Ekosistem industri ditandai oleh adanya simbiosis antar industri, yaitu suatu hubungan antara dua atau lebih perusahaan yang melibatkan pertukaran materi, energi, atau informasi dalam suatu cara yang saling menguntungkan. Model Ekologi industri mengarah pada pertukaran material antar sektor industri yang berbeda, dimana limbah dari salah satu industri tersebut menjadi cadangan bahan baku ( feedstock ) untuk industri lainnya .
1.
PENERAPAN EKOLOGI INDUSTRI DI LUAR NEGERI
Kerangka kerja Ekologi Industri ini telah berhasil diaplikasikan dalam suatu Proyek simbiosis industri di Kalunborg (100 km sebelah barat Copenhagen), Denmark dan telah menarik perhatian luas dunia internasional, proyek tersebut telah diberi penghargaan dari sejumlah penghargaan lingkungan (Keolelan, 1995).
Perancangan ekosistem industry dapat dilakukan baik baik dari awal atau dari plant yang sudah ada. Konsep ekologi industry di Kalundborg Denmark, muncul tanpa adanya perencanaan khusus, awalnya hanya merupakan merupakan kesepakatan kesepakatan antara beberapa
perusahaan. Pada awal
terbentuknya , eco-industrial park memiliki konsep seperti ini :
Novo Nordisk Kemira
Pharmaceutical
Sulfuric
Manufacturer
Delivery network for NovoSlam
Acid Ecological Component Liquid
Tisso Lake
Sulfur
Agriculture Sludge Fish Farming
Statoll
Gyproc
gas
Refinery
Plaster
Treatment
Fjord
Plant
Greenhouses
steam
steam
Waste Heat
Board
Gypsum
Asnaes
as Cooling water
Power
Waste water
Waste heat
District Heating
Fi . Eco‐Industrial Parks‐Kalundbor
Fly Ash Clinker
Plant Air Emissions Material Transfer Extraction and/or Discharge of Water of Water
Denmark
Eco-Industrial Park Kalundborg melibatkan beberapa industry yaitu oil refinery, power plant , pharmaceutical manufacturer , industry gypsum, asam sulfat manufacturer , dan indsutri
perikanan. Inti dari Eco-Industrial ini adalah oil refinery plant dan power plant. Kedua plant tersebut terlibat dalam transfer massa dan energy yang lebih banyak daripada industry yang lain. Dari gambar tersebut, terlihat bahwa output dari suatu proses atau industry menjadi input atau bahan baku dari proses atau industry yang lain. Dengan konsep ekologi industry ini, diharapkan tidak ada material yang hilang ataupun emisi dan limbah yang release ke lingkungan (closed loop system).
Namun, seperti halnya ekosistem yang terus t erus bergerak dan mengalami perubahan, eko-industri ini pun juga terus berubah. berubah. Perusahaan baru dapat muncul dan beberapa perusahaan yang telah ada, melakukan peningkatan atau penurunan kapasitas, memodifikasi proses atau menghilang sama sekali dengan tujuan tercapainya intergrasi massa dan energy yang lebih sempurna. Berikut adalah pengembangan konsep Eco-Industrial Parks, Denmark yang ada sekarang ini :
Pemanfaatan transfer massa dan energy menjadi lebih luas, yaitu : berdirinya pabrik baru, ialah pabrik semen dan pemanfaatan yang lebih luas yaitu untuk pertanian, peternakan dan road construction yang belum ada pada konsep sebelumnya. Manfaat dari pelaksanaan konsep industrial ekologi ialah : 1) Mengurangi kebutuhan sumberdaya yang diperlukan oleh masing-masing industry karena telah disuplay dari industry lain, 2) Meningkatkan efisiensi dari suatu proses. 3) Dampak buruk terhadap lingkungan seperti emisi dan limbah serta dampak terhadap kesehatan manusia pun dapat diminimalkan.
Ketiga manfaat ini yang menjadi tolak ukur keberhasilan suatu konsep dan aplikasi ekologi industry.
2.
PENERAPAN EKOLOGI INDUSTRI DI INDONESIA
Melihat besarnya manfaat pelaksanaan konsep ekologi industry seperti yang telah dijabarkan diatas, timbul pemikiran untuk menerapkan konsep tersebut di Indonesia. Apalagi jika melihat besarnya potensi industry dan agriculture Indonesia sebagai salah satu sector penyuplai bahan baku untuk beberapa industry, seharusnya konsep ekologi industry bisa diintegrasikan secara sinergis. Dalam beberapa sector industry, ekologi industry sudah mulai diterapkan, namun belum maksimal. Maksimal disini berarti bahwa penerapan konsep ekologi industry belum sampai pada tahap 100% closed loop system.
Beberapa interaksi yang sederhana sederhana antar proses industry sudah mulai masuk ke dalam tahap implementasi, seperti contohnya :
a.
Pembuatan kompos dari kotoran sapi .
Dalam konsep ini terdapat simbiosis antara peternakan sapi yang menghasilkan kotoran sapi dengan kompos plant yang mengkonversi kotoran sapi menjadi menjadi kompos. Untuk selanjutnya, kompos dapat dimanfaatkan kembali untuk pemupukan lahan pertanian untuk penyediaan pakan sapi. Dalam pembuatan kompos juga dihasilkan biogas yang seharusnya dapat dimanfaatkan untuk penyedia energy bagi rumah tangga atau industry-industri lain di sekitar peternakan sapu jika ada.
Hasil peternakan sapi yang berupa daging, kulit dan tulang sapi pun digunakan sebagai sumber bahan baku industry-industri turunan yang potensial untuk dikembangkan. Secara sistematis, konsep ekologi industry untuk peternakan sapi dapat digambarkan sebagai berikut :
SAPI
Daging
Industri Kornet
Tulang
Industri Gelatin
Kulit
Industri Kerupuk Industri Kulit
Kotoran
Tenaga
Biogas
Pertanian
Gas/ENergi
Rumah Tan
Fedder
Perikanan
Pupuk
Pakan
Untuk biasa diterapkan secara ideal, dibutuhkan beberapa modifikasi proses dalam konsep ini. Antara lain, peternakan sapi yang saat ini lebih banyak dikembangkan dengan cara tradisional, yaitu dilaksanakan per rumah tangga dan peggembalaan secara liar (sapi dibiarkan merumput di lapangan atau padang rumput), harus dirubah menjadi konsep peternakan terpusat, yaitu minimal 25 ekor sapi per peternakan. Keuntungan yang diperoleh dalam aplikasi ini diantaranya:
Material
Dengan dikembangkannya ekologi industri, hampir semua potensi/material dari hasil peternakan sapi dapat dimanfaatkan untuk industri lain dan berpotensi ekonomi. Energi
Closing loop dalam pemanfaatan energi sangat optimal. Hasil kotoran ternak sapi
dapat dimanfaatkan untuk pembuatan biogas, yang kemudian digunakan untuk suplai energi industri turunan. Selain itu, pengadaan pakan untuk budidaya ternak dapat memanfaatkan pupuk organik dari sisa biogas.
Lingkungan
a
Dari sisi lingkungan hidup konsep ekologi industri dapat meminimalisasi dampak lingkungan berupa sisa pakan dan kotoran padat dan cair dari ternak sapi. Selain itu, polusi udara dari peternakan khususnya metana yang berdampak pada green house effect dapat diminimalisasi dengan pemanfaatan kotoran sapi sebagai biogas.
b.
Pemanfaatan Lignosellulosa Limbah Bagasse Pabrik Gula untuk produksi
Ethanol.
Selain berbasis peternakan, sektor lain yang berpotensi untuk pengembangan konsep ekologi industri di Indonesia adalah sektor pertanian. Dengan besarnya potensi pertanian, jumlah biomass yang dimiliki Indonesia juga sangat besar. Dan biomass ini dapat digunakan sebagai bahan baku industri yang berkonsep ekologi industri. Contoh biomass yang potensial dikembangkan adalah bagasse.
Bagasse (ampas tebu) adalah adalah limbah padat industri gula tebu yang mengandung serat
selulosa. Potensi bagasse di Indonesia cukup besar. Menurut data statistik Indonesia tahun 2002, luas tanaman tebu di Indonesia 395.399,44 ha, yang tersebar di Pulau Sumatera seluas 99.383,8 ha, Pulau Jawa seluas 265.671,82 ha, Pulau Kalimantan seluas 13.970,42 ha, dan Pulau Sulawesi seluas 16.373,4 ha. Diperkirakan setiap ha tanaman tebu mampu menghasilkan 100 ton bagasse. Maka potensi bagasse nasional yang dapat tersedia dari total luas tanaman tebu mencapai 39.539.944 ton per tahun . Selama ini ampas hanya digunakan sebagai bahan bakar boiler. Apabila Pabrik gula dapat efisien dalam penggunaan bahan bakar maka ada potensi ampas lebih. Potensi ampas yang berlebih dapat dimanfaatkan untuk diproses sebagai produk turunan. Ampas yang kaya akan lignocellulosa (+45%) dapat diproses menjadi produk antara lain sebagai bahan baku ethanol melalui proses sakarifikasi dan fermentasi.
Proses unit pembuatan ethanol dari bagasse :
Ethanol yield : 45-47% Pengembangan bagasse untuk industri ethanol berbasis ekologi industri adalah sebagai berikut :
Kawasan pertanian tebu energi
Tetes tebu Industri gula
Ind. Penyulingan
energi
effluen Ind. biogas
ethanol ethanol
gula
bagasse
Effluen kompos Ind. pupuk kompos
Penataan kawasan ekologi industri dimulai dari kawasan pertanian tebu rakyat. Hasil tebu diproses di industri gula menghasilkan produk gula dan produk samping tetes tebu serta bagasse yang mempunyai komponen utama yaitu lignin, selulose, dan hemiselulose. Tetes tebu digunakan sebagai bahan baku industri penyulingan etanol sedangkan serat selulosa dihydrolisis dan digunakan pula sebagai bahan baku industri penyulingan etanol. Industri penyulingan etanol dapat menghasilkan produk etanol dan efluen yang dapat dijadikan bahan baku industri biogas. Effluen dari industri penyulingan etanol ini berupa sisa bagasse yang kaya akan lignin. Effluen industri penyulingan etanol digunakan sebagai bahan baku industri biogas yang menghasilkan energi yang dapat memasok kawasan tersebut dan menghasilkan limbah padat yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan pupuk kompos, untuk selanjutnya pupuk dapat dimanfaatkan sebagai penambah unsur hara pada pertanian tebu.
Perhitungan Profit Secara Ekonomis
Apabila digunakan sebagai bahan baku alternatif industry etanol, ada beberapa kendala yang masih harus dihadapi yaitu karena selama ini ampas tebu digunakan sebagai energi utama pabrik gula. Oleh karena itu, apabila seluruh bagasse yang ada dimanfaatkan untuk industry etanol, maka perlu bahan bakar pengganti untuk pabrik gula, yaitu solar yang harganya saat ini cukup mahal. Namun, dengan perhitungan ekonomis sederhana, pemanfaatan limbah lignocelluloses menjadi ethanol lebih tetap menguntungkan daripada apabila hanya digunakan sebagai bahan bakar boiler. Hal ini disebabkan karena penggunaan bio-ethanol yang lebih luas. Etanol yang mempunyai rumus kimia C2H5OH adalah zat organik dalam kelompok alkohol dan banyak digunakan untuk berbagai keperluan. Bioethanol merupakan satu diantara energi alternatif yang relative murah ditinjau aspek produksinya dan relatif ramah lingkungan. Bioetanol dapat digunakan mensubstitusi langsung atau bahan campuran premium. Selain itu, penggunaan bioethanol juga mempunyai manfaat lebih dari segi lingkungan, yaitu substitusi premium dengan etanol sebagai bahan bakar transportasi secara tidak langsung akan mengurangi emisi karbon dioksida, dan meningkatnya produksi bioetanol akan mendorong penanaman tanaman sehingga emisi karbondioksida yang dihasilkan akan terfiksasi melalui proses fotosintesis dari tanaman penghasil biomas (sejalan dengan konsep Ekologi Industri). Berikut adalah perhitungan analisisnya :
Basis : 1 ton bagasse. Jika satu liter solar harganya Rp 4500,-, sedangkan nilai kalor 1 ton bagasse kering setara dengan 598 liter solar, maka apabila dinilai dengan uang, 1 ton bagasse setara dengan Rp 2.691.000,- (untuk bahan bakar) Jika setiap 1 ton bagasse menghasilkan + 47% bio-etanol dengan harga Rp 200000/20 liter, maka ,1 ton bagasse menghasilkan + 587,5 liter etanol Rp 200000 x (587,5 liter/20 liter) = Rp 5.875.000,-(untuk bioethanol). Sisa bagasse dari proses hidrolisis yang berbentuk padat sebesar + 53% (530 kg) masih dapat digunakan kembali untuk bahan bakar boiler atau diolah menjadi biogas dan kompos. Jika digunakan sebagai bahan bakar boiler, maka 530 kg bagasse setara dengan (530kg/1ton) x 598 liter = 316 liter solar. Kebutuhan solar yang harus dibeli untuk menggantikan massa bagasse yang hilang per ton adalah (598 liter – 316 liter) = 282 liter liter solar = Rp. 1.269.000,-. 1.269.000,-. Dilihat secara ekonomis, pengolahan bagasse untuk bahan baku industry etanol lebih menguntungkan daripada bagasse yang hanya langsung dipakai sebagai bahan bakar boiler. Dan pertimbangan ekonomis, saat ini merupakan merupakan
indicator tambahan keberhasilan
pelaksanaan ekologi industry, selain pertimbangan dari sisi environment dan efisiensi. Ekonomi merupakan salah satu factor keberlangsungan / sustainability sebuah industry, disamping factor ketersediaan sumber daya dan daya dukung lingkungan.
KESIMPULAN
1. Latar Belakang munculnya ekologi industry adalah efisiensi proses yang mutlak diperlukan karena keterbatasan alam untuk memenuhi kebutuhan manusia yang terus meningkat dan mempertahankan daya dukung lingkungan terhadap manusia dan segala aktifitas yang terdapat didalamnya untuk mencapai pembangunan yang berkelanjutan (sustainability development) 2. Ekologi industry adalah sebuah SISTEM, dimana didalamnya terdapat : aliran energy, aliran massa, proses-proses dan interaksi antar proses. 3. Untuk aplikasi ekologi industru diperlukan beberapa tools yaitu MFA, DfE dan LCA
4. Peluang aplikasi ekologi industri di Indonesia masih sangat besar untuk dikembangkan untuk energy terutama yang berbasis pertanian. 5. Tolak ukur atau indicator keberhasilan penerapan konsep ekologi industry adalah : minimisasi penggunaan raw material, konsumsi energy, tingginya yield dan selektifitas, minimisasi limbah yang dihasilkan dan segi ekonomi.
Sumber :
1. Focusing on the Environment from the Point of View of Resources, Products, Industrial Systems and Eco-efficiency, Briefing Paper On Industrial Ecology and EPA. EPA Industrial Ecology Workgroup. March 2001. 2. Human Ecology : Industrial Ecology. Faye Duchin, Stephen H.Levine. Department of Economic, Renselaer Polytechnic Institute. New York. 3. Industrial ecology : Reflections on a colloquium. Jesse H. Ausubel. Presented at a colloquium entitled “Industrial Ecology”, organized by C. Kumar N.Patel, held May 20 and 21, 1991, at the National Academy of Science, Washington,DC.
