Limbah cair pabrik sawit (POME) yang selama ini melepas metana ke udara ternyata bisa dipanen sebagai bahan bakar. Dengan covered lagoon atau closed‑tank digester plus pembersihan gas, limbah berubah jadi listrik murah untuk pabrik dan kampung sekitar.
Industri: Palm_Oil | Proses: Palm_Oil_Mill_Effluent_(POME)_Treatment
Pabrik kelapa sawit memakai air sekitar ~5–7,5 ton per ton CPO, dan kira‑kira separuhnya berubah menjadi limbah cair POME (Palm Oil Mill Effluent, limbah cair pabrik sawit) www.mdpi.com. POME ~95–96% adalah air dengan 4–5% total padatan (2–4% padatan tersuspensi) dan beban organik sangat tinggi: BOD (biochemical oxygen demand, beban organik terbiodegradasi) ~8.200–35.400 mg/L dan COD (chemical oxygen demand, beban oksidasi total) ~15.100–65.100 mg/L www.mdpi.com www.mdpi.com. Sistem kolam terbuka tradisional melepas metana (CH₄, gas rumah kaca kuat): sebuah studi mencatat emisi ~12,36 kg CH₄ per ton POME dari kolam yang tidak dikelola www.mdpi.com.
Ironisnya, kandungan organik tinggi itu justru menyimpan potensi energi. Digesti anaerob (penguraian tanpa oksigen) mampu menghasilkan ~0,014–0,035 m³ CH₄ per liter POME; beberapa studi melaporkan 1 m³ POME menghasilkan ~28 m³ biogas (~65% CH₄) dan kandungan CH₄ >50% lazim terjadi www.mdpi.com www.mdpi.com. Model linear memprediksi ~909,8 m³ POME dapat menghasilkan ~34.490 m³ biogas www.mdpi.com. Dalam praktiknya, sebuah pabrik kelas menengah 60 t TBS/jam yang menghasilkan ~234.000 m³ POME/tahun berpotensi memproduksi ~33.150 MWh listrik (payback ~4,3 tahun) www.mdpi.com.
Skala nasional dan penghematan bahan bakar
Dengan basis kebun besar Indonesia (≥12,8 juta ha, >850 pabrik), potensi biogas POME jauh melampaui pemanfaatan saat ini. Estimasi 2012 saja bisa menghasilkan ~3,3 juta MWh/tahun, menggantikan ~1,3 juta kL solar prestasisawit.mpob.gov.my. Pemerintah memperkirakan ~28,4 juta m³ biogas telah dimanfaatkan pada 2021 — baru 5,9% dari target 2025 sebesar 489,8 juta m³ britcham.or.id. Jika dimaksimalkan, POME biogas berpotensi memangkas ~42,6 MtCO₂e/tahun (gabungan penangkapan metana dan penghindaran solar) britcham.or.id prestasisawit.mpob.gov.my.
Covered lagoon: retrofit kolam anaerob
Pilihan ekonomis adalah menutup kolam anaerob yang ada dengan membran kedap gas (covered lagoon). Proyek komersial di Malaysia, misalnya, melapisi dan menutup kolam POME (≈9.290 m²) untuk menangkap metana www.solmax.com www.solmax.com. Keunggulannya: HRT (hydraulic retention time, waktu tinggal hidrolik) panjang (mingguan) dan biaya per volume rendah karena memanfaatkan tanggul tanah; konsekuensinya kebutuhan lahan besar.
Kinerja bisa tinggi: satu closed‑lagoon menurunkan COD ~91% dan memproduksi ~325.000 m³ biogas/bulan (55% CH₄) www.mdpi.com. Studi Malaysia pada empat lagoon in‑ground menunjukkan penyisihan COD 67–85% dan hasil CH₄ 0,135–0,364 Nm³ per kg COD terbuang (Nm³ = normal m³ pada kondisi standar) www.researchgate.net.
Tantangan utama: ketahanan membran dan pencampuran. Penutup sederhana dari HDPE hitam yang tidak tahan UV (non‑UV stabilized) rentan retak dan bocor setelah beberapa tahun www.en-aqualimpia.com. Desain modern memakai liner tahan UV tebal, misalnya EPDM 2 mm dengan umur ≥20 tahun www.en-aqualimpia.com, dan penutup terapung. Koleksi gas lazimnya via parit perimeter; akumulasi lumpur menuntut pengurasan berkala atau agitasi slaker untuk menjaga volume digester www.en-aqualimpia.com. Agitasi mekanis meningkatkan keseragaman, output biogas, dan mencegah lapisan terapung www.en-aqualimpia.com.
Gambar: Skema covered lagoon POME dengan liner HDPE dan penutup terapung untuk penangkapan biogas www.solmax.com www.solmax.com.
Di Malaysia, covered lagoon lazim memasok 1–3 MW; satu proyek dengan kolam ~100.000 ft² dirancang menyuplai ~1,6 MW ke jaringan selama 21 tahun www.solmax.com. Di Indonesia, kapasitas POME yang tersedia sebagian besar belum tergarap: kurang dari 10% pabrik memiliki instalasi biogas www.mdpi.com, dan banyak yang masih mengandalkan empat tahap kolam terbuka yang melepas CH₄ www.en-aqualimpia.com. Bagi pabrik yang membangun unit biologis, penyebutan sistem anaerobic–aerobic digestion relevan sebagai kerangka kontrol proses.
Closed‑tank digester: kontrol tinggi, jejak lahan kecil
Reaktor tertutup yang lebih kompak—sequencing batch, upflow, atau CSTR (continuous stirred‑tank reactor, reaktor berpengaduk kontinu)—memberi kontrol proses dan hasil gas lebih tinggi per volume. Dalam sistem ini, POME (sering didinginkan) dipompa ke reaktor kedap gas (beton berliner/steel) dengan pengadukan mekanis dan penangkapan gas www.mdpi.com. Mayoritas beroperasi pada rentang mesofilik (~35–40 °C); termofilik menghasilkan gas sedikit lebih tinggi namun butuh pemanas tambahan, sehingga praktik Indonesia lebih memilih mesofilik organicsbali.com. Resirkulasi efluen (reflux) lazim dipakai untuk menstabilkan pH dan memecah scum www.mdpi.com.
Di lokasi studi Pulau Bangka, lagoon tertutup (CSTR berukuran besar) yang mengolah seluruh POME pabrik 30 t/jam mencatat penyisihan COD ~91% dan produksi 325.292 m³ biogas/bulan (55% CH₄) www.mdpi.com. Secara umum, CSTR bisa disetel mengikuti throughput pabrik; estimasi Hasanudin dkk. menunjukkan pabrik 45 t/jam dapat menopang ~0,95–1,52 MW kogenerasi (gabungan gas POME+EFB) www.mdpi.com. Developer mencatat pabrik 60 t/jam dengan CSTR mampu menghasilkan ~2–4 MWe, tergantung efisiensi digester dan mutu POME organicsbali.com.
Biaya per m³ lebih tinggi ketimbang lagoon, namun jejak lahan jauh lebih kecil. Investasi untuk 1 MW digester POME di Indonesia tercatat sekitar US$2,5–3 juta prestasisawit.mpob.gov.my. Secara ekonomi, kogenerasi dari POME layak: studi techno‑ekonomi Indonesia mencatat IRR ~6,8% (payback 10,8 tahun) di Bangka www.researchgate.net, sementara analisis Malaysia untuk pabrik 60 t/jam menunjukkan payback ~4,3 tahun www.mdpi.com. Bahan baku gratis dan skala besar membuat proyek mengandalkan FiTs (feed‑in tariffs, tarif listrik EBT) atau kredit karbon; di era CDM, kredit tersebut sempat mendongkrak IRR menjadi >20% prestasisawit.mpob.gov.my.
Baik lagoon tertutup maupun reaktor tanki pada dasarnya bertumpu pada kimia digesti anaerob. Sejumlah operasi menggabungkan pendekatan: lagoon in‑ground yang sepenuhnya ditutup namun dilengkapi mixer, praktis menjadi hibrida lagoon‑CSTR www.researchgate.net. Kuncinya memaksimalkan tangkapan metana: “secara harfiah, ruang anaerob tertutup apa pun mengungguli kolam terbuka.” Karena itu, pakar menekankan perlunya “pergeseran teknologi dari lagoon tertutup menuju bioreaktor yang lebih efisien” untuk POME www.researchgate.net.
Pembersihan biogas untuk pembangkit
Biogas POME mentah berisi ~50–70% CH₄, 30–45% CO₂, serta gas jejak: H₂S (hidrogen sulfida, korosif) ratusan–ribuan ppm, uap air, O₂ kecil, NH₃, siloksan www.mdpi.com ohioline.osu.edu. Pembersihan bergantung pada pemanfaatan akhir. Untuk pembangkit di lokasi, prioritasnya adalah menghilangkan H₂S ke level ppm atau sub‑ppm untuk melindungi mesin—bisa dengan injeksi besi klorida, bioscrubber, atau media karbon aktif ohioline.osu.edu. Dosis kimia yang presisi umumnya memakai dosing pump agar stabil dan aman.
Kelembapan diturunkan via pendinginan (chiller) atau kondensasi untuk mencegah karat dan risiko mudah terbakar organicsbali.com ohioline.osu.edu. Siloksan dari deterjen, meski rendah, perlu ditangkap untuk melindungi turbin/mesin; media activated carbon atau silica gel lazim digunakan organicsbali.com ohioline.osu.edu. Banyak pabrik mengalirkan gas mentah ke bioscrubber (H₂S), lalu ke chiller dan filter partikulat/siloksan sebelum generator organicsbali.com; untuk tahapan filtrasi partikulat, housing dan media tipe cartridge filter kerap dipakai.
Upgrading untuk gas jaringan atau bio‑CNG
Jika gas hendak dinaikkan mutunya (upgrading) untuk injeksi pipa atau CNG, CO₂ juga harus dihilangkan. Teknologinya mencakup water scrubbing, PSA (pressure swing adsorption, pemisahan gas berbasis adsorben dengan ayunan tekanan), amine absorption, dan membrane separation ohioline.osu.edu ohioline.osu.edu. Dalam skala uji, water scrubbing (umpan >9,7 MPa) mencapai ~97% CH₄ ohioline.osu.edu, dan PSA maupun amine juga menghasilkan mutu pipa (>97% CH₄) ohioline.osu.edu. Separator membran (hollow‑fiber polimer) ringkas dan populer; studi techno‑ekonomi Malaysia menemukan membrane separation memberi payback tercepat untuk bio‑CNG POME www.mdpi.com. Fakta penting: water scrubbing mampu sekaligus menurunkan CO₂ dan H₂S (serta NH₃ bila perlu), sedangkan membran terutama menyingkirkan CO₂ dan air ohioline.osu.edu ohioline.osu.edu.
Mengingat biogas POME dapat mengandung 0–2.000+ ppm H₂S ohioline.osu.edu ohioline.osu.edu, skema umum adalah kombinasi: unit H₂S removal di depan upgrading CO₂. Sistem absorpsi amina siap pakai seperti amine solvent untuk CO₂/H₂S sering menjadi opsi ketika targetnya gas jaringan, yang mensyaratkan CO₂/H₂S di bawah ~3% dan metana >95–97% ohioline.osu.edu.
Konversi ke listrik dan manfaat ekonomi
Biogas diturbinasi atau dibakar di gas engine untuk menghasilkan listrik (sering sekaligus panas proses/CHP, combined heat and power). Gas engine mengubah ~30–40% energi kimia biogas menjadi listrik www.mdpi.com. Contoh nyata: pembangkit menghasilkan ~696.000 kWh/bulan dari 325.000 m³ biogas (55% CH₄), mengindikasikan efisiensi listrik ~39% www.mdpi.com. Secara praktis, satu ton POME (kira‑kira 0,8–1,0 m³, tergantung temperatur) memberi ~10 kWh pada mesin CHP yang dioptimasi. Dalam skala pabrik, POME pabrik 30 t/jam dapat menopang ~2 MW (~8,3 GWh/tahun), sedangkan 60 t/jam sanggup ~3–4 MW (~13,3 GWh/tahun) www.mdpi.com.
Prioritas pasokan listrik biasanya untuk beban internal (sterilizer, dryer, boiler), sisanya ke grid lokal/komunitas. Di banyak lokasi pedesaan yang bergantung genset diesel, gas POME memangkas konsumsi solar drastis. Biaya listrik dari POME diperkirakan hanya Rp700–900/kWh (~US$0,05–0,06), dibanding Rp2.700–4.000/kWh dari genset diesel prestasisawit.mpob.gov.my. Pada tingkat produksi 2012, POME‑to‑power bisa menggantikan ~1,3 juta kL solar/tahun (sekitar 4% impor nasional) prestasisawit.mpob.gov.my. Proyek di Malaysia melaporkan energi bersih tanpa bau untuk desa sekitar www.solmax.com, dan analisis The Jakarta Post menilai POME biogas dapat memberi listrik murah‑andal ke desa terpencil prestasisawit.mpob.gov.my prestasisawit.mpob.gov.my.
Dampak iklim dan kebijakan energi
Dari sisi emisi, pembangkit menggantikan listrik fosil dan mencegah lepasnya metana. Pembangkit di Bangka bisa memangkas ~1.131 tCO₂e/bulan (~13,6 kt/tahun) www.mdpi.com. Secara nasional, penangkapan POME penuh dapat menurunkan emisi puluhan MtCO₂e per tahun britcham.or.id prestasisawit.mpob.gov.my, melampaui komitmen yang ditetapkan. Target RUEN (Rencana Umum Energi Nasional) adalah 489,8 juta m³ biogas POME pada 2025; pemerintah mendorong POME‑to‑power lewat FIT dan kemitraan dengan GIZ greengrowth.bappenas.go.id britcham.or.id. Namun adopsi masih rendah (5–10% pabrik) karena hambatan modal dan regulasi www.mdpi.com prestasisawit.mpob.gov.my. Analisis bisnis menunjukkan IRR yang menarik biasanya mensyaratkan akses grid atau kredit karbon yang pasti prestasisawit.mpob.gov.my www.researchgate.net.
Inti teknis: dari limbah ke bahan bakar
Menutup lagoon POME atau membangun digester tertutup mengubah aliran limbah besar menjadi bahan bakar terbarukan. Covered lagoon modern (liner tangguh dan mixing) dan reaktor tanki mampu menangkap >90% metana POME www.mdpi.com www.researchgate.net. Setelah tahap pembersihan H₂S dan kelembapan—dan upgrading CO₂ bila diperlukan—biomethane siap menggerakkan genset untuk listrik terjangkau dan rendah karbon bagi pabrik serta komunitas. Dalam skema pembersihan, kombinasi media karbon aktif, unit adsorpsi/absorpsi, hingga sistem kimia seperti amine solvent untuk CO₂/H₂S membentuk rantai kontrol gas yang esensial; alur unit proses ini dapat dilengkapi dengan perangkat filtrasi lini seperti cartridge filter dan disokong disiplin operasi di sistem biological digestion.
Sumber data: studi sejawat dan laporan industri tentang POME & biogas, termasuk Sodri dkk. 2022 (Energies) www.mdpi.com www.mdpi.com; studi kasus Malaysia www.solmax.com www.mdpi.com; data pemerintah/industri Indonesia britcham.or.id prestasisawit.mpob.gov.my; referensi teknis pembersihan biogas ohioline.osu.edu www.mdpi.com.
