Program Studi Teknik Lingkungan menyelenggarakan webinar bertajuk Prospek, Tantangan, dan Masa Depan Pengelolaan Sampah di Indonesia beberapa waktu lalu.

Berbagai konsep dan informasi penting dan mutakhir terkait pengolahan dan pengelolaan sampah di Indonesia diperkenalkan dan dipaparkan oleh Dr. Wahyu Purwanta, Kepala Bidang Konservasi dan Pemulihan Kualitas Lingkungan, Pusat Teknologi Lingkungan, BPPT.

Tiga Arus Besar Pemikiran

Dr. Wahyu menjelaskan tiga arus besar pemikiran yang menjadi kerangka pengelolaan sampah, yaitu :

1. Pemikiran Minim Sampah (Less Waste)

Konsep dasar pemikiran ini adalah bahwa persoalan persampahan dapat diselesaikan melalui perubahan perilaku. 

Nilai-nilai dasarnya adalah perubahan perilaku dan pengurangan atau pencegahan atau pembatasan sampah.

1. Pemikiran Circular Economy

Konsep dasarnya adalah bahwa persoalan persampahan dapat diselesaikan dengan menjadikan sampah sebagai sumber daya, serta pertumbuhan ekonomi dapat tumbuh dengan baik. 

Nilai-nilai dasarnya adalah perubahan perilaku (memilah sampah) dan recycling technology.

Konsep ini menurut Dr. Wahyu merupakan konsep ideal untuk negara berkembang seperti Indonesia karena membutuhkan pertumbuhan ekonomi.Sampah dianggap sumber daya bagi yang lain.

Konsep ini memerlukan enabling conditions seperti adanya insentif fiskal.

3. Pemikiran pelayanan dan pendekatan teknologi

Konsep dasarnya adalah bahwa persoalan persampahan dapat diselesaikan melalui pelayanan oleh Pemda dan pendekatan teknologi tanpa perlu perubahan perilaku.

Nilai-nilai dasarnya adalah penggunaan teknologi (landfill, Waste to Energy, Refuse-derived Fuel, dan lain-lain), dan pelayanan 100 persen.

Konsep ini membutuhkan biaya yang mahal, lebih cocok untuk negara-negara dengan Gross Domestic Product yang tinggi.

State Of the Art of MSW Technology

Dilema pengelolaan sampah mulai dari pengumpulan, pengangkutan sampai dengan penimbunan menyebabkan landfill penuh secara cepat. Hal tersebut juga berhubungan dengan sulit nya mencari lahan landfill baru.

Untuk mengatasi permasalahan itu, penenerapan teknologi di setiap segmen pengelolaan sampah telah banyak dilakukan.

Intermediate Treatment Facility (ITF) berfungsi sebagai fasilitas pengolahan sampah sebelum dibuang ke landfill dengan beberapa komponen didalamnya (Pemilahan, Recycling, Pemrosesan dan Recovery Energy).

Menurut Dr. Wahyu dengan adanya proses tersebut selain memberikan keuntungan juga dapat menekan laju penimbunan sampah di landfill, karena hanya sampah yang tidak dapat diolah saja yang akan ditimbun. 

Fakta Pengelolaan Sampah

Dr. Wahyu menjelaskan bahwa secara nyata laju timbulan sampah terus meningkat dan bersifat kontinyu dan masif. Hal tersebut berbanding terbalik dengan proses dekomposisi sampah (fisika, kimia, biologi) yang memerlukan waktu lama.

Maka dari itu tidak ada metode tunggal yang mampu menangani sampah secara tuntas. Kombinasi metode yang telah memenuhi studi kelayakan sangatlah diperlukan dalam pengelolaan sampah.

Faktor Pemilihan Metode Pengelolaan Sampah

Terdapat beberapa faktor yang menjadi dasaran dalam pemilihan metode pengelolaan sampah seperti output, kapasitas reduksi, emisi CO₂, kebutuhan lahan dan estimasi biaya yang dikeluarkan.

Jika kita ambil beberapa metode pengelolaan sampah, seperti Recycling, Landfilling, Composting, Refuse Derived Fuel (RDF), Thermal dan Biogas, masing-masing metode tersebut memiliki kekurangan dan kelebihannya. Sebagai contoh suatu sistem yang direncanakan untuk mereduksi sampah dengan kapasitas yang tinggi, maka dapat menggunakan metode Thermal dengan kapasitas reduksi sampah 90%, namun mengeluarkan biaya operasi yang tinggi. Sedangkan jika pertimbangannya adalah emisi yang dihasilkan, maka metode yang dapat digunakan adalah Biogas dengan emisi gas rumah kaca 40.000 ton Eq/tahun dan yang paling kecil daripada metode lain.

Selain pertimbangan tersebut Dr. Wahyu juga menambahkan bahwa faktor biaya investasi juga sangat penting dalam perencanaan pengelolaan sampah.

TPA Di Indonesia

Pemantauan TPA yang dilakukan terhadap 355 Kota/Kabupatendi Indonesia memperoleh data bahwa 45% TPA (161 Kota/Kabupaten) masih menerapkan sistem open dumping. Sedangkan 55% (194 Kota/Kabupaten) sisanya sebagian besar telah menerapkan sistem controlled landfill.

Jika melihat dari peraturan UU No.18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah, sistem pengelolaan sampah di TPA harus menerapkan Sanitary Landfill 5 tahun setelah peraturan tersebut dibuat. Hal tersebut mengindikasikan bahwa masih terdapat TPA yang belum memenuhi kriteria yang ditetapkan oleh peraturan Perundang-Undangan.

Salah satu contoh TPA yang menerapkan sistem Sanitary Landfill adalah TPA Manggar di Balikpapan.

Apa Itu Waste To Energy ?

Konsep dari waste to energy mengacu pada pemanfaatan sampah menjadi energi dengan menerapkan beberapa sistem seperti thermal system, anaerobic digestion (mgte), landfill gas recovery (LFGTE) dan refused derived fuel (RDF).

Sedangkan menurut Dr. Wahyu Waste to Energy lebih dikenal sebagai proses pengolahan sampah menjadi energi dengan sistem termal (Insinerator, Gasifikasi dan Pirolisis).

Waste To Energy Dalam Hierarki Pengelolaan Sampah

Hierarki pengelolaan sampah (reduce, reuse, recycle/compost, recovery dan disposal) memiliki prinsip terfokus pada pengurangan sampah mulai dari sumber (Reduce) dan meminimalkan pembuangan akhir (disposal). Walaupun sangat sulit untuk mengendalikan timbulan sampah pada sumbernya.

Mengacu pada PP No. 81 Tahun 2012, metode salah satu metode pengelolaan sampah adalah daur ulang energi. Oleh karena itu waste to energy (recovery) merupakan solusi untuk mengontrol volume sampah yang masuk pada pembuangan akhir/disposal.

Dr. Wahyu juga menyebutkan peraturan lain yaitu Perpres No. 35 Tahun 2018 tentang percepatan pembangunan instalasi pengolahan sampah menjadi energi listrik, yang menjadi dasaran pengembangan waste to energy di Indonesia.

Karakteristik Sampah

Karakteristik sampah di Indonesia seperti yang dijelaskan oleh Dr. Wahyu terbukti dapat dijadikan energi dengan memanfaatkan gas metana yang dihasikan. Namun berbeda jika metode yang digunakan adalah Thermal System, karena kandungan air pada sampah sangatlah berpengaruh pada prosesnya.

Kadar air sampah di Indonesia rata-rata 50-65 % dengan nilai kalor/LHV 1100-1800 kkal/kg, dan kadar abu 550ᴼC 8-12% (% berat kering). Nilai-nilai tersebut berpengaruh pada musim yang ada di Indonesia

Prinsipnya sebelum sampah digunakan sebagai bahan bakar pada proses termal, sampah harus diuji karakteristiknya dengan diagram Tanners, yang didalamnya terdapat 3 parameter yaitu kandungan organik, kandungan air/kelembapan, dan kandungan abu.

Potensi Energi Sampah

Tiga variabel utama yang harus diperhatikan sebelum mengkonversi sampah menjadi energi adalah kandungan air (water content), nilai kalor (heating value), dan kadar abu sisa pembakaran. Pada variabel kandungan air, tinggi kadar air yang terkandung pada sampah akan mengurangi potensi energi yang dihasilkan.

Variabel nilai kalor sampah dihitung berdasarkan hasil uji laboratorium. Sementara nilai kadar abu sisa pembakaran yang tinggi, berpotensi mengurangi panas dan memicu terjadinya pencemaran udara oleh partikulat logam berat. 

Potensi Waste to Energy di Indonesia

Beberapa wilayah di Indonesia sejatinya memiliki potensi dalam melakukan program Waste to Energy. Syarat kuantitas timbulan sampah yang akan dikonversikan ke dalam energi harus memiliki kapasitas lebih dari 1000 ton/hari.

Perpres No. 35 Tahun 2018 tentang Percepatan Pembangunan Instalasi Pengelolaan Sampah menjadi Energi Listrik menjabarkan bahwa setidaknya terdapat 12 Kota/Kabupaten yang menjadi fokus Pemerintah dalam melakukan program Waste to Energy. Kota/Kabupaten tersebut antara lain Jakarta, Bandung, Semarang, Solo, Surabaya, Denpasar, Manado, Medan, Palembang, dan Makasar.

Ragam Jenis Metode Pengolahan Waste to Energy

Beberapa sistem yang umum digunakan dalam mengelola sampah perkotaan menjadi energi adalah thermal system, anaerobic digestion, landfill gas recovery, dan refused derived fuel (RDF). Sistem termal yang digunakan dapat berupa pengolahan dengan menggunaan insinerator, gasifikasi, atau pirolisis. Sampah yang mampu diproses dengan sistem termal adalah sampah combustible dengan hasil produk energi berupa panas, synthetic natural gas, dan minyak. Sistem anaerobic digestion hanya mampu mengolah sampah organik dengan hasil produk energi berupa biogas. Sistem landfill gas recovery mengolah timbunan sampah TPA menjadi produk energi berupa biogas. Sementara sistem RDF mengkonversi sampah combustible menjadi material dengan nilai kalor yang tinggi.

1. Proses Pengolahan Sampah menjadi Energi dengan Teknologi Insinerator

Sampah yang akan diolah terlebih dahulu dimasukkan ke dalam bunker, yang kemudian diteruskan ke dalam sistem pembakaran. Hasil pembakaran pada insinerator berupa abu dasar (bottom ash), panas, dan gas. Abu dasar nantinya akan dibuang pada landfill. Panas hasil pembakaran akan memanaskan boiler, yang selanjutnya akan menghasilkan uap yang bertekanan.

Uap tersebut nantinya akan menekan gerakan turbin. Selanjutnya turbin akan memutar generator dan menghasilkan listrik. Sementara gas hasil pembakaran akan masuk ke air pollution control. Gas tersebut akan dipurifikasi dengan spray dryer dan back filter. Hasil pengolahan gas berupa fly ash lantas dibuang bersama dengan bottom ash sementara udara hasil pengurangan polutan dapat dialirkan langsung ke lingkungan.

Proses konversi sampah menjadi energi dengan insinerasi memiliki kelebihan dan kekurangan.

Kelebihan penggunaan insinerasi adalah :

a. Pengurangan volume dan berat limbah yang terjadi secara cepat dan tidak memerlukan waktu yang panjang,

b. Pembakaran limbah dapat dilakukan di dekat lokasi sumber sampah tanpa harus melalui pengangkutan yang jauh,

c. Emisi udara dapat dikontrol secara efektif,

d. Residu yang dihasilkan cenderung steril,

e. TPA yang diperlukan memiliki ukuran yang relatif kecil jika dibandingkan dengan TPA sampah.

Kekurangan penggunaan insinerasi adalah :

a. Biaya modal besar,

b. Dibutuhkan tenaga operator yang terampil,

c. Tidak semua material limbah dapat dibakar,

d. Munculnya permasalahan sosial yakni kekhawatiran publik.

 

2. Proses Pengolahan Sampah menjadi Energi dengan Teknologi Pirolisis

Sampah terlebih dahulu dipilah menjadi satu jenis sampah. Selanjutnya, dilakukan penyamaan karakteristik ukuran sampah sebelum masuk ke dalam unit pengolahan. Hasil produk pengolahan dengan pirolisis adalah cairan pirolisa yang dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar boiler dan mesin stasioner. Cairan tersebut juga dapat disuling untuk menghasilkan bahan bakar dengan kualitas yang lebih tinggi. Namun teknologi pirolisis jarang digunakan sebab tidak mampu mengolah sampah dalam skala yang besar. Selain itu, pirolisis juga kurang mampu mengolah sampah perkotaan yang sifatnya heterogen.

3. Proses Pengolahan Sampah menjadi Energi dengan Sistem Gasifikasi

Sistem gasifikasi secara garis besar dibedakan menjadi dua, yaitu gasifikasi konvensional dan gasifikasi plasma arc. Teknologi gasifikasi konvensional membakar sampah padat dalam ruang bakar dengan suhu tinggi dan dalam kondisi oksigen berkurang sehingga menghasilkan bahan bakar gas sintesis. Gasifikasi konvensional mencampurkan limbah yang berupa biomass dengan co-gasifikasi (batu bara, PE, dll) dan agen gasifikasi (air, CO₂, dll). Produk gasifikasi konvensional berupa gas, cairan, dan arang.

Gasifikasi plasma arc menggunakan voltase listrik yang tinggi akan menciptakan medan listrik yang akan memanaskan sampah pada suhu tinggi. Gasifikasi plasma arc membutuhan pembiayaan yang mahal karena menggunakan daya listrik yang cukup besar. Produk pengolahan yang dihasilkan merupakan turunan synthetic natural gas yang bervariatif. Namun, gasifikasi plasma arc belum pernah diaplikasikan dan masih dalam tahap pengembangan uji laboratorium.

1. Proses Pengolahan Gas pada TPA menjadi Energi

Pada proses pengolahan gas TPA menjadi energi, gas yang dimanfaatkan adalah gas metan. Jenis TPA yang digunakan adalah sanitary landfill. TPA tersebut dipasangi ventilasi gas, sehingga gas metan dapat dialirkan menuju sistem pengolahan. Gas metan lantas dibakar dan digunakan secara langsung untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.

Salah satu TPA yang sudah menerapkan proses tersebut adalah TPA Bantargebang. Namun di lapangan, setiap tahun selalu terjadi penurunan produksi listrik. Usia TPA adalah faktor kemungkinan yang mempengaruhi hal tersebut. Di sisi lain, pengolahan gas TPA menjadi energi juga tidak mengurangi jumlah sampah secara signifikan.

Hirarki penanganan biogas pada TPA :

1. Dibiarkan (bukan penanganan)

2. Ditangkap, dievakuasi (dialirkan)

3. Ditangkap, dialirkan, dan dibakar

4. Ditangkap, dialirkan, dimurnikan, dimanfaatkan sebagai sumber energi.

 

2. Proses Pengolahan Sampah menjadi Energi dengan Refuse-Derived Fuel (RDF)

Sampah terlebih dahulu dikeringkan untuk mengurangi kadar air. Selanjutnya, dilakukan proses pemisahan untuk menyingkirkan sampah yang tidak dapat dikeringkan. Kemudian sampah tersebut disaring untuk mendapatkan ukuran yang seragam. Sampah dengan ukuran yang berbeda akan dicacah menggunakan shredder. Sampah dengan ukuran yang sudah disetarakan kemudian dibentuk menjadi padatan bahan bakar.

Nilai kalor padatan bahan bakar lebih tinggi jika diandingkan dengan nilai kalor sampah pada umunya. Selain itu, kadar air padatan bahan bakar juga lebih sedikit jika dibandingkan dengan bahan baku mentah. Salah satu wilayah yang sudah menerapan metode RDF adalah Cilacap. Beberapa klaster potensi penerapan RDF pada lokasi PLTU Batubara adalah Banten, Jawa Tengah, Sulawesi Barat, Sulawesi Tenggara, Gorontalo, Kalimantan Tengah, dan Sumatera Selatan

Kriteria Pemilihan Teknologi

Kriteria pemilihan teknologi digunakan sebagai acuan dalan pembuatan matriks pada teknologi yang akan dipilih. Kriteria pemilihan teknologi tersebut, antara lain :

1. Status teknologi

2. Jenis sampah

3. Skala yang sesuai/optimum

4. Kondisi penentu proses

5. Produk akhir

6. Capital investment

7. Operational cost

8. Kebutuhan lahan

9. Keterampilan operator

10. Potensi dampak

11. Kontribusi ke ketahanan energi

12. Kontribusi ke ketahanan pangan

Presentasi Dr. Wahyu Purwanta dapat diakses pada kanal resmi Program Studi Teknik Lingkungan di Youtube di sini .

Artikel ini ditulis oleh Abdur Rohman dan M Fitra Bayu Addi.

Posted on: October 10, 2020, by : Abdur Rohman