550. Mikroalga, Biorefinery Masa Depan

Penulis : Riyami
Tema : Water
=========================================================================================================================================================

image001
Gambar1: Model Teknologi Budidaya Mikroalga di AlgaePARC (http://www.algaeparc.com)

Saat ini krisis energi, pangan, dan lingkungan mengkhawatirkan masyarakat dunia. Berdasarkan Annual Report WWF Global Tahun 2014, selama lebih dari 40 tahun, tuntutan manusia terhadap alam telah melebihi ambang yang dapat dipulihkan kembali oleh planet ini. Kita membutuhkan 1,5 kali planet bumi dari yang ada sekarang untuk pemenuhan kebutuhan gaya hidup kita terhadap alam. Kita telah mengeksploitasi sumber daya alam dan tentu akan lebih sulit untuk menopang kebutuhan generasi mendatang. Efek ganda dari meningkatnya populasi manusia dan tingginya jejak ekologis per kapita akan melipatgandakan tekanan yang kita berikan pada sumber daya kita. Konsekuensi lanjutannya yaitu sumber daya berkurang dan limbah terakumulasi lebih cepat daripada yang dapat didaur ulang, contohnya meningkatnya konsentrasi karbon di atmosfer.

Karbon dari pembakaran bahan bakar fosil telah menjadi komponen dominan jejak ekologis manusia selama lebih dari setengah abad dan masih tetap dalam kecenderungan yang meningkat. Pada tahun 1961, karbon hanya sebesar 36% dari keseluruhan jejak kita, akan tetapi pada tahun 2010 menjadi sebesar 53% (WWF Living Planet Report, 2014).

Negara-negara dengan tingkat pembangunan manusia yang tinggi cenderung memiliki jejak ekologis yang juga lebih tinggi. Tantangan bagi negara-negara tersebut adalah bagaimana caranya meningkatkan pembangunan manusia mereka, sekaligus menjaga jejaknya agar tetap rendah untuk mencapai tingkat yang berkelanjutan secara global. Menghadapi tantangan krisis global, Belanda melakukan inovasi dengan mengembangkan teknologi untuk memanfaatkan potensi mikroalga yang ada di 18,41% luas perairannya.

Disadari atau tidak, beberapa peneliti meyakini bahwa dengan teknologi mikroalga, ketiga sumber bencana massal itu bakal dipecahkan oleh sel kecil tersebut. Mikroalga memiliki potensi sebagai bahan baku penghasil energi. Tidak dipungkiri bahwa pertumbuhan mikroalga lebih cepat dari tumbuhan tingkat tinggi yang dapat menghasilkan minyak, seperti jagung, kedelai, kelapa sawit, dan bunga matahari untuk menghasilkan biofuel. Selain itu mikroalga tidak membutuhkan banyak lahan dan air untuk pertumbuhannya. Hal yang lebih baik, mikroalga tidak menghasilkan limbah yang berdampak buruk bagi lingkungan, sehingga tidak mempengaruhi kualitas air yang telah digunakan sebagai pertumbuhan.

Tak menyia-nyiakan potensi mikroalga yang ada di wilayah perairannya, Belanda pun mengembangkan teknologi yang diberi nama AlgaePARC (Production And Research Center). Program penelitian AlgaePARC telah dirintis empat tahun lalu oleh Wageningen University and Research Centre bekerja sama dengan sembilan belas mitra industri, sebagai bagian dari program biosolar sel. Program ini mendapatkan dukungan finansial dari Kementrian Perekonomian Belanda dan sembilan belas mitra industri, serta The Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) , sebagai organisasi riset ilmiah Belanda yang mengarahkan jalannya program penelitian dan mengelola infrastruktur pengetahuan nasional.

image002

image003
Gambar 2: Sistem Produksi Mikroalga dalam reaktor di AlgaePARC (Sumber: Hans Wolkers, Maria Barbosa, Dorinde Kleinegris,Rouke Bosma, René H. Wijffel. 2011. Microalgae: the green gold of the future?Large-scale sustainable cultivation of microalgae for the production of bulk commodities. Propress, Wageningen)

AlgaePARC merupakan kebun alga tempat pengembangan budidaya mikroalga dalam kondisi laboratorium yang terkendali. Di sini para peneliti terus mengembangkan berbagai jenis dan strain mikroalga untuk dibudidayakan. Tak hanya itu, sistem pembudidayaan dengan photobioreactor untuk memperoleh hasil produksi yang maksimal dan efisien juga terus ditingkatkan. Dalam pengembangannya, para peneliti menerapkan prinsip biorefinery, yaitu proses konversi biomassa (bahan-bahan terbarukan) menjadi beberapa produk. Pendekatan ini analog dengan kilang minyak mentah di mana berbagai produk dibuat dari bahan baku tunggal untuk mengoptimalkan nilai. Pada rekayasa bioproses dikembangkanlah proses pemisahan ringan yang memungkinkan kita untuk mendapatkan biomolekul lebih berharga dari biomassa mikroalga, yang dapat meningkatkan nilai ekonomi dan dampak positif bagi ekologi.

Empat tahun setelah perhitungan optimis pertama, budidaya eksperimental mikroalga tampaknya bertemu harapan. Menurut René Wijffels, Profesor Rekayasa Bioproses di Wageningen University, AlgaePARC tak hanya mengembangkan teknologi budidaya mikroalga, di kebun alga ini juga dikembangkan produk-produk yang dapat dihasilkan dari proses ekstraksi mikroalga seperti minyak alga, tepung alga untuk pembuatan pakan ternak, bioplastic, suplemen makanan, bahan kosmetik, dan pigmen warna alami untuk pewarna makanan dan cat, serta yang tak kalah penting adalah bahan bakar nabati dari hasil fermentasi karbohidrat yang dihasilkan alga.

image004

image005
Gambar 3: Beberapa Hasil Pengolahan Ekstrak Mikroalga (Sumber: Hans Wolkers, Maria Barbosa, Dorinde Kleinegris,Rouke Bosma, René H. Wijffel. 2011. Microalgae: the green gold of the future?Large-scale sustainable cultivation of microalgae for the production of bulk commodities. Propress, Wageningen)

Belanda, melalui proyek AlgaePARC oleh Wageningen UR telah menunjukkan bagaimana budidaya mikroalga di negeri kincir angin ini memiliki masa depan yang cerah. Tak hanya cerah bagi perekonomian mereka nantinya, namun cerah juga untuk masa depan lingkungan. Jejak CO2 di atmosfer pun akan berkurang, karena diserap oleh alga mikro untuk fotosintesis. Bayangkan saja jika semua negara di dunia yang memiliki potensi untuk mengembangkan teknologi ini, berapa banyak CO2 yang berkurang di atmosfer. Dan yang penting adalah krisis energi, pangan, dan lingkungan dapat diminimalisir. Biorefinery mengubah “si kecil” Mikroalga menjadi berbagai macam produk yang bermanfaat “besar.”

Sumber:

http://www.algaeparc.com

http://assets.panda.org/downloads/wwf_lpr2014_low_res.pdf

Hans Wolkers, Maria Barbosa, Dorinde Kleinegris,Rouke Bosma, René H. Wijffel. 2011. Microalgae: The Green Gold of The Future?Large-Scale Sustainable Cultivation of Microalgae for The Production of Bulk Commodities. Wageningen: Propress. Dalam http://www.researchgate.net/profile/Rouke_Bosma/publication/254833465_Microalgae_the_green_gold_of_the_future__large-scale_sustainable_cultivation_of_microalgae_for_the_production_of_bulk_commodities/links/00463528b4380004c5000000.pdf

http://www.wageningenur.nl/en/Expertise-Services/Chair-groups/Agrotechnology-and-Food-Sciences/Bioprocess-Engineering/Research/Biorefinery.htm

https://www.youtube.com/watch?v=hYZwgANfrA8