pengembangan desa mandiri energi (dme) berbasis energi

Pengembangan Desa Mandiri Energi (DME) Berbasis Energi Terbarukan (Biogas) di Desa Gunungsari Kota Batu Sandra Malin Sutan*1, Ruslan Wirosoedarmo1, Riyanto1, Annisa’u Choirun1

1 Universitas Brawijaya

*Coresponding author : [email protected]

PENGANTAR

Desa Gunungsari merupakan salah satu dari

9 desa di wilayah Kecamatan Bumiaji Kota Batu.

Desa Gunungsari memiliki potensi wisata alam

yang indah, udara yang segar dan sejuk.

Disamping itu, sektor peternakan mempunyai

peranan penting dalam pembangunan ekonomi

di Desa Gunungsari. Pada tahun 2017 jumlah

populasi sapi perah di Desa Gunungsari tercatat

1.350 ekor [1]. Rata-rata tiap kepala keluarga

(KK) memiliki lima ekor sapi perah. Peternak

sapi di wilayah ini sangat diuntungkan dari segi

geografis karena untuk memenuhi kebutuhan

pakan ternak tidak menemui kesulitan. Rumput

bisa tumbuh sangat baik dan subur sehingga

sangat cocok untuk memelihara ternak.

Usaha peternakan sapi perah dapat

memberikan dampak positif terhadap

pembangunan masyarakat, seperti peningkatan

pendapatan peternak, perluasan kesempatan

kerja, peningkatan ketersediaan pangan

terutama susu, serta peningkatan pendapatan

asli daerah. Namun, isu lingkungan dan

kesehatan terkait dengan peternakan sapi perah

terkadang kurang diperhatikan. Peternakan

intensif dapat mencemari lingkungan melalui

pembuangan kotoran ternak ke tanah, air

permukaan, serta emisi gas metana ke atmosfir

[6]. Limbah ternak umumnya digunakan sebagai

pupuk kompos [2,11] dan sedikit yang

ABSTRAK

Desa Gunungsari di Kota Batu menjadikan sektor pertanian dan peternakan sebagai usaha

yang banyak dikembangkan oleh masyarakatnya. Produksi ternak khususnya sapi perah terus

mengalami peningkatan dan memberi manfaat yang besar sebagai penyedia protein hewani.

Namun, hasil samping peternakan berupa limbah kotoran ternak dalam skala besar akan

menimbulkan masalah yang kompleks. Selain itu, kebutuhan bahan bakar minyak (BBM) terus

mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya proses industrialisasi. 83% masyarakat di

Desa Gunungsari masih bergantung pada BBM dan Liquid Petroleum Gas (LPG) untuk memasak.

Kedua sumber energi tersebut berasal dari minyak bumi yang diketahui tidak bisa terbaharukan.

Oleh karena itu, diperlukan sumber energi alternatif berupa pemanfaatan kotoran ternak, khususnya

kotoran sapi menjadi biogas sehingga dapat digunakan sebagai pengganti LPG dan penggerak

generator. Sisa bahan organik dapat digunakan sebagai pupuk organik cair dan pakan ikan.

Sehubungan dengan hal tersebut, kegiatan Doktor Mengabdi ini dapat meningkatkan pendapatan

usaha tani melalui pengoptimalan sumber daya yang ada sehingga petani atau peternak mampu

menghasilkan energi mandiri untuk memenuhi kebutuhan energi sehari-hari.

KEYWORDS

Biogas, energi, kotoran ternak, pupuk, fertilizer.

Article Number : 297-1059-1-SM

Received : 2020-11-16

Accepted : 2021-07-09 Published :

Volume : 07 Issue : 01

Mounth, Year July 2021

pp.1178-1183

1178

mailto:[email protected]

Journal Of Innovation And Applied Technology Volume 07, Number 01, 2021

e-ISSN:2477-7951 - p-ISSN:2502-4973

JIAT

Pengembangan Desa Mandiri Energi (DME) Berbasis Energi Terbarukan (Biogas) di Desa Gunungsari Kota Batu

memanfaatkan sebagai biogas [4], padahal

limbah ternak berpotensi untuk dimanfaatkan

sebagai sumber energi pada saat bahan bakar

energi terbatas.

Kebutuhan bahan bakar minyak (BBM) untuk

keperluan industri, transportasi, maupun rumah

tangga dari tahun ke tahun semakin meningkat.

Hasil survey menunjukkan bahwa 83%

masyarakat di Desa Gunungsari masih

bergantung pada Liquid Petroleum Gas (LPG)

untuk memasak. Selama ini energi yang berupa

LPG berasal dari minyak bumi yang notabene

tidak bisa terbaharukan. Menurut Farahdiba et

al. [4], persediaan minyak dan gas alam

Indonesia diprediksi masing-masing akan habis

dalam jangka waktu 15 dan 60 tahun. Cadangan

BBM tersebut diprekdiksi akan habis dalam dua

dekade mendatang jika terus dikonsumsi tanpa

ditemukannya cadangan baru.

Biogas merupakan salah satu jenis energi

yang dapat digunakan apabila ditinjau dari aspek

teknis, sosial, maupun ekonomi, terutama untuk

memenuhi kebutuhan energi di pedesaan [8,9].

Pemanfaatan energi biogas memberikan

beberapa keuntungan, yakni mengurangi bau

kotoran ternak yang tidak sedap, mencegah

penyebaran penyakit, mengurangi efek gas

rumah kaca, menghasilkan panas dan daya

mekanis/listrik, serta memberikan hasil samping

berupa pupuk padat dan cair [5]. Biogas dapat

dimanfaatkan terutama untuk memasak,

penerangan, dan bahan bakar untuk kendaraan

[7].

Produksi kotoran satu ekor ternak rata-rata

15 kg/hari, jika populasi sapi perah di Desa

Gunungsari sebanyak 1.350 ekor dan 1 kg

menghasilkan 0,01 m3 gas metane, maka jumlah

kotoran itu bisa dikelola menjadi bahan baku

biogas sebesar 202,5 m3. Jumlah yang luar

biasa ini cukup mencukupi kebutuhan memasak

202,5 KK karena rata-rata dalam 1 hari, 1 KK

hanya membutuhkan 1 m3 biogas. Peternak

yang mempunyai 2 ekor ternak sudah

mempunyai jaminan untuk mendapatkan energi

untuk memasak setiap harinya. Desa Mandiri

Energi ini diharapkan dapat mengoptimalkan

penggunaan input sumberdaya seperti limbah

ternak sebagai sumber energi sehingga

menghasilkan output dengan biaya yang lebih

rendah.

Pemanfaatan biogas sebagai sumber energi

pada pedesaan dapat memberikan multiple

effect dan dapat menjadi penggerak dinamika

pembangunan pedesaan. Selain itu, merupakan

komponen sentral sistem usaha tani yang

mengkombinasikan pengolahan limbah,

penghasil energi panas dan listrik, serta produksi

pupuk. Pemanfaatan limbah menjadi biogas

secara ekonomi akan sangat kompetitif untuk

mengatasi peningkatan harga BBM dan pupuk

anorganik. Dengan demikian, limbah peternakan

yang dihasilkan tidak lagi menjadi beban biaya

usaha, tetapi menjadi hasil ikutan yang memiliki

nilai ekonomi tinggi dan bila mungkin setara

dengan nilai ekonomi produk utama.

Pengembangan Desa Mandiri Energi di

Desa Gunungsari diwadahi dalam program

Doktor Mengabdi LPPM Universitas Brawijaya

yang melibatkan peran serta semua masyarakat,

dari awal sampai akhir. Pengabdian kepada

masyarakat ini bertujuan untuk meningkatkan

pendapatan petani desa melalui pemanfaatan

limbah ternak menjadi biogas serta

meningkatkan nilai tambah limbah biogas baik

padat maupun cair. Harapannya masyarakat

desa mampu mengolah limbah ternak menjadi

sumber energi sehingga mampu meningkatkan

kebermanfaatan dari limbah dan mendatangkan

keuntungan bagi masyarakat.

BAHAN DAN METODE

Kegiatan pengabdian ini dilakukan di Desa

Gunungsari Kecamatan Bumiaji Kota Batu pada

bulan Juni sampai November 2020. Kelompok

pemberdayaan yang menjadi sasaran kegiatan

ini adalah Kelompok Tani Mandiri Energi Jantur.

Metode pemberdayaan yang dilaksanakan

antara lain: (1) pelatihan pengolahan limbah

ternak menjadi biogas; (2) introduksi Teknologi

Tepat Guna (TTG); dan (3) pendampingan

dengan pendekatan individu dan kelompok.

Pelatihan dilakukan untuk meningkatkan

pengetahuan dan pengalaman kepada mitra.

Pelatihan meliputi pengolahan limbah ternak

1179


e-ISSN:2477-7951 - p-ISSN:2502-4973

JIAT


menjadi biogas, pengolahan limbah cair biogas

menjadi pupuk organik, pengolahan limbah

padat biogas menjadi media ternak cacing tanah

dan pellet ikan. Introduksi TTG dimaksudkan

sebagai insentif kepada mitra agar ada

keberlanjutan program. Pendampingan intensif

baik individu maupun kelompok dilakukan

melalui komunikasi langsung atau tatap muka

dan komunikasi tidak langsung atau melalui

handphone.

HASIL DAN DISKUSI

Berdasar hasil kegiatan pengabdian yang

telah dilakukan oleh Tim Doktor Mengabdi LPPM

UB diperoleh beberapa kegiatan pemberdayaan

untuk meningkatkan kesejahteraan Kelompok

Tani Mandiri Energi Jantur.

Sistem Pertanian Terpadu

Sistem pertanian terpadu ini berangkat dari

pengembangan peternakan sapi yang

menghasilkan kotoran melimpah, lalu diolah

dengan biodigester untuk menopang kebutuhan

pertanian. Artinya, biodigester mampu

menghasilkan energi bagi kebutuhan rumah

tangga petani (pengganti LPG) dan olahannya

(sumber listrik). Selain itu, efluen (sampah)

biogas dapat digunakan sebagai sumber pupuk

organik yang dapat dipakai untuk bercocok

tanam dan nutrisi untuk hidroponik serta sebagai

media ternak cacing dan pellet ikan. Alur

pemanfaatan limbah ternak secara terpadu

dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Alur Pemanfaatan Limbah Ternak Terpadu

Pengelolaan Limbah Ternak Menjadi Biogas

Biogas dari limbah kotoran hewan sangat

potensial sebagai sumber energi pada DME.

Kelompok Tani Mandiri Energi Jantur memiliki

sembilan ekor sapi perah, yang akan

menghasilkan kotoran kering 45 kg/hari dan

biogas 1,88 m3/hari (Tabel 1). Setiap kg kotoran

sapi kering menghasilkan biogas rata-rata

0,0315 m3. Jika produksi kotoran sapi per hari

adalah 50 kg maka setiap ekor sapi perah

dewasa dapat menghasilkan 0,0315 m3 x 50 kg

atau 1,5 m3 biogas [9]. Setiap 1 m3 biogas

sebanding dengan 0,46 kg elpiji. Dengan asumsi

tersebut, tabung gas 3 kg dapat diisi 6,5 m3

biogas dari 4,3 ekor sapi, sedangkam tabung

gas 12 kg dapat diisi 26 m3 biogas dari 17,4 ekor

sapi [12]. Dengan demikian, kotoran ternak perlu

dimanfaatkan sebagai biogas untuk bahan bakar

rumah tangga.

Tabel 1. Potensi kotoran ternak sebagai sumber energi

Uraian Jumlah

Jumlah sapi (ekor) 9

Jumlah kotoran sapi (kg/ekor) 25

Total kotoran per hari (kg/hari) 225

Total bahan kering (kg.BK) 45

Volume hasil biogas (m3) 1,8

Volume metana (m3) 1,26

Massa metana (kg) 0,82656

Sumber: Data Primer (2020)

Pemanfaatan Biogas sebagai Pengganti LPG

dan Penggerak Mesin Generator

Biogas merupakan sumber energi alternatif

potensial dari limbah pertanian dan peternakan

untuk menggantikan energi tidak terbarukan.

Energi dari 1 m3 biogas sebanding dengan

lampu 60 – 100 watt selama 6 jam, memasak

tiga jenis makanan untuk 5-6 orang, sebanding

dengan 0,7 kg bensin, menjalankan motor 1 PK

selama 2 jam, atau sebanding dengan 1,25 kwh

listrik [13]. Selain itu, energi yang terkandung

dalam 1 m3 sebersar 2.000 – 4.000 kkal atau

dapat memenuhi kebutuhan memasak bagi satu

keluarga (4-5 orang) selama 3 jam. Sebelum

biogas dimanfaatkan sebagai pengganti LPG

dan penggerak generator, tim Doktor Mengabdi

1180


e-ISSN:2477-7951 - p-ISSN:2502-4973

JIAT


melalukan pemurnian biogas dari gas pengotor

seperti karbondioksida, hydrogen sulfida, dan

uap air. Proses pemurnian biogas dilakukan

melalui proses adsorpsi dan absorpsi. Pada

kegiatan ini, mahasiswa beserta mitra

melakukan perakitan dan percobaan alat

pemurnian biogas, yang nantinya biogas yang

telah dimurnikan digunakan sebagai energi

pengganti LPG dan penggerak mesin generator.

Desain dan alat pemurnian biogas dapat dilihat

pada Gambar 2.

Gambar 2. Gambar dan Spesifikasi Alat Pemurnian

Biogas

Pembuatan mesin generator ini bertujuan

untuk mengkonversi energi panas menjadi

energi mekanik, lalu dari energi mekanik menjadi

energi listrik. Bahan bakar motor yang digunakan

adalah biogas dari kotoran sapi. Untuk

pemanfaatan biogas sebagai generator listrik,

yaitu dengan cara menyambungkan selang gas

dari sistem pemurnian berisi biogas dengan

selang gas yang menuju kompor dengan stop

kran. Kemudian mempersiapkan motor diesel

bensin dan dilakukan pemodifikasian karburator.

Pengoperasiannya cukup mudah yaitu dengan

hanya membuka stop kran biogas, kemudian

tekan on pada motor diesel, selanjutnya atur

choke motor bakar dalam kondisi tertutup, lalu

tarik tuas engkol motor bakar hingga menyala.

Setelah itu, buka choke perlahan hingga terjadi

pencampuran dengan udara. Adapun listrik yang

dihasilkan yaitu melalui putaran poros motor

diesel yang disambungkan dengan poros

generator, sehingga listrik akan menyala. Mesin

generator dan penggunaan listrik dapat dilihat

pada Gambar 3.

Gambar 3. Mesin Generator dan Penggunaan Listrik

Pengelolaan Limbah Padat Biogas menjadi

Pellet Ikan melalui Proses Kascing

Kegiatan pengolahan limbah padat biogas

menjadi media ternak cacing dan pellet ikan

dilakukan tanggal 7 Juli 2020. Limbah biogas

mengandung vitamin B12 sehingga berpotensi

digunakan sebagai pakan. Kandungan vitamin

B12 pada limbah biogas mencapai 3.000

mikrogram per kg limbah biogas kering. Sebagai

perbandingan, tepung ikan dalam ransum pakan

ternak hanya mengandung 200 mikrogram per

kg, sedangkan tepung tulung sekitar 100

mikrogram per kg [3]. Dalam kegiatan

pengabdian ini, proses pembuatan pellet ikan,

kascing bertujuan untuk mendegradasi zat

organik dengan ekonomis dan tanpa

menimbulkan limbah sehingga sangat cocok

untuk diterapkan. Adapun alat yang dibutuhkan

dalam pembuatan pellet ikan ini sangat

sederhana, yaitu mesin gilingan, timbangan,

baskom plastik, sprayer, dan oven. Sedangkan

bahan yang dibutuhkan meliputi cacing sebagai

decomposer limbah biogas, limbah biogas

sebagai media budidaya cacing, tepung tapioka

sebagai perekat adonan, dan air sebagai media

1181


e-ISSN:2477-7951 - p-ISSN:2502-4973

JIAT


pencampur. Produk pellet ikan yang dihasilkan

dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Pellet Ikan dari Limbah Padat Biogas

Pemanfaatan Limbah Cair Biogas Sebagai

Pupuk Organik Cair

Kegiatan ini dilakukan pada tanggal 16

Agustus 2020 yang bertujuan untuk mengolah

limbah cair biogas menjadi pupuk organik cair.

Kegiatan ini didampingi oleh mahasiswa dan di

monitor oleh tim dosen UB. Pupuk cair organik

ini nantinya akan digunakan sebagai nutrisi

dalam pengembangan hidroponik selada.

Proses pengolahan limbah cair biogas menjadi

pupuk cair merupakan proses yang simple yaitu

dengan langkah-langkah sebagai berikut: (1)

ambil limbah digester biogas kemudian saring

menggunakan kain saring, (2) aerasi air dari

hasil proses penyaringan menggunakan aerator

selama 2 minggu dan, (2) pupuk organik cair

siap di aplikasikan. Kandungan unsur hara yang

dimiliki limbah cair organik terdiri dari 1,45 %

nitrogen, 1,1% pospor, dan 1,1% kalium [10].

Pengaplikasian pupuk cair sebagai nutrisi

budidaya selada organik dapat dilihat pada

Gambar 5.

Gambar 5. Pengaplikasian Pupuk Cair sebagai Nutrisi

pada Budidaya Selada Organik

KESIMPULAN dan SARAN

Biogas memiliki manfaat sebagai sumber

energi alternatif, pupuk organik padat maupun

cair, pellet ikan, dan untuk memperbaiki sanitasi

lingkungan. Oleh karena itu, biogas perlu

dimasyarakatkan terutama di daerah sentra

peternakan dengan memanfaatkan secara

langsung limbah ternak menjadi bahan biogas.

Biogas dapat menjadi alternatif energi yang

murah dibandingkan dengan sumber energi lain

yang semakin terbatas. Perbaikan teknologi

biogas, integrasi sistem biogas dengan produksi

pupuk organik, serta sosialisasi dan bimbingan

teknis dapat memperluas pengebangan biogas

di masyarakat. Oleh karena itu, perlu adanya

dukungan beberapa pihak seperti pemerintah,

universitas dan masyarakat.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih disampaikan kepada

Universitas Brawijaya atas bantuan dana melalui

kegiatan Doktor Mengabdi tahun 2020. Ucapan

terimakasih juga penulis berikan kepada semua

kolega, tim pelaksana teknis dan tim mahasiswa

TA dan PKL Mandiri Energi yang membantu

dalam pengumpulan data serta pendampingan

kegiatan.

REFERENCES [1] BPS. 2018. Kota Batu Dalam Angka 2018.

https://batukota.bps.go.id/publica

tion/2018/08/16/0359f1ad025252

a858315ad1/kota-batu-dalam-

angka-2018.html

[2] Budiyanto, K. 2011. Tipologi pendayagunaan

kotoran sapi dalam upaya

mendukung pertanian organik di

Desa Sumbersari, Kecamatan

Poncokusumo, Kabupaten

Malang. J. GAMMA 7(1): 42-49.

[3] Elizabeth, R. dan S. Rosdiana. 2011.

Efektivitas pemanfaatan biogas

sebagai sumber bahan bakar

dalam mengatasi biaya ekonomi

rumah tangga di pedesaan.

Prosiding Seminar Nasional Era

1182

https://batukota.bps.go.id/publication/2018/08/16/0359f1ad025252a858315ad1/kota-batu-dalam-angka-2018.html





e-ISSN:2477-7951 - p-ISSN:2502-4973

JIAT


Baru Pembangunan Pertanian:

Strategi Mengatasi Masalah

Pangan, Bioenergi dan

Perubahan Iklim. hlm. 220-234.

[4] Farahdiba, A.A., A. Ramdhaniati, dan E.S.

Soedjono. 2014. Teknologi dan

manajemen program biogas

sebagai salah satu energi

alternatif yang berkelanjutan di

Kabupaten Malang. J. Inovasi

dan Kewirausahaan 3(2): 145-

159.

[5] Insam, H., M. Gomez-Brandon, and J.

Ascher. 2015. Manure-based

biogas fermentation residues:

Friend or foe of soil fertility? Soil

Biol. Biochem. 84: 1-14.

[6] Kasworo, A., M. Izzati, dan Kismartini. 2013.

Daur ulang kotoran ternak

sebagai upaya mendukung

peternakan sapi potong yang

berkelanjutan di Desa Jogonayan

Kecamatan Ngablak Kabupaten

Magelang. Prosiding Seminar

Nasional Pengelolaan

Sumberdaya Alam dan

Lingkungan. 306-311.

[7] Minde, G.P., S.S. Magdum, and V.

Kalyanraman. 2013. Biogas as a

sustainable alternative for current

energy need of India. J.

Sust.Energy Environ. 4: 121-132.

[8] Rajendran, K., S. Aslanzadeh, and M.J.

Taherzadeh. 2012. Household

biogas digesters-A review.

Energies 5: 2911-2942.

[9] Rustijarno, S. 2009. Pemanfaatan biogas

sebagai sumber energi alternatif

terbarukan di lokasi Prima Tani

Kabupaten Kulon Progo. Seminar

Nasional Teknologi Peternakan

dan Veteriner. Pusat Penelitian

dan Pengembangan Peternakan,

Bogor. hlm. 831-835.

[10] Sudiarto, B. 2008. Pengelolaan limbah

peternakan terpadu dan

agribisnis yang berwawasan

lingkungan. Prosiding Seminar

Nasional Teknologi Peternakan

dan Veteriner. Universitas

Padjajaran, Bandung

[11] Syamsuddin, A.R. Mappangaja, dan A.

Natsir. 2012. Analisis manfaat

program biogas asal ternak

bersama masyarakat

(BATAMAS) Kota Palopo (Studi

Kasus Kelompok Tani

Kampulang Kecamatan Wara

Selatan Kota Palopo): 18 hlm.

[12] Wahyuni, S. 2008. Analisa kelayakan

pengembangan biogas sebagai

energi alternatif berbasis individu

dan kelompok. Tesis Sekolah

Pascasarjana, Institut Pertanian

Bogor

[13] Widodo, T.W., A. Nurhasanah, A. Asari, dan

R. Elita. 2009. Pemanfaatan

limbah industri pertanian untuk

energi biogas. Balai Besar

Pengembangan Mekanisasi

Pertanian, Serpong, Tangerang.

12 hlm.

1183

pengembangan desa mandiri energi (dme) berbasis energi

Documents