Ekologi Pertanian

Pengembangan ekologi industri merupakan suatu usaha untuk membuat konsep baru dalam mempelajari dampak sistem industri pada lingkungan. Ekologi industri adalah suatu sistem yang digunakan untuk mengelola aliran energi atau material sehingga diperoleh efisiensi yang tinggi dan menghasilkan sedikit polusi. Tujuan utamanya adalah untuk mengorganisasi sistem industri sehingga diperoleh suatu jenis operasi yang ramah lingkungan dan berkesinambungan. Strategi untuk mengimplementasikan konsep ekologi industri ada empat elemen utama yaitu : mengoptimasi penggunaan sumber daya yang ada, membuat suatu siklus material yang tertutup dan meminimalkan emisi, proses dematerialisasi dan pengurangan dan penghilangan ketergantungan pada sumber energi yang tidak terbarukan. Pada kajian ini membahas penerapan ekologi industri di Indonesia. Industri di Indonesia berupa kawasan industri yang masih belum memiliki simbiosis satu sama lain sehingga masih menghasilkan polusi ke lingkungan. Dengan menerapkan konsep ekologi industri, kawasan industri dapat mengembangkan sistem pertukaran limbah yang dapat bermanfaat bagi industri tersebut. Indonesia sebagai negara agraris dapat mengembangkan ekologi industri berbasis agroindustri. Keuntungan yang dapat diperoleh yaitu penurunan jumlah konsumsi energi fosil, sumber daya alam, dan mengurangi dampak lingkungan. Biaya produksi juga dapat dikurangi.

PENDAHULUAN

Pada dewasa ini yang menjadi bahan perdebatan adalah bagaimana menyusun suatu pembangunan yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Semakin meningkatnya populasi manusia mengakibatkan tingkat konsumsi produk dan energi meningkat juga. Permasalahan ini ditambah dengan ketergantungan penggunaan energi dan bahan baku yang tidak dapat diperbarui. Pada awal perkembangan pembangunan, industri dibangun sebagai suatu unit proses yang tersendiri, terpisah dengan industri lain dan lingkungan. Proses industri ini menghasilkan produk, produk samping dan limbah yang dibuang ke lingkungan. Adanya sejumlah limbah yang dihasilkan dari proses produksi, mengharuskan industri menambah investasi untuk memasang unit tambahan untuk mengolah limbah hasil proses sebelum dibuang ke lingkungan. Pengendalian pencemaran lingkungan dengan cara pengolahan limbah (pendekatan end of pipe) menjadi sangat mahal dan tidak dapat menyelesaikan permasalahan ketika jumlah industri semakin banyak, daya dukung alam semakin terbatas, dan sumber daya alam semakin menipis. Oleh karena itu, orang kemudian mulai meninggalkan pendekatan end of pipe yang bersifat kuratif atau remediasi ini dan berganti ke pendekatan bersifat preventif yang lebih mengarah pada penanganan pada sumbernya untuk mencegah atau meminimalkan limbah yang terbentuk (pollution prevention). Strategi pencegahan pencemaran dengan memfokuskan pada perbaikan sistem proses ini memberikan kinerja lingkungan yang lebih baik dan lebih ekonomis. Hal ini mendorong para peneliti untuk mengembangkan suatu sistem produksi yang dapat menghemat penggunaan bahan baku dan energi dari alam. Sistem industri yang dapat dikembangkan untuk mengatasi masalah lingkungan adalah ekologi industri. Pada ekologi industri tidak hanya membahas tentang masalah polusi dan lingkungan tetapi juga mempertimbangkan kesinambungan industri serta aspek ekonomi tetap diutamakan. Ekologi industri merupakan suatu sistem industri yang terpadu diantara industri-industri yang ada di dalamnya dan saling bersimbiosis secaramutualisme. Dalam sistem ini mengacu pada sistem ekologi di alam. Konsep ekologi industri telah banyak dikembangkan di negara-negara maju seperti ekologi industri Kalundborg Denmark, Brownville Amerika Serikat dan Calgary Kanada. Di negara maju ekologi industri telah digunakan sebagai salah satu instrumen untuk merancang pembangunan ekonomi yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Konsep ekologi industri dapat diterapkan juga di negara-negara berkembang untuk semakin meningkatkan tingkat pembangunannya. Di negara berkembang yang menjadi persoalan utama adalah sumber daya alam yang melimpah namun masih belum dapat mengoptimalkan penggunaannya. Hal lain yang menghambat adalah kurangnya dukungan pemerintah secara nyata terhadap pembangunan yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Kawasan industri masih berupa suatu kawasan yang belum terpadu secara sistematis dan hanya berupa kumpulan industri yang berdiri sendiri. Indonesia sebagai salah satu negara berkembang sebenarnya telah mengaplikasikan ekologi industri. Konsep ekologi industri yang dikembangkan di Indonesia masih sangat sederhana dan belum sampai tahap system ekologi industri yang menyeluruh. Konsep ekologi industri di Indonesia masih sangat berprospek untuk dikembangkan lebih lanjut sehingga pada akhirnya diperoleh suatu pembangunan industri yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Dengan kajian ini diharapkan dapat menjadi masukan dalam penyusunan pembangunan kawasan ekologi industri di Indonesia.

DESKRIPSI EKOLOGI INDUSTRI

Ekologi Industri dan Berbagai Sistem Pendukungnya
Definisi ekologi industri sampai saat ini masih beragam, diantaranya menurut yaitu suatu sistem yang digunakan untuk mengelola aliran energi atau material sehingga diperoleh efisiensi yang tinggi dan menghasilkan sedikit polusi. Definisi yang lain yaitu ekologi industri merupakan suatu pendekatan manajemen lingkungan dimana suatu sistem industri tidak dilihat secara terpisah dengan system sekelilingnya tetapi merupakan bagian utuh yang saling mendukung dalam rangka mengoptimalkan siklus material ketika suatu bahan baku diproses menjadi produk. Dasar utama ekologi industri yaitu metabolism industri yang merupakan keseluruhan aliran material dan energi yang ada dalam system industri. Tujuan utama ekologi industri adalah untuk mengorganisasi sistem industri (termasuk semua aspek kegiatan manusia di dalamnya) sehingga diperoleh suatu jenis operasi yang ramah lingkungan dan berkesinambungan (sustainable development). Konsep ekologi industri terkait secara dekat dengan proses produksi bersih (cleaner production) dan merupakan komplementer satu dengan lainnya. Kedua konsep melibatkan pencegahan pencemaran dalam rangka melindungi lingkungan dan meningkatkan efisiensi ekonomi. Produksi bersih lebih memfokuskan pada aspek pengurangan limbah, sementara ekologi industri lebih menekankan pada pendauran suatu limbah yang terbentuknya tidak bisa dihindari (unavoidably produced waste) dengan mensinergikan antara unit satu dengan lainnya atau antara satu industri dengan industri lainnya. Selain terjadi pemanfaatan suatu material yang dihasilkan oleh suatu unit oleh unit lain, juga dimungkinkan terjadinya integrasi energi dari suatu unit oleh unit lain di dalam suatu kawasan.
Sistem industri terdapat tiga tipe. Tipe I adalah sistem proses linier. Pada tipe ini energi dan material masuk pada sistem kemudian menghasilkan produk, produk samping, dan limbah. Limbah yang dihasilkan tidak dilakukan proses olah ulang sehingga membutuhkan pasokan bahan baku dan energi yang banyak. Sistem industri yang paling banyak digunakan saat ini adalah tipe II. Pada tipe ini sebagian limbah telah diolah ulang dalam sistem dan sebagian lagi dibuang ke lingkungan. Sistem tipe III merupakan system produksi kesetimbangan dinamik yang energi dan limbahnya diolah ulang secara baik dan digunakan sebagai bahan baku oleh komponen sistem lain. Pada sistem ini merupakan system industri yang tertutup total dan hanya energi matahari yang datang dari luar sistem. Hal ini merupakan sistem ideal yang menjadi tujuan ekologi industri. Sistem industri ditunjukkan pada Gambar 1.
Strategi untuk mengimplementasikan konsep ekologi industri ada empat elemen utama yaitu : (1) mengoptimasi penggunaan sumber daya yang ada; (2) membuat suatu siklus material yang tertutup dan meminimalkan emisi; (3) proses dematerialisasi; dan (4) pengurangan dan penghilangan ketergantungan pada sumber energi yang tidak terbarukan.
Optimasi penggunaan sumber daya (resource)
Optimasi penggunaan material dan energi dalam kegiatan industri dimulai dengan menganalisis proses produksi untuk menghilangkan produk yang terbuang percuma. Langkah ini bisa dilakukan oleh suatu industri secara sendiri yang disebut dengan pencegahan polusi atau proses produksi bersih. Hal ini berkembang menjadi suatu pemikiran bagaimana menganalogikan sistem industri seperti sistem yang terjadi di alam. Dengan sistem ekologi industri ini dapat menghasilkan konsep rantai makanan industri, yaitu pemanfaatan produk samping dan limbah menjadi bahan baku bagi komponen system industri lain. Konsep ini menghasilkan suatu konsep kawasan ekologi industri terpadu. Dalam kawasan ini, industri-industri bekerja sama untuk mengoptimasi penggunaan sumber daya yang ada sehingga limbah industri yang dihasilkan bisa diminimalisasi.
Siklus material yang tertutup dan minimalisasi
Emisi
Dalam ekosistem alam semua aliran material bersifat siklus yang tertutup. Sebagai contoh bakteri dan jamur dapat mendekomposisi limbah tumbuhan menjadi senyawa kimia sederhana dan digunakan kembali oleh tanaman tersebut. Dalam ekologi industri, siklus material ini masih jauh dari optimal namun telah dapat memberikan hasil yang lebih baik. Hal ini karena dalam ekologi industri masih membutuhkan energi dari luar yang sebagian besar dari energi fosil. Pembakaran bahan bakar fosil merupakan sumber utama limbah yang dihasilkan industri. Ekologi industri secara nyata dapat meningkatkan efisiensi energi dan emisi. Siklus material yang tertutup dapat memberikan keuntungan. Sebagai contoh dalam proses rekoveri alumunium membutuhkan energi yang jauh lebih kecil dibandingkan energi untuk mengekstraksi dan memurnikan alumunium dari bauksit. Dampak lingkungan yang dihasilkan bisa mencapai sepersepuluh dari proses produksi alumunium dari bauksit.
Proses dematerialisasi
Tujuan utama ekologi industri tidak hanya untuk menghasilkan suatu siklus aliran material yang tertutup tetapi jugameminimalkan jumlah aliran bahan dan energi yang digunakan untuk proses produksi. Pada saat ini ada dua proses dematerialisasi yang diperdebatkan yaitu proses dematerialisasi relatif dan dematerialisasi absolut. Proses dematerialisasi relatif menjelaskan bahwa suatu proses produksi dan jasa diusahakan dapat menghasilkan produk dan jasa yang sebesar-besarnya dari penggunaan bahan baku yang ada. Proses dematerialisasi absolute menganggap bahwa dalam proses produksi harus meminimalkan penggunaan bahan baku.
Pengurangan dan penghilangan ketergantungan pada sumber energi tidak terbarukan
Energi merupakan faktor yang sangat penting dalam restrukturisasi sistem industri. Banyak usaha yang dilakukan untuk meningkatkan efisiensi energi dengan beberapa inovasi seperti co-generation. Hingga saat ini bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batu bara, dan gas alam merupakan sumber energi utama untuk industri. Penggunaan bahan bakar fosil dapat menyebabkan kerusakan lingkungan seperti efek gas rumah kaca, pemanasan global, dan hujan asam. Dalam rangka untuk mensinergikan dengan tujuan utama ekologi industri maka diperlukan langkah perbaikan. Pada tahap awal diperlukan usaha untuk membuat bahan bakar fosil yang ramah lingkungan seperti dengan proses dekarbonisasi dan pembersihan gas buang. Solusi di atas merupakan langkah perbaikan sementara, sehingga diperlukan usaha diversifikasi energi terutama energi yang dapat terbarukan seperti biodisel, biogas, bioetanol, dan pemanfaatan energi matahari.
Simbiosis Industri
Simbiosis industri merupakan suatu bentuk kerja sama diantara industri-industri yang berbeda. Bentuk kerja sama ini dapat meningkatkan keuntungan masing-masing bindustri dan pada akhirnya berdampak positif pada lingkungan. Dalam proses simbiosis ini limbah suatu industri diolah menjadi bahan baku industri lain. Proses simbiosis ini akan sangat efektif jika komponen-komponen industri tersebut tertata dalam suatu kawasan industri terpadu (eco-industrial parks). Beberapa karakteristik simbiosis industri yang efektif adalah sebagai berikut :
1. Industri anggota simbiosis ditempatkan dalam satu kawasan dan memiliki bidang produksi yang berbeda-beda.
2. Jarak antar industri dibuat dekat sehingga meningkatkan efisiensi tranportasi bahan.
3. Masing-masing industri membuat suatu kesepakatan bersama dengan berprinsip ekonomi yaitu saling menguntungkan.
4. Masing-masing industri harus dapat berkomunikasi dengan baik.
5. Tiap industri bertangung-jawab pada keselamatan lingkungan dalam kawasan tersebut.
Contoh simbiosis kawasan industri yang telah sukses dan terkenal adalah simbiosis industri di Kalundborg, Denmark[6]. Simbiosis industri Kalundborg yang ditunjukan pada Gambar 2 terdiri dari enam industri yaitu Pusat Pembangkit Listrik Asnaer, Industri pemurnian minyak Statoil, Perusahaan bioteknologi Novo Nordisk, Industri kayu lapis Gyproc, Perusahaan remediasi tanah Bioteknisk Jordrens, dan pemukiman warga kota Kalundborg. Hasil yang telah diperoleh dari simbiosis industri Kalundborg yaitu :
1. Pengurangan konsumsi energi dan sumber daya air.
2. Peningkatan kualitas lingkungan karena emisi CO2 dan SO2 dapat dikurangi.
3. Limbah produksi seperti abu layang, sulfur, lumpur, dan gipsum dapat diolah menjadi bahan baku produksi yang mempunyai nilai lebih.
4. Kota Kalundborg sebagai kota industri yang paling bersih.
5. Efisiensi penggunaan energi bahan bakar dapat mencapai 90 %.