## KONSERVASI ENERGI BERBASIS RENEWABLE ENERGY TECHNOLOGY DENGAN PEMANFAATAN TEKNOLOGI MICROBIAL

## Ganjar Samudro
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Soedarto, S.H. Tembalang-Semarang, Kode Pos 50275 Telp : (024) 76480678, Fax : (024) 76918157 e-mail: ganjarsamudro@gmail.com , ganjarsamudro@undip.ac.id

## ABSTRAK
Penggunaan  energi  yang  besar  meningkatkan  emisi  CO 2 yang  terlepas  ke  atmosfer.  Upaya konservasi  energi  terus  dilakukan  dalam  rangka  meningkatkan  kebutuhan  energi.  Bentuk konservasi  energi  berbasis  renewable  energy  technology  dengan  pemanfaatan  teknologi microbial  merupakan  bentuk  ideal  back  to  nature  dan  lebih  ramah  lingkungan  untuk  masa depan  lingkungan  yang  lebih  baik.  Penelitian-penelitian  berbasis  teknologi  microbial  dengan basis  modifikasi  teknologi  konvensional  dengan  advanced  menjadi  pilihan  terbaik  dalam capture  energi  besar,  kebutuhan  energi  nol,  revenue  listrik  tinggi  dan  biaya  operasional  yang rendah.  Pilihan  inovasi  teknologi  ini  membuka  wacana  pengembangan  inovasi  teknologi microbial lainnya dan memberikan kontribusi pengurangan emisi CO 2 dari suatu proses. Hasil- hasil penelitian terbaru dengan reaktor MFCs sebagai salah satu teknologi microbial didapatkan kecenderungan positif dalam pemanfaatannya dalam skala yang lebih besar dan aplikatif.
Kata kunci: energi, emisi CO 2 , teknologi microbial, MFCs

## ABSTRACT
The  utilization  of  high  energy  will  increase  CO 2 emission  releasing  to  the  atmospheric.  The effort of energy conservation is continuosly conducted to increase of energy demand. The form of  energy  conservation  based  on  renewable  energy  technology  by  the  utilization  of  microbial technology  is  the  ideal  of  back  to  nature  and  more  eco-friendly  for  the  better  future  of environment.  The  researches  of  microbial  technology  basis  by  modification  between conventional  and  advanced  will  be  the  best  choice  in  highly  energy  capture,  zero  energy demand, highly electricity revenue dan low cost of maintenance. The choice of this technology innovation  open  the  other  microbial  technology  development  and  giving  a  contribution  of  CO 2 emission reduction in a process. The results of the newest research by MFCs reactor as the one of microbial technology is positive trends in the high scale of utilization and applicative.
Keywords: energy, CO 2 emmision, microbial technology, MFCs

## PENDAHULUAN
Peningkatan kebutuhan
energi
meningkat  seiring  dengan  peningkatan jumlah  penduduk.  Secara  global,  suplai energi semakin menipis dikarenakan belum banyak  eksplorasi-eksplorasi  baru  dari sumber
energi tidak
terbarukan.
Peningkatan jumlah penduduk dan penipisan
suplai energi
memiliki kecenderungan  berbanding  terbalik,  maka diperlukan upaya-upaya solutif dalam menangani keterbatasan energi.
Penggunaan  energi  dari  sumber  energi tidak terbarukan menyebabkan peningkatan emisi  gas  buang  baik  dari  kegiatan
domestik  maupun  non-domestik,  sehingga meningkatkan  kontribusi  pada  pemanasan global  atau global  warming dan  akibat- akibat  yang  ditimbulkannya.  Jika  kita memperoleh  energi  dari  sumber-sumber energi  tidak  terbarukan  menggunakan teknologi  konvensional,  kita  akan  merilis tambahan  CO 2 ,  memperburuk  kerusakan lingkungan,  dan  mempercepat  perubahan iklim  global  (Logan,  2008).  Pemenuhan energi  listrik  didapatkan  dari  penggunaan bahan
bakar
minyak melalui
generator/turbin  listrik.  Kondisi  ini  dapat menimbulkan dampak lingkungan
khususnya  pencemaran  udara  dikarenakan

## Ganjar Samudro
Konservasi Energi Berbasis Renewable Energy Technology
adanya  emisi  CO 2 dari  pembakaran  bahan bakar minyak (Samudro dkk, 2014).
Akhir-akhir
ini,
pengembangan teknologi  konservasi  energi  telah  banyak ditingkatkan untuk mencapai produk teknologi yang
ramah
lingkungan.
Pengembangan  energi  dominan  terjadi pada  non-bioteknologi,  walaupun  secara kenyataan,  terdapat  banyak  usaha-usaha pengembangan bio-teknologi sebagai dasar teknologi konservasi energi, namun jumlahnya  masih  sangat  sedikit.  Hal  inilah yang mengindikasikan melambatnya pengembangan teknologi konservasi energi berbasis renewable  energy  technology . Pengembangan teknologi konservasi energi ini  perlu  dikembangkan  secara  optimal, karena  dampak  yang  muncul  lebih  ringan pada  beban  lingkungannya  dibandingkan teknologi  konservasi  energi  berbasis un- renewable energy technology . Penggunaan teknologi  berbasis microbial menjadi  solusi terbaik
saat
ini, dikarenakan pemanfaatannya tidak
menimbulkan dampak  lingkungan  yang  buruk,  melainkan memberikan kontribusi adaptasi dan mitigasi (Samudro dkk, 2014).

## ISU-ISU ENERGI TERKINI
Secara  historis,  Indonesia  memiliki catatan sebagai salah satu negara pengekspor minyak bumi terbesar di dunia, yang  tergabung  dalam  organisasi  dunia pengekspor minyak bumi atau Organization of  the  Petroleum  Exporting  Countries (OPEC).  Indonesia  tercatat  aktif  sebagai negara pengekspor minyak bumi dari tahun 1962  hingga  tahun  2009,  dan  sejak  tahun 2009, Indonesia mengalami defisit kebutuhan  minyak  bumi  dalam  negeri, sehingga  memaksa  Indonesia  melakukan impor  pada  tahun  tersebut  hingga  saat  ini. Secara  volume,  kebutuhan  minyak  bumi mengalami  defisit  per  tahun  2003,  namun baru pada tahun 2012, Indonesia mengalami defisit anggaran dalam pemenuhan minyak bumi. Indonesia meninggalkan  OPEC  pada  tahun  2009, dikarenakan statusnya sebagai net exporter of  oil ,  tetapi  tidak  mampu  memenuhi kebutuhan dalam negerinya, dimana pertumbuhan permintaan lebih besar daripada  suplainya  (BBC  News,  2008  in Wikipedia). Istilah  ini  dikemukakan  sebagai “dari net exporter menjadi net importer ”. Hal inilah  yang  menjadikan  Indonesia  menjadi
salah  satu  negara  yang  mengalami  krisis energi  dari  sektor  migas.  Oleh  karena  itu, langkah-langkah  adaptif  dan  tindakan  perlu dilakukan secara tepat, agar krisis energi ini dapat  segera  diatasi  dengan  penggunaan dari berbagai alternatif penyuplai energi.
Kebutuhan  energi  Indonesia  ditopang oleh sektor migas, khususnya minyak bumi, batubara dan gas alam. Kilang minyak bumi menghasilkan  beberapa  produk  seperti bensin  (pertamax  dan  premium)  dan  solar (pertadex  dan  biosolar),  yang  banyak dipergunakan  sebagai  bahan  bakar  utama aktivitas  kendaraan,  domestik  dan  non- domestik.  Sedangkan  batubara,  banyak dipergunakan  sebagai  bahan  bakar  utama dalam  pembangkit  listrik.  Selain  minyak bumi  dan  batubara,  gas  alam  juga  banyak dipergunakan  sebagai  bahan  bakar  utama domestik dan non-domestik, serta sebagian untuk transportasi. Berdasarkan supply and demand minyak  bumi,  batubara  dan  gas alam, supply batubara dan gas alam masih lebih  besar  dibandingkan demand .  Hal  ini dikarenakan  fungsi  batubara  dan  gas  alam seperti  contoh  yang  tersebut  diatas.  Oleh karena itu, saat ini Indonesia menjadi salah satu  negara  pengekspor  batubara  dan  gas alam terbesar di dunia.
Penggunaan  bahan  bakar  dari  minyak bumi, batubara dan gas alam menghasilkan emisi  gas  buang  berupa  karbondioksida (CO 2 ), karbonmonooksida (CO), sulfit/sulfur oksida  (SOx),  nitrogen  oksida  (NOx),  dan sejumlah  unsur  atau  senyawa  lain  berupa logam  berat  lainnya.  Perhatian  parameter utama sebagai indikator pencemar khususnya penyebab global warming adalah karbondioksida (CO 2 ). Karbondioksida
terperangkap dalam atmosfer  bumi,  yang  menyebabkan  radiasi matahari  terjerap,  sehingga  memunculkan fenomena  smog  atau  lapisan/layer  yang terdiri  dari  gabungan  asap  dan  kabut (asbut)  yang  mengandung  karbondioksida (CO 2 ) dan pencemar-pencemar lainnya.

## HUBUNGAN KONSUMSI ENERGI DENGAN EMISI KARBONDIOKSIDA
Menurut  sumber  dari  U.S.  Energy Information  Administration,  International Energy  Statistics  (2011)  mengenai  Energy Profile  of  Indonesia  yang  diakses  pada http://www.eoearth.org/view/article/152501 , didapatkan  informasi  mengenai  sumber- sumber  energi  Indonesia,  yang  terdiri  dari
petroleum/minyak  bumi  dengan  proporsi penggunaan  sebesar  30%,  coal/batubara sebesar  22%,  biomass  &  renewable sebesar 29% dan natural gas sebesar 19%. Bersumber  dari  Administration,  E.  tahun 2013 mengenai energy profile of Indonesia, didapatkan nilai 2.10 15 BTU dari penggunaan  biomass  &  renewable,  maka nilai  satuan  BTU  untuk  masing-masing sumber energi dapat dihitung dan dikonversi  menjadi  satuan  kWh,  kemudian satuan kWh  dihitung dan dikonversi menjadi satuan ton CO 2 . Sehingga total ton CO 2 yang  dihasilkan  dari  penggunaan energi  di  Indonesia  sebesar  559.244.812,5 ton  CO 2 terhitung  pada  tahun  2011. Kalkulasi besaran konversi kWh ke ton CO 2 menggunakan referensi dari Defra
Department  of  Environment  and  Climate Change (DECC) guidelines tahun 2012.
Kontribusi  Indonesia  terhadap  emisi karbondioksida  terbilang  cukup  besar, karena mencapai peringkat ketiga bersama Australia,  Timur  Tengah,  sebagian  Asia Timur,  sebagian  Eropa,  Afrika  Selatan, Amerika  Serikat  dan  Kanada.  Secara kuantitatif, nilai kontribusi Indonesia terhadap  emisi  karbondioksida  sebesar
2,32  ton  CO 2 /jiwa  dengan  perbandingan masih  lebih  kecil  dibandingkan  kontribusi dunia terhadap emisi karbondioksida sebesar  4,9  ton  CO 2 /jiwa.    Apabila  nilai emisi karbondioksida tersebut dikonversi ke satuan o C, dengan asumsi dasar 1 ton CO 2 , meningkatkan suhu sebesar 0,0000000000015 o C,  maka nilai  suhu dapat  diperkirakan  sebesar  0,00084 o C, yang merupakan kontribusi Indonesia terhadap  kenaikan  suhu  global  dunia.  Nilai suhu  tersebut  sangatlah  kecil,  tetapi Indonesia telah merasakan dampak- dampak  negatif  dari  perubahan  suhu tersebut.  Oleh  karena  itu,  Indonesia  tetap harus  memiliki  strategi  menurunkan  emisi karbondioksida per kapita, sebagai kontribusi terhadap penyelamatan lingkungan  dunia  dari  dampak  global warming.
Secara  global,  kenaikan  suhu  dapat diprediksi  hingga  mencapai  sebesar  1 o C pada  tahun  2040,  dengan  nilai  kontribusi Indonesia  terhadap  kenaikan  suhu  global sebesar  0,024 o C.  Nilai  tersebut  terhitung besar dan dapat diprediksi dampak-dampak negatif  dari  perubahan  suhu  tersebut  ke depannya.
Gambar 1. Pemetaan Emisi CO 2 Dunia

## TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN
Dalam  rangka  menciptakan  teknologi- teknologi
penghasil energi ramah lingkungan  dan  dapat  diperbaharui,  maka perlu  diketahui  jenis-jenis  teknologi  yang telah  dikembangkan  saat  ini,  meliputi
pembuatan bio-etanol dan  bio-solar melalui proses  fermentasi  dan  lanjutannya,  bio- digester  yang  menghasilkan  biogas,  pupuk cair  dan  kompos,  destilasi  bertingkat  yang merubah  plastik  menjadi  premium  dan minyak tanah, dan lain sebagainya.
Secara umum, renewable energy technologies terdiri  dari solar  energy

## Ganjar Samudro
dengan  teknologi solar  cell /sel  surya, hydropower energy dengan teknologi turbin air  pembangkit  listrik  baik  air  yang  berasal dari laut maupun air permukaan, geothermal energy dengan teknologi geothermal  power  plant , wind  energy dengan  teknologi wind  turbine /turbin  kincir angin dan biomass energy dengan teknologi konversi biomassa. Masing- masing teknologi yang bersumber dari alam ini  memiliki  kelebihan  dan  kekurangan, namun  secara  prinsip  bahwa  teknologi  dari alam  ini  lebih  ramah  lingkungan  yang sekaligus menjadi salah satu kelebihannya, sedangkan  kekurangan  utamanya  terletak pada  biaya  investasi  dan  OM  yang  masih tergolong tinggi. Oleh karena itu, perkembangan  teknologi  saat  ini  telah meluas pemanfaatannya, khususnya energi yang  bersumber  dari  biomassa.  Teknologi konversi biomassa ini  dapat menjadi mahal investasi dan  OM-nya,  apabila  tidak diketahui  teknik  atau  cara  atau  metode tepat dalam
pengoperasian
dan pemeliharaannya. Kompetisi dalam pengembangan teknologi konversi
biomassa  ini  semakin  banyak  akhir-akhir ini,  walaupun  cenderung  melambat  seiring stagnasi  perkembangan  dan  pemanfaatan teknologi yang ada.
Sumber-sumber biomassa yang sangat melimpah  di  dunia  ini,  menjadi  tolok  ukur pengembangan teknologi
konversi biomassa.  Salah  satunya  adalah  biomassa dari mikroorganisme, yang sekaligus memiliki  2  (dua)  fungsi  utama,  yaitu sebagai  bahan  organik  itu  sendiri  dan bioreaktor pemroses bahan organik menjadi  energi.  Fungsi  mikroorganisme sebagai bioreaktor pemroses bahan organik  menjadi  energi  ini  menjadi  fokus pengembangan, karena secara siklus rantai makanan, mikroorganisme merupakan kelompok  tersendiri  sebagai decomposer dari  kelompok  lainnya  seperti  tumbuhan sebagai  produsen  dan  hewan  sebagai konsumen.
Pengertiannya
bahwa mikroorganisme sebenarnya dapat memiliki tiga  fungsi  kehidupan,  yaitu  sebagai  co- produsen, konsumen dan decomposer .

## TEKNOLOGI MICROBIAL

## Konvensional
Pembangkit  energi  dengan  teknologi microbial  konvensional  yang  berkembang saat  ini,  terdiri  dari  an-aerobik  digester,
gasifier  dan pyrolysis ,  yang  memanfaatkan bahan-bahan  organik,  seperti  kelapa  sawit, kelapa,  jarak  pagar,  kapas,  kanola,  dan rapeseed  untuk  biodiesel,  serta  ubi  kayu, ubi  jalar,  tebu,  sorgum,  sagu,  aren,  nipah, dan  lontar  untuk  bioetanol  (Sumaryono, 2006),  kotoran  ternak,  kotoran  manusia, sampah  organik  dan  an-organik,  lumpur, limbah cair dan padat, serta ligniselulosa/selulosa.
Produk yang
dihasilkan  dapat  berupa  bio-diesel/bio- solar,  bio-etanol,  biogas  dan  bio-minyak tanah.  Teknologi  microbial  konvensional  ini sangat tepat untuk diterapkan pada negara- negara  berkembang,  seperti  Indonesia, namun keterbatasan  teknis  dan  non-teknis, pemanfaatannya belum meluas. Oleh karena  itu  diperlukan  metode  tambahan untuk  meningkatkan  nilai  jual  teknologi microbial konvensional ini.
Lanjutan ( Advanced ) Selain teknologi microbial konvensional,  pembangkit  energi  dengan teknologi microbial lanjutan/ advanced sedang terus dikembangkan untuk mendapatkan energi ramah lingkungan dan pemanfaatannya meluas, serta dapat diterapkan  pada  segala  kondisi.  Teknologi microbial  lanjutan  atau  teknologi  microbial masa  depan,  diantaranya  adalah  Microbial Fuel Cells (MFCs) dengan turunan- turunannya (seperti Soil-based MFCs, Plant MFCs, Microbial Solar Cells, dan Phototrophic Biofilm MFCs), Microbial Electrolysis  Cells  (MECs),  dan  Microbial Electrosynthesis Cells (MECs), serta perkembangan modifikasi MFCs lainnya. Teknologi  microbial  lanjutan,  seperti
MFCs  ini  merupakan  pengembangan  dari teknologi Fuel Cells . Perbedaannya terletak pada  proses  konversi  atau  transformasi, dimana MFCs mengkonversi atau mentransformasi  proses  biokimia  menjadi biolistrik.  MFCs  merupakan  adopsi  tubuh mikroorganisme, dimana proses-proses metabolisme, seperti reaksi oksidasi reduksi, transfer elektron dan proton  terjadi secara kontinyu. Teknologi
MFC menggambarkan pendekatan  terbaru  dalam  hal  penghasilan energi  listrik.  Energi  listrik  dalam  MFC dihasilkan  melalui  reaksi  biologis  oleh bakteri . Dalam MFC, mikroorganisme mendegradasi material organik,
memproduksi elektron melalui reaksi enzimatis  dalam  sel  dan  menghasilkan energi  untuk  sel  tersebut  dalam  bentuk
ATP. Elektron-elektron kemudian dilepaskan menuju terminal electron acceptor (TEA)  yang  menerima  elektron sehingga mengalami reduksi (Logan,
2008). MFCs harus dikembangkan untuk aplikasi  di  daerah  yang  kemungkinan  akan menghasilkan  keuntungan  terbesar.  MFC dapat  diaplikasikan  secara  luas  sehingga dapat  menjadi  metode  pemulihan  energi untuk  membuat  infrastruktur  air  yang berkelanjutan.  MFC  merupakan  teknologi yang  menjanjikan  untuk  pengolahan  air limbah sehingga dapat menghasilkan energi  dalam  bentuk  listrik  atau  gas hidrogen (Logan, 2008).

## KAJIAN OPERASIONAL DAN BIAYA
Menurut  Pham  dkk,  (2006), rule  of thumb dari  1  kg  glukosa  dapat  dikonversi menjadi  1,06  kg  COD,  4,41  kWh,  13.10 6 coulomb,  0,5  Liter  etanol,  1,2  m 3 hidrogen,
0,36  m 3 gas  methan  dan  0,5  Liter  biogas.
Rule  of  thumb ini  dipergunakan  sebagai dasar  perhitungan  perencanaan,  operasi dan pembiayaan teknologi konversi biomassa,  serta  konservasi  energi.  Seperti diketahui  bahwa  suatu  teknologi  konversi biomassa  tidak  dapat  mengkonversi  dan menghasilkan  produk  sesuai rule  of  thumb tersebut  diatas,  oleh  karena  itu  konservasi energi  perlu  menjadi  perhatian  untuk optimalisasi proses.
Ketidakefisienan teknologi konversi biomassa,  seperti  pada  reaktor  an-aerobik digester,  dapat  dilihat  pada  bagian heat exchanger dan  genset  methan.  Hal  ini sama  halnya  pada  pembangkit  listrik, losses/kehilangan  energi  muncul  pada bagian  produksi,  transmisi  dan  distribusi listrik  ke  konsumen.  Kehilangan  energi memberikan  dampak  pada  lingkungan, khususnya meningkatnya emisi gas CO 2 ke atmosfer.  Oleh  karena  itu,  bagian-bagian tersebut  perlu  inovasi  tambahan  untuk meningkatkan produksi energi dalam upaya konservasi energi.
Contoh  lain  dalam  penggunaan  energi di  Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah  (IPAL), dimana  penggunaan  energi  listrik  ataupun Bahan  Bakar  Minyak  (BBM)  menyebabkan kehilangan energi dengan perkiraan sebesar  0,32  kWh/m 3 (Water  Environment Federation,  2009  dalam  Shun’ichi  Ishii et al. ,  2013) – 0,47 kWh/m 3 (Setiyono,  2009), yang dikonversi menjadi emisi CO 2 sebesar 0,05 –  0,08  kg/m 3 .  Pengertiannya  setiap  1
m 3 air  limbah  yang  diproses  dalam  IPAL, menyumbang  0,05 –  0,08  kg  CO 2 yang dilepaskan  ke  atmosfer.  Oleh  karena  itu efisiensi  proses  dalam  suatu  instalasi  juga perlu diperhatikan untuk menghemat pelepasan  energi  yang  besar.  Semakin besar energi yang dilepaskan atau kehilangan  energi,  maka  semakin  besar pula kontribusi emisi CO 2 ke atmosfer.
Salah  satu  solusi  inovasi  teknologi konversi biomassa adalah rancang
kombinasi reaktor an-aerobik digester dengan  MFCs,  sebagaimana  rancangan oleh  Pham  dkk,  (2006),  dimana  terdapat  2 (dua)  tipe,  yaitu  kombinasi  reaktor  an- aerobik  digester  dengan  MFCs  yang digabung  dalam  1  (satu)  reaktor  dan reaktor  seri  yang  diawali  dari  reaktor  an- aerobik digester, kemudian lanjut ke reaktor MFCs. Berdasarkan kajian biaya operasional  yang  dilakukan,  didapatkan bahwa reaktor seri merupakan pilihan  yang terbaik,  dimana capture energi  besar, kebutuhan  energi  nol,  revenue  listrik  tinggi dan biaya operasional yang rendah. Pilihan inovasi  teknologi  ini  membuka  wacana pengembangan  inovasi  teknologi microbial lainnya dan memberikan kontribusi pengurangan emisi CO 2 dari suatu proses.

## HASIL-HASIL PENELITIAN
Penelitian  dengan  obyek  MFCs  telah banyak  dilakukan,  yang  tercatat  dalam indexing  elsevier  sciencedirect sejak  tahun 2001  hingga  sekarang,  begitu  juga  pada tahun-tahun  sebelumnya  yang  dimulai sejak periode akhir tahun 1990-an, terdapat penelitian serupa, namun belum spesifik.
Bruce  E.  Logan  dari  Universitas Pennsylvania  USA  beserta  rekan-rekan meneliti  aktif  sejak  tahun  2006  hingga sekarang dan menciptakan banyak inovasi- inovasi terkait pengembangan MFCs. Secara  aplikasi,  MFCs  sebenarnya  sangat memungkinkan  dikembangkan  di  negara- negara  berkembang,  seperti  Indonesia, dikarenakan  kemampuan  kinerjanya  dapat dimanfaatkan untuk menyelesaikan masalah-masalah lingkungan dan sekaligus menghasilkan  energi  listrik  yang  berguna bagi  daerah-daerah  terpencil  dan  jauh  dari jaringan listrik.
Penelitian  MFCs  di  Indonesia  masih sangat jarang jumlahnya, terutama publikasi  ilmiah  internasional  dalam  skala fundamental  maupun  pengembangannya, sehingga  penelitian  ini  sangat  mendesak

## Ganjar Samudro
dilakukan,  mengingat  negara-negara  asia timur dan
selatan telah banyak mengembangkan  penelitian  ini  hingga  siap diaplikasikan  dalam  skala  besar.  Penelitian MFCs  yang  telah  ada  di  Indonesia  dimulai sejak  tahun  2009  hingga  sekarang  dengan skala  ideal  menggunakan  medium  organik (enrichment  medium)  dan  beberapa  telah dikembangkan menggunakan limbah cair.
Secara  sistematis,  kinerja  MFC  tentu dapat  diterapkan  dalam  sebuah  sistem pengolahan  limbah  cair.  MFC  dapat diterapkan  sebagai  salah  satu  treatment dalam pengolahan limbah dengan memasukkannya  sebagai  pengganti  dari proses activated  sludge maupun  trickling filter.  Namun  disisi  lain  MFC  juga  dapat ditawarkan  sebagai  pretreatment  untuk proses  MBR  atau  membran  bioreaktor, mengingat  bahwa  sistem  MFC  belum pernah dicobakan dalam skala  yang besar. MFC  adalah  proses  pengolahan  biologis, memiliki  fungsi  yang  sama  dengan  kedua tahap  tersebut.  Ada  empat  keuntungan utama menggunakan  MFC  diantaranya:  (1) menghasilkan listrik pada MFC maupun gas hidrogen  pada  MEC  sehingga  memiliki multi  fungsi,  (2)  mengurangi  kebutuhan untuk aerasi. Aerasi di AS dapat mengkonsumsi  50%  dari  listrik  pabrik pengolahan.  Namun  pada  MFC  tidak diperlukan  aerasi,  (3)  mengurangi  produksi zat  padat.  MFC  adalah  proses  anaerobik, dan  dengan  demikian  bakteri  produksi biomassa  akan  berkurang  dibandingkan dengan  sistem  aerobik  seperti  pengolahan sebelumnya,  dan  (4)  potensi  untuk  kontrol bau.  Dalam  sistem  MFC  maupun  MEC tidak akan memproduksi bau karena sistem dirancang secara tertutup sehingga gangguan  bau  dapat  dihindarkan  (Logan, 2008).
Salah  satu  pengembangan  penelitian MFCs di Indonesia dengan medium organik dari  limbah  cair  dilakukan  oleh  Samudro dkk,  (2014)  yang  dipublikasikan  pada Prosiding  Seminar  Nasional  Teknologi Industri  Hijau  Kota  Semarang,  dimana reaktor  disusun  dengan  2  (dua)  chamber anoda dan katoda, elektroda pada chamber berupa  lempeng  grafit,  jembatan  garam berupa agar pro-analysis dengan perlakuan
penambahan  larutan  garam  NaCl  1  M, dan limbah  cair  yang  digunakan  berasal  dari Rumah  Pemotongan  Hewan  (RPH).  Hasil penelitian  yang  didapatkan  adalah  energi listrik sebesar  17,72 mW/m 2 lebih kecil dari penelitian  oleh  Liu  dkk,  (2004)  dengan energi  listrik  sebesar  26  mW/m 2 ,  namun memiliki  kelebihan  peningkatan  efisiensi reduksi COD yang lebih optimal. Sedangkan  penelitian  yang  dilakukan  oleh Park  dan  Zeikus  (2002)  didapatkan  hasil power  density  sebesar  maksimum  10,2 mW/m 2 (efisiensi coulomb dari 4%)
menggunakan Shewanella putrefacians dan Mn4'-grafit  elektroda  dan  udara-katoda menggunakan  laktat  sebagai  substrat,  dan 9,4  mW/m 2 dengan  piruvat.  Sedangkan penggunaan
asetat dan glukosa menghasilkan sebesar 1,6  dan 1,9 mW/m 2 . Kerugian  tegangan  ( Voltage  losses )  akibat metabolisme  bakteri  sejatinya  tidak  dapat dihindari  karena  hal  tersebut  merupakan konsekuensi  dari  terlaksananya  sebuah reakti  dalam  rangka  bakteri  mendegradasi substrat. Pada prinsipnya, bakteri membutuhkan  energi  yang  cukup  hanya untuk  memompa  satu  proton  melintasi membran  dengan  menggunakan  suatu siklus  tertentu.  Sehingga  diperlukan  suatu daya  untuk  menjadikan  sebuah  reaksi terjadi (Logan, 2008).
Pengembangan  penelitian  selanjutnya dilakukan  dengan  modifikasi  beberapa faktor-faktor berpengaruh seperti pengaturan  pH  dan  penambahan  Humic Acid  (HA)  dengan  menggunakan  limbah domestik  artifisial,  didapatkan  hasil  yang lebih  baik,  yaitu  produksi  energi  listrik mencapai  range  570 –  737  mW/m 2 lebih besar  dari  penelitian  sebelumnya  baik  oleh Samudro,  dkk (2014) dan Liu et.al. (2004), namun  perbedaannya  terletak  pada  limbah cair  yang  digunakan  pada  penelitian  skala laboratorium.  Pengertiannya  adalah  faktor- faktor  berpengaruh  tersebut  dapat  diteliti lebih  lanjut  terhadap  limbah  cair  actual sebagai perbandingan hasil dengan penelitian  sebelumnya.  Sebagai  analisis awal bahwa  faktor-faktor pengganggu lainnya  yang  berada  pada  limbah  cair actual berpengaruh  terhadap  produksi energi listrik.

## Jurnal PRESIPITASI
Vol. 13 No.2 September 2016, ISSN 1907-187X
Gambar 2. Perbandingan Produksi Listrik dengan Variasi Debit dan Molaritas Elektrolit
Pada  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa variasi  debit  0,3  L/Jam  dan  Konsentrasi 0,15 M KMnO4 adalah variasi dengan hasil produksi  listrik  yang  optimum.  Selain  itu, variasi  debit  0,1  L/Jam  merupakan  variasi
debit optimum dalam mendegradasi kandungan  COD  didalam  air  limbah  RPH dengan  sistem Microbial  Fuel  Cells dan efisiensi  sebesar  89  %  (Samudro  dkk, 2014).
Gambar 3. Perbandingan Produksi Listrik dengan Variasi COD dan pH
Dari Gambar 3 dapat  dijelaskan bahwa pada  proses  running  terjadi  peningkatan efisiensi  penurunan  COD  pada  setiap variasi  reaktor.  Sampai  pada  hari  ke-5  dan 7  terjadi  penurunan  efisiensi  yang  kurang
signifikan  dikarenakan shock  loading untuk kemudian  berangsur  meningkat  kembali. Sampai  dengan  hari  ke-14,  perubahan efisiensi  sudah  tidak  signifikan  atau  mulai stabil.

## Ganjar Samudro
Semakin  tinggi  konsentrasi  COD,  debit operasional,  molaritas  elektrolit  KMnO4  0,1 M,  serta  pH  8,  maka  semakin  tinggi  dan stabil  produksi  energi  listrik.  Hal  tersebut ditunjang kemudian dengan hasil penelitian lanjutan dengan beberapa modifikasi faktor- faktor  berpengaruh.  Beberapa  hasil  yang didapatkan, yaitu  (1) semakin  besar konsentrasi  dan  debit  aliran  dengan  rasio substrat-nutrisi  C:N:P  sebesar  100:10:1, serta  pH  8,  maka  semakin  besar  produksi listrik  dan  penurunan  COD,  (2)  Semakin besar  konsentrasi  dan  debit  aliran  dengan rasio substrat-nutrisi C:N:P sebesar 100:10:1, serta pH 8, serta jembatan garam yang  ditambahkan  1  M  NaCl,  maka semakin besar produksi listrik dan penurunan  COD,  (3)  Semakin  besar konsentrasi  dan  debit  aliran  dengan  rasio substrat-nutrisi  C:N:P  sebesar  100:10:1, serta  pH  8,  serta  luas  elektroda  25  cm 2 , maka  semakin  besar  produksi  listrik  dan penurunan  COD,  (4)  Penambahan  humic acid  sebagai  mediator  dan  ragi  sebagai katalisator,  meningkatkan  penurunan  COD, namun  menyebabkan  penurunan  produksi listrik,  dan  (5)  Penambahan  Granular Activated  Carbon  (GAC)  sebagai  media terlekat,  meningkatkan  produksi  listrik  dan penurunan COD. Karakterisasi yang mendalam  pada  reaktor  dan  solusi-solusi kimia  diperlukan  untuk  lebih  memahami dan  meningkatkan  kinerja  MFC.  Potensi redoks  dalam  reaktor  selama  degradasi substrat,  serta  perubahan  pH  lokal  di sekitar  dan  dalam  biofilm  yang  tumbuh pada  kedua  elektroda  maupun  membran jika  ada,  sebisa  mungkin  dipantau  (Logan,
2008). Operasional MFCs
yang diaplikasikan dalam pengolahan limbah cair dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor,  seperti substrat,  sifat  kimia  larutan,  temperatur, hydraulic  retention  time (HRT),  konfigurasi reaktor,  dan  jenis  reactor  (Samudro  dkk, 2014).

## KESIMPULAN DAN SARAN
a.  Konservasi  energi  tidak  hanya  terfokus pada  efisiensi  energi,  namun  sangat mendesak untuk pengembangan inovasi  teknologi  ramah  lingkungan berbasis renewable energy .
b.  Salah satu renewable energy technology dengan pemanfaatan MFCs dan  sejenisnya  perlu  dikembangkan secara single  reactor maupun dual reactor dengan  kombinasi  AD-MFCs
untuk mendapatkan manfaat gas methan, listrik, air dan hidrogen.
c.  Teknologi produksi listrik dengan pemanfaatan MFCs belum benar-benar
‘matang’  dan  siap  dilakukan  dalam skala  besar.  Teknologi  ini  akan  terus diteliti dan dikembangkan untuk mencukupi  kebutuhan  energi  baru  dan terbarukan, serta ramah lingkungan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan kepada  Program  Studi  Teknik  Lingkungan Fakultas  Teknik  Universitas  Diponegoro Semarang  dan  Prodi  Teknik  Lingkungan
Universitas Lambung Mangkurat
Banjarmasin.

## DAFTAR PUSTAKA
BBC  News.  2008. Indonesia  to  Withdraw from OPEC . Wikipedia: akses http://news.bbc.co.uk/2/hi/7423008.stm Defra.  2012. 2012  Guidelines  to  Defra  /
DECC‟s  GHG  Conversion  Factors  for Company Reporting: Methodology Paper for Emission Factors . Department for Environment, Food and Rural Affairs. London. Pages 74
Langdon  D.  Clough..  2011.  Energy  Profile of  Indonesia.  U.S.  Energy  Information
Administration,  International  Energy Statistics Akses http://www.eoearth.org/view/article/152 501
Liu, H., Ramnarayanan, R. and Logan, B.E. 2004. Production  of  electricity  during wastewater  treatment  using  a  single chamber  microbial  fuel  cell .  Environ.
Sci. Technol. 38(7), 2281-2285 Logan, Bruce E. 2008. Microbial Fuel Cells . WILEY-INTERSCIENCE. John Wiley & Sons, Inc.
Park, D.H. and Zeikus, J.G. 2002. Impact of electrode  composition  on  electricity generation  in  a  single-copartment  fuel cell  using  Shewanella  putrefucians. Appl. Microbiol. Biotechnol. 59, 58-61.
Samudro, G., Hadiwidodo, M. dan Ardhianto,  R.  2014.  Pemanfaatan Microbial  Fuel  Cells  (MFCs)  dalam Produksi  Energi  Listrik:  Studi  Variabel Debit  Input  dan  Konsentrasi  Elektrolit KMnO 4 .  Prosiding  Semnas  Teknologi Industri Hijau Semarang: BBTPPI
Setiyono. 2009. Disain Perencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah
(IPAL)  dan  Re-Use  Air  di  Lingkungan Perhotelan . JAI Vol 5. No. 2 2009 Sumaryono.  2006.  Potensi  Sumber  Daya Lahan dan Optimalisasi Pengembangan  Komoditas  Penghasil Bioenergi di Indonesia. Akses http://www.academia.edu/10064498/P OTENSI_SUMBER_DAYA_LAHAN_D
AN_OPTIMALISASI_PENGEMBANGA N_KOMODITAS_PENGHASIL_BIOEN ERGI_DI_INDONESIA
Shun’ichi  Ishii,  Shino  Suzuki,  Trina  M. Norden-Krichmar,  Angela  Wu,    Yuko Yamanaka,  Kenneth  H.  Nealson,  and
Orianna  Bretschger.  2013. Identifying the Microbial Communities and Operational  Conditions  for  Optimized Wastewater  Treatment  in  Microbial
Fuel  Cells .  Water  Research,  4,  7120- 7130
T.  H.  Pham,  K.  Rabaey,  P.  Aelterman,  P. Clauwaert,  L.  De  Schamphelaire,  N.
Boon,  and  W.  Verstraete.  2006. Microbial  Fuel  Cells  in  Relation  to Conventional Anaerobic Digestion Technology . WILEY-VCH Verlag
GmbH  &  Co.  KGaA,  Weinheim. Eng.
Life Sci. 2006, 6 , No. 3