Mikroalga, Kekayaan Biodiversitas Indonesia yang Potensial sebagai Sumber Energi Alternatif

29 September 2019

2181

Peningkatan aktivitas ekonomi, industri, dan pesatnya pertumbuhan populasi di Inonesia menyebabkan kenaikan terhadap permintaan bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi dan gas alam. Padahal bahan bakar fosil ini merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan ketersediannya semakin berkurang dari waktu ke waktu. Perubahan iklim, kenaikan permintaan bahan bakar, serta eksploitasi sumber minyak bumi yang tiada henti ini merupakan permasalahan yang sangat serius terkait kebutuhan energi dan bahan bakar dalam taraf nasional. Oleh karenanya, dibutuhkan suatu ekspansi, perkembangan lebih lanjut, serta pemanfaatan biomassa yang berasal dari sumber daya bahan bakar non-fosil di Indonesia.

Indonesia sendiri merupakan negara kepulauan dengan keanekaragaman hayati perairan yang sangat melimpah. Topografi dasar laut Indonesia sangat beragam, yang meliputi paparan dangkal, lereng curam maupun landau, basin, dan lain-lain. Laut di Indonesia merupakan wilayah Marine Mega – Biodiversity terbesar di dunia, yang memiliki ribuan spesies ikan, ratusan spesies rumput laut, spesies terumbu karang, maupun mikroalga. Nah, spesies mikroalga inilah yang merupakan bahan topik utama dalam artikel saya.

Mikrolaga adalah mikroorganisme fotosintetik yang dapat ditemukan secara melimpah di perairan Indonesia, sehingga dapat dikatakan sebagai jenis kenakearagaman hayati yang potensial. Struktur dinding sel mikroalga sangat sederhana, dan selnya ada yang bersifat prokaryotik maupun eukaryotik. Untuk dapat bertahan hidup di perairan dia membutuhkan cahaya, karbondioksida, H2O dan nutrien utama berupa nitrogen dan fosfor. Melalui fotosintesis seperti layaknya tanaman tingkat tinggi, mikroalga akan mengkonversi senyawa-senyawa tersebut menjadi energi untuk tumbuh dan berkembangbiak. Komponen utama dalam sel mikroalga adalah lipid, protein, dan karbohidrat. Sedangkan komponen minor dalam sel mikroalga meliputi pigmen fikobilin, klorofil, dan karotenoid.

Keanekaragaman hayati mikroalga di dunia diperkirakan mencakup jutaan spesies, dan banyak diantaranya yang belum teridentifikasi dan dikultivasikan. Berdasarkan data penelitian sebelumnya diestimasikan bahwa terdapat 200.000-800.000 spesies yang hidup di alam, diantaranya bari 35.000 spesies yang telah teridentifikasi, dan 15.000 komponen biomassa yang dihasilkan mikroalga ini telah diteliti secara lebih lanjut. Dilaporkan bahwa terdapat beberapa tempat di kepulauan Indonesia yang memiliki jenis mikroalga dengan kandungan minyak yang cukup tinggi sehingga sangat berpotensi sebagai sumber bahan bakar terbarukan. Spesies yang termasuk di dalamnya antara lain Chlorella vulgaris, Nannochloropsis gaditana, dan Scenedesmus sp.

Mikroalga ini telah lama diyakini dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar terbarukan pengganti bahan bakar fosil, namun kesulitan terbesar yang harus dihadapi adalah bagaimana kita dapat memanfaatkan biomassa secara efisien serta mengembangkan teknologi yang sesuai. Selama ini, perkembangan teknologi biofuel di Indonesia lebih banyak tercurah pada generasi pertama sumber daya bahan bakar terbarukan yakni minyak kelapa sawit, minyak jagung, minyak kelapa, jathropa, dan nyamplung. Padahal dibandingkan tanaman- tanaman tersebut, mikroalga memiliki kelebihan antara lain karena tingkat konversi energinya untuk mengubah energi solar menjadi biomassa lebih tinggi jika daripada dengan tanaman terestrial. Selain itu, mikroalga tidak membutuhkan lahan pertanian yang luas sehingga tidak perlu berkompetensi dengan tanaman pangan lainnya, serta dapat dibiakkan menggunakan kualitas air yang kurang bagus, bahkan dengan air kotor berupa limbah sekalipun.

Produktivitas minyak dari mikroalga dibandingkan tanaman lainnya

Tingkat pertumbuhan mikroalga ini 5-10 kali lebih cepat dibandingkan tanaman konvensional lainnya. Selain itu, produktivitas lipid yang tinggi merupakan alasan utama mengapa mikroalga lebih diminati sebagai bahan bakar alternatif biodiesel. Produksi lipid mikroalga dapat mencapai 15 hingga 300x lipat lebih banyak dibandingkan tanaman penghasil minyak pengganti biodiesel lainnnya. Komposisi biofuel berbahan mikroalga pun telah banyak diteliti sebelumnya, misalnya pada Chlorella protothecoides, yang memiliki prosentase lipid 55%, protein 10-52%, dan karbohidrat 10-15%; pada Chlorella vulgaris dengan prosentase lipid 14-22%, protein 51-58& dan karbohidrat 12-17%.

a. Spirogyra sp.

b. Chlorella sp.

c. Scenedesmus sp.

Selain untuk generasi terbaru produksi biodiesel, mikroalga juga dapat digunakan sebagai penghasil bioethanol, methana, bahan makanan, obat-obatan dan kosmetik. Namun demikian, peneltian mikroalga di Indonesia hingga saat ini belum optimal dan masih dalam skala laboratorium. Permasalahan yang dihadapi yakni masih sedikit sekali peneliti yang berhasil mengisolasi mikroalga dari perairan Indonesia, sedangkan masing-masing spesies yang telah terisolasi memiliki karakteriktiristik yang berbeda-beda sehingga proses kultivasi di laboratoriumnya harus diadaptasikan terhadap karakter masing-masing spesies. Selain itu, biaya operasional untuk produksi biodiesel sangatlah mahal. Diharapkan bahwa peneltian selanjutnya mengenai mikroalga akan lebih terfokus pada hal-hal seperti pengembangan kultivasi kultur dalam pond terbuka maupun tertutup, strategi peningkatan produksi biodiesel dari mikroalga, serta rekayasa genetika mikroalga untuk memperbaiki kemampuan penghasilan lipid serta biomassa, yang akan memperbaiki dan meningkatkan kelayakan mikroalga secara komersiil sebagai sumber biodiesel yang potensial.

Diluar itu, tantangan utama yang masih perlu kita hadapi adalah memilih teknologi yang kekinian untuk mengkonversi biodiesel dari mikroalga basah dengan efisiensi yang tinggi. serta pertimbangan lebih lanjut mengenai pemilihan spesies mikroalga yang tepat dengan kondisi kulturisasi yang optimal.

Tiara Putri, S.Si, M.Sc.