Bagaimana Jepang Ubah Kotoran Sapi Jadi Sumber Energi?

Suara.com - Di Jepang, kotoran sapi diolah menjadi bahan bakar bersih. Energi ini bisa menggerakkan mobil dan traktor.

Pagi itu cerah dan bersalju di Hokkaido, pulau besar di utara Jepang. Udara dingin menusuk, membawa aroma kotoran sapi yang tajam—bau yang tidak sedap, tapi biasa bagi warga lokal.

Puluhan sapi berdiri berjajar, menatap curiga. Suara napas mereka keluar berat dari hidung, mengingatkan pada adegan film kartun.

Hokkaido mencakup 20 persen daratan Jepang. Ini adalah pulau terbesar kedua di negara tersebut. Di sini, lebih dari satu juta sapi dipelihara.

Mereka bukan hanya menghasilkan susu—lebih dari separuh kebutuhan nasional—tapi juga energi. Energi dari kotoran mereka. Lantasn bagaimana prosesnya? 

Mengubah Bau Jadi Sumber Energi

Seperti dikutip dari BBC Indonesia, sebuah peternakan di Hokkaido punya ambisi besar: mengubah bau menyengat di udara menjadi sumber energi berharga. Kotoran sapi diolah menjadi hidrogen.

Hidrogen jadi primadona baru karena saat dibakar, ia tidak menghasilkan karbon. Inilah yang membuatnya menarik sebagai alternatif bahan bakar fosil.

Harapannya, hidrogen bisa menggantikan bahan bakar konvensional. Tak hanya untuk rumah tangga, tapi juga mobil, kereta, kapal, bahkan pesawat di masa depan.

Baca Juga: Resep Masak Rendang Sapi Agar Daging Empuk Dan Bumbu Meresap

Masalahnya, produksi hidrogen saat ini masih bergantung pada metana—bahan bakar fosil yang ditambang dari dalam tanah. Artinya, masih menyumbang emisi karbon.

Ada cara lain: memisahkan air dengan listrik. Tapi metode ini mahal dan baru ramah lingkungan jika menggunakan energi terbarukan.

Ladang Hidrogen Shikaoi memilih jalan berbeda. Mereka memanfaatkan limbah yang melimpah—kotoran sapi. Di Hokkaido, kotoran sapi bukan hal langka. Setiap tahun, sekitar 20 juta ton dihasilkan.

Tanpa pengolahan yang baik, limbah ini bisa jadi bencana. Emisi metana meningkat. Kualitas air menurun karena limbah bisa merembes ke sungai dan anak sungai.

Tapi bagaimana jika limbah itu justru jadi solusi?

"Proyek ini bertujuan memproduksi hidrogen dari kotoran ternak lokal—dan ini proyek yang unik," ujar Maiko Abe dari Air Water, perusahaan yang ikut terlibat.

Proyek ini diluncurkan oleh Kementerian Lingkungan Hidup Jepang pada 2015. Misinya jelas: mengubah limbah pertanian dan peternakan menjadi sumber energi dalam skema ekonomi sirkular untuk masyarakat pedesaan.

Prosesnya menarik. Kotoran dan urin sapi dikumpulkan dari peternakan sekitar, lalu dimasukkan ke digester anaerobik.

Di sana, bakteri bekerja memecah limbah organik. Hasilnya: biogas dan pupuk cair.

Biogas ini kemudian dimurnikan menjadi metana, yang jadi bahan baku untuk memproduksi hidrogen.

Pabrik ini kini mampu menghasilkan 70 meter kubik hidrogen per hari. Di lokasi yang sama, ada stasiun pengisian bahan bakar yang bisa melayani 28 kendaraan hidrogen per hari.

Menariknya, stasiun ini didesain khusus untuk kendaraan pertanian—traktor dan truk forklift.

Kenapa? Karena kendaraan ini sulit dialiri listrik dari baterai. Ukurannya besar, pekerjaannya berat.

Dengan hidrogen, kendaraan pertanian tetap bisa beroperasi efisien tanpa menyumbang emisi berlebih. Solusi bersih dari bau yang dulu dianggap masalah.

Tantangan Pengolahan Hidrogen

Hidrogen dari kotoran ternak disimpan dalam tabung-tabung khusus. Tabung ini kemudian dikirim ke berbagai fasilitas di sekitar area—termasuk tempat budidaya ikan sturgeon lokal dan Kebun Binatang Obihiro yang tak jauh dari sana.

Namun, penyimpanan hidrogen bukan perkara mudah.

Gas ini harus disimpan dalam tangki bertekanan tinggi. Karena molekulnya sangat ringan, hidrogen rentan bocor. Ia juga dapat melemahkan logam wadah penyimpanan, membuatnya rapuh dan berisiko meledak jika tidak ditangani dengan hati-hati.

Penyimpanan dalam bentuk cair pun punya tantangan sendiri. Hidrogen harus didinginkan hingga suhu ekstrem—di bawah -253 derajat Celsius. Proses ini membutuhkan energi besar serta infrastruktur tambahan.

Secara massa, kandungan energi hidrogen hampir tiga kali lipat dari bensin. Tapi karena ringan, energi per liter-nya justru lebih rendah—hanya seperempat dari bensin. Artinya, dibutuhkan ruang lebih besar untuk menyimpan hidrogen dalam jumlah yang sama.

Itulah sebabnya, produksi dan penyimpanan hidrogen dalam skala besar masih membutuhkan banyak energi dan investasi infrastruktur.

Selain penyimpanan, proyek ini juga menghadapi tantangan dari alam. Musim dingin ekstrem di Hokkaido bisa membuat uap air dalam metana membeku. Teknologi baru perlu dikembangkan agar produksi tetap stabil di suhu rendah.

Meski jarang digunakan, proyek ini memakai limbah pertanian sebagai sumber metana. Prosesnya dikenal sebagai steam reforming—umum digunakan dalam produksi hidrogen dari gas alam.

Uap dipanaskan hingga 800 derajat Celsius, lalu direaksikan dengan metana. Hasilnya: hidrogen, karbon monoksida, dan karbon dioksida (CO2).

Namun, proyek ini tetap diklaim berkelanjutan. Mengapa? Karena karbon yang dihasilkan berasal dari rumput yang dimakan sapi. "Karbon ini berasal dari atmosfer, jadi dianggap netral," kata Maiko Abe dari Air Water.

Tak hanya itu. Proses ini juga mencegah metana dari kotoran sapi—yang merupakan gas rumah kaca kuat—lepas ke atmosfer.

Sisa limbahnya pun dimanfaatkan. Setelah biogas diekstraksi, kotoran disemprotkan ke ladang sebagai pupuk. Asam format hasil proses ini juga digunakan sebagai pengawet pakan ternak.

Untuk sekarang, energi listrik untuk produksi dan penyimpanan masih bersumber dari jaringan listrik nasional. Tapi Abe yakin, Hokkaido punya potensi energi terbarukan yang besar—laut, angin, dan panas bumi—yang bisa mengurangi emisi karbon ke depannya.

Meski begitu, tantangan lain masih mengadang: biaya.

Harga hidrogen jauh lebih mahal dibanding bahan bakar fosil. Permintaan pun masih rendah. Hal ini membuat ekspansi sulit.

"Biaya membangun stasiun hidrogen sangat tinggi," ujar Abe. "Karena kendaraan hidrogen belum banyak, kapasitas pengisian masih kecil untuk menekan biaya awal. Tapi kalau adopsi meningkat, kami siap memperluasnya."

Untuk mendorong penggunaan, pabrik mensubsidi harga hidrogen agar setara dengan bensin. Beberapa stasiun pengisian bahan bakar juga sedang dibangun di kota-kota besar di Hokkaido seperti Sapporo dan Muroran.