Dalam beberapa dekade terakhir, kekhawatiran mengenai ketersediaan sumber energi konvensional seperti bahan bakar fosil telah mengarahkan dunia untuk mencari sumber energi alternatif. Keterbatasan sumber daya untuk menghasilkan energi tradisional tidak hanya menyoroti kebutuhan akan alternatif yang berkelanjutan, tetapi juga menarik perhatian pada dampak buruk penggunaan batu bara, minyak, dan gas alam terhadap perubahan iklim global. Oleh karena itu, beralih ke pengganti yang menguntungkan dan berkelanjutan menjadi masuk akal di dunia modern.
Berbagai opsi telah dievaluasi untuk mengidentifikasi sumber energi terbarukan yang paling tepat. Angin, matahari, dan biomassa telah diklasifikasikan sebagai sumber utama energi non-fosil dan diprediksi menjadi sumber energi terbarukan yang paling menonjol di dunia. Salah satu yang menarik perhatian adalah konversi bahan biologis menjadi bioenergi, yang mampu menutupi kekurangan energi fosil sekaligus menawarkan solusi ekonomi dan lingkungan yang berkelanjutan. Biomassa yang dieksploitasi dapat diubah menjadi energi melalui teknologi seperti bioetanol, biodiesel, biogas, dan biochar.
Biogas adalah salah satu produk utama yang dihasilkan dari pencernaan anaerobik (AD) dan dapat langsung digunakan atau diubah menjadi bentuk energi lain. Teknologi ini telah mendapatkan prioritas tinggi karena diidentifikasi sebagai opsi ramah lingkungan untuk mengurangi volume limbah organik dan emisi gas rumah kaca. Bahan kaya nitrogen seperti limbah makanan atau kotoran ternak, serta bahan kaya karbon seperti residu lignoselulosa, cocok untuk reaktor anaerobik. Limbah makanan (FW) telah menarik perhatian sebagai bahan untuk pengolahan anaerobik karena kandungan energinya yang tinggi dan ketersediaannya yang luas.
Namun, adopsi AD untuk pengelolaan FW masih menghadapi banyak keterbatasan teknis dan ekonomi. FW umumnya terdiri dari komponen yang mudah terdegradasi, menyebabkan proses asidifikasi dan kapasitas buffer yang lemah, yang mengakibatkan hambatan proses. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa pendekatan seperti pengurangan laju pemuatan organik (OLR), pengaturan pH, dan penambahan co-substrat biasanya diterapkan. Ko-digesti anaerobik (ACoD) adalah salah satu alternatif yang paling tepat, terutama ketika co-substrat yang dipilih dapat menyeimbangkan kekurangan mono-digesti FW dengan meningkatkan kapasitas buffer dan menyeimbangkan nutrisi yang menguntungkan.
Limbah pertanian dikenal sebagai co-substrat klasik yang paling umum digunakan selama pengolahan anaerobik dan dianggap sebagai penguat FW-AD yang relevan dan bermanfaat. Sektor pertanian menghasilkan berbagai jenis residu, mulai dari yang sangat kaya nitrogen seperti kotoran hewan hingga yang paling miskin seperti jerami. Salah satu substrat yang paling banyak dibuang dan dapat dipulihkan secara biologis adalah kotoran ternak (CM). Beberapa peneliti telah memanfaatkan CM sebagai co-substrat yang efektif untuk meningkatkan FW-AD, menunjukkan sinergi tinggi antara FW dan CM yang memastikan biodegradasi efisien ketika campuran umpan digunakan dalam kondisi operasional yang sesuai.
Selain sektor pertanian, sektor industri juga dapat menjadi sumber potensial limbah organik yang sesuai untuk ACoD FW. Biochar yang tidak dipasarkan (UBc), yang awalnya merupakan produk sampingan berharga namun berubah menjadi limbah industri, mungkin memiliki karakteristik yang diperlukan untuk meningkatkan kinerja AD. Penambahan material karbonasi seperti biochar dan karbon aktif (AC) telah terbukti efektif dalam meningkatkan hasil produksi biogas dan ketersediaannya yang luas. Biochar dapat meningkatkan kinerja biodegradasi karena struktur porinya yang mendukung kolonisasi komunitas mikroba fungsional dan dianggap memiliki fungsi dukungan mikroba dengan menukar elektron dari donor ke akseptor.
Melalui inovasi ini, diharapkan kita dapat lebih memahami dan mengembangkan strategi untuk meningkatkan kesehatan tanah dan produktivitas pertanian, serta mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Solusi berkelanjutan seperti ini tidak hanya bermanfaat bagi lingkungan tetapi juga bagi kesejahteraan masyarakat secara keseluruhan. Dengan demikian, kita dapat bergerak menuju masa depan yang lebih hijau dan berkelanjutan, mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan memperbaiki kualitas hidup di seluruh dunia.