Pupuk sintetis memainkan peran penting dalam produksi pangan global, dan pupuk berbasis nitrogen saja dapat mendukung nutrisi sekitar separuh populasi dunia.  

Namun, hal ini menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan dan keamanan pangan. Hal ini mencakup penerapan pupuk di sektor hilir pada pertanian, serta produksi dan distribusi di bagian hulu. Dalam postingan blog ini, kami fokus pada masalah terakhir. 

Mengapa Nitrogen? 

Nitrogen adalah nutrisi utama tanaman, memfasilitasi proses penting seperti pertumbuhan dedaunan, sintesis asam amino, dan pengembangan klorofil. Di alam, tumbuhan menyerap nitrogen dari tanah, lalu difiksasi dari udara dalam berbagai bentuk bioavailable oleh mikroba. 

Selama 19th Pada abad ini, para ilmuwan dan insinyur berlomba menemukan cara untuk mensintesis nitrogen guna meningkatkan budidaya tanaman melebihi apa yang dimungkinkan oleh mikroba alami ini. Hasil dari upaya tersebut adalah proses Haber-Bosch, yang memungkinkan produksi industri amonia dalam skala besar; senyawa yang mengandung nitrogen yang merupakan pendahulu dari sebagian besar pupuk nitrogen yang digunakan saat ini. 

Produksi Pupuk, Distribusi = Tumpukan Emisi 

Proses konvensional Haber-Bosch bekerja dengan mereaksikan nitrogen dari udara dengan hidrogen yang bersumber dari bahan bakar fosil, biasanya gas alam. Bahan bakar fosil juga diperlukan untuk menciptakan suhu tinggi yang diperlukan agar reaksi ini berlangsung. Sifat produksi pupuk tradisional yang padat energi menyumbang sekitar 1-2% dari total penggunaan energi global dan 1-2% dari total emisi gas rumah kaca global.  

Selain itu, untuk mencapai skala ekonomi yang diperlukan untuk produksi massal, industri ini sangat tersentralisasi. Akibatnya, diperlukan transportasi jarak jauh untuk menyalurkan pupuk ke pengguna akhir (yaitu pertanian). Hal ini menambah emisi dan membuat pupuk menjadi sangat sensitif terhadap guncangan rantai pasokan. Misalnya, harga pupuk meroket antara tahun 2020-2022 karena gangguan terkait Covid, persediaan yang sedikit, meningkatnya konflik Rusia-Ukraina, dan larangan ekspor yang diberlakukan oleh produsen dan distributor besar Tiongkok. 

Meskipun demikian, permintaan akan pupuk terus meningkat, terutama dari negara-negara berpendapatan rendah yang paling membutuhkan unsur hara untuk meningkatkan hasil panen dan biasanya terletak paling jauh dari titik produksi. 

Menuju Industri yang Terdesentralisasi 

Kesadaran akan perlunya memitigasi masalah konsumsi energi, emisi, dan inefisiensi rantai pasokan telah mendorong inovasi pada model produksi pupuk terdistribusi. Model-model tersebut bertujuan untuk meminimalkan kebutuhan transportasi dan meningkatkan keberlanjutan dengan mendekatkan produksi pupuk kepada pengguna akhir sambil memanfaatkan pendekatan 'lebih bersih' dalam fiksasi nitrogen. 

Secara umum, ada dua kategori yang muncul: 

1. Produksi lokal/regional skala menengah: Ini adalah produksi dengan skala yang sedikit lebih kecil dibandingkan fasilitas tradisional Haber-Bosch, namun secara umum beroperasi dengan jalur yang sama (yaitu, 'amonia hijau'). Pembeda utama di sini adalah bahwa hidrogen yang dibutuhkan untuk menghasilkan amonia bersumber dari air melalui elektrolisis; sementara energi terbarukan, biasanya berasal dari instalasi tenaga surya atau angin yang terletak di lokasi yang sama, lebih menggerakkan proses tersebut dibandingkan hidrokarbon. Contoh inovator yang mengadopsi pendekatan ini antara lain FertigHy, yang merencanakan pabrik amonia hijau di Spanyol untuk memproduksi pupuk berkelanjutan bagi petani Eropa. 
    

1. Produksi di tempat skala mikro: Pendekatan ini bertujuan untuk membawa konsep desentralisasi sampai pada batas maksimalnya. Ini melibatkan unit produksi yang kompak, seringkali ditempatkan di dalam kontainer pengiriman, yang dapat menghasilkan cukup pupuk untuk pertanian individu atau komunitas. Dalam mode produksi di tempat ini, para inovator umumnya mengeksplorasi dua metode fiksasi nitrogen: 

Keuntungan petahana? 

Meskipun prospek produksi terdistribusi menjanjikan, tantangan tetap ada. Perusahaan pupuk yang ada cenderung fokus pada pengintegrasian teknologi penangkapan dan penyimpanan karbon di fasilitas tradisional Haber-Bosch (yaitu, 'amonia biru') dan intervensi hilir seperti input biologis penambah nitrogen. Dengan beberapa pengecualian, mereka hanya sedikit terlibat dengan teknologi terdistribusi skala menengah dan mikro.  

Sebaliknya, para pemain di industri pangan dan energi mendorong keterlibatan perusahaan dalam solusi terdistribusi. Contohnya termasuk uji coba lapangan Nitricity terhadap teknologi fiksasi nitrogen di lokasi dengan Bahan Makanan Olam, dan Heineken serta RIC Energy menjadi investor pendiri di FertigHy.  

Di bidang solusi skala mikro, VC teknologi telah memimpin investasi tahap awal di perusahaan rintisan seperti Nitricity dan Jupiter Ionics. Sementara itu, investor infrastruktur seperti Macquarie menunjukkan minat pada usaha skala menengah seperti Atlas Agro. 

Ketika peraturan lingkungan diperketat di wilayah-wilayah utama dan pasar amonia hijau baru untuk penggunaan seperti bahan bakar dan penyimpanan energi mulai mengemuka, kita dapat mengharapkan sekelompok inovator pupuk terpilih untuk memetik manfaatnya. Kemampuan untuk memasuki pasar amonia yang baru berarti peluang pendapatan yang terdiversifikasi yang dapat menarik lebih banyak minat petahana, terutama bagi inovator dengan penawaran teknologi yang unik. 

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.cleantech.com/distributed-fertilizer-supply-is-crucial-for-future-food-security-and-sustainability/