Selain sebagai makanan ternakan, rumput napier kini dilihat sebagai tanaman tenaga yang berpotensi. Pertumbuhannya yang pantas dan biojisimnya yang tinggi menjadikannya calon bahan mentah untuk biogas, bioetanol dan bahan api pepejal. Bagi negara tropika seperti Malaysia, ini membuka peluang baharu untuk tanah marginal dan sisa ladang.
Artikel ini meringkaskan kajian tentang penggunaan napier untuk menghasilkan tenaga bio.
Mengapa Napier?
Satu ulasan menyatakan napier ialah rumput saka C4 yang kaya tenaga dan boleh menghasilkan 25 hingga 35 tan kering ketuhar sehektar setahun, jauh lebih tinggi berbanding banyak rumput tenaga lain [1]. Ia juga mempunyai keperluan input yang rendah dan tahan kemarau [1].
Kajian pencirian biojisim napier mendapati ia mempunyai bahan meruap yang tinggi, nilai pemanasan yang tinggi, kandungan karbon yang tinggi serta abu, nitrogen dan sulfur yang rendah [2]. Analisis struktur menunjukkan kandungan selulosa dan lignin yang besar, sesuai untuk penghasilan bio-minyak [2].
Biogas daripada Napier
Biogas dihasilkan melalui pencernaan anaerobik, iaitu penguraian bahan organik oleh mikrob tanpa oksigen.
| Kajian | Kaedah | Dapatan utama |
|---|---|---|
| Napier Pakchong 1 di tanah terdegradasi | Pencernaan bersama tahi babi (1:2) | Metana 72.36% dalam 21 hari |
| Napier dan sluri lembu | Pencernaan bersama | Metana tertinggi 64.4% |
| Sistem dua peringkat | Biohidrogen dan biometana | Pemulihan tenaga 30% lebih tinggi |
| Pencernaan kering | Pra-rawatan NaOH | Metana 63.50% |
[3] [4] [5] [6]
Kajian di Thailand mendapati napier Pakchong 1 yang ditanam di tanah terdegradasi boleh digunakan sebagai bahan mentah biogas, dan pengkaji mencadangkannya sebagai tanaman tenaga untuk kawasan luar bandar [3].
Pra-Rawatan Meningkatkan Hasil
Struktur lignoselulosa napier yang kompleks menghadkan penghasilan biogas [7]. Ulasan mendapati pra-rawatan kimia beralkali pada napier meningkatkan hasil metana sehingga 70% [7].
Kajian lain di Thailand menggunakan napier sebagai bahan bersama dalam rawatan air sisa ladang babi [8]. Pra-rawatan fermentatif hidroterma pada suhu rendah (35 °C selama 12 jam) menghasilkan 184.5 m³ metana setiap tan biojisim kering, iaitu peningkatan kebolehbiodegradasian sebanyak 65% [8].
Bioetanol daripada Napier
Bioetanol generasi kedua dihasilkan daripada bahan lignoselulosa, bukan daripada tanaman makanan.
Pra-rawatan dengan larutan pelarut eutektik dalam menghasilkan 87.09% hasil glukosa dan 86.6% hasil etanol teori [9].
Pra-rawatan NaOH diikuti fermentasi menghasilkan 187.4 g etanol bagi setiap kg napier [10].
Pra-rawatan alkali didapati lebih baik berbanding asid cair dan pra-rawatan dua peringkat dalam satu kajian [11].
Strategi fermentasi juga dikaji. Satu kajian mendapati hidrolisis dan fermentasi berasingan (SHF) serta sakarifikasi dan fermentasi serentak (SSF) menghasilkan etanol yang serupa, iaitu 30.6 dan 28.5 g/L [12]. Pra-inkubasi rumput dan enzim pula menghasilkan etanol yang jauh lebih rendah [12].
Napier Dibaja dengan Efluen Ternakan
Satu kajian tiga tahun menguji napier kultivar Merkeron yang diairi dengan efluen lagun babi [13]. Pada tahun puncak pengeluaran, hasil mencapai 58.9 Mg sehektar, dan napier menyingkirkan 92% nitrogen dan 73% fosforus yang dibekalkan [13]. Hasil etanol daripada batang kira-kira 36% lebih rendah berbanding daun, tetapi batang membentuk sebahagian besar biojisim [13]. Ini menunjukkan napier berpotensi digunakan serentak untuk merawat sisa ternakan dan menghasilkan bahan mentah tenaga.
Faktor yang Mempengaruhi Potensi Tenaga
Kajian terkini membandingkan empat spesies napier untuk tenaga [14]. Spesies Suvarnabhumi menunjukkan potensi tertinggi dalam laluan termokimia dan biologi [14]. Menariknya, hasil metana menurun apabila rumput lebih matang, dan napier kerdil yang dituai pada 60 hari mencatat hasil metana spesifik tertinggi (299.0 m³/t bahan meruap) [14]. Pembajaan meningkatkan jumlah biojisim tetapi kurang mempengaruhi hasil metana spesifik [14].
Cabaran dan Had
Beberapa cabaran perlu diambil kira:
1. Keperluan baja tinggi. Kajian di Thailand mendapati napier mengeluarkan nitrogen dan kalium dalam kuantiti yang sangat tinggi dari tanah, menunjukkan potensi keperluan baja dan kos pengeluaran yang lebih tinggi dari semasa ke semasa [15].
2. Kos pra-rawatan. Satu kajian menyatakan kos pra-rawatan menghalang bioetanol daripada napier menjadi ekonomik [16].
3. Persaingan dengan makanan ternakan. Napier yang digunakan untuk tenaga tidak lagi tersedia untuk ternakan.
4. Kebanyakan kajian di peringkat makmal, dan skala komersial masih perlu dibuktikan [17].
Panduan Praktikal
Pertimbangkan napier untuk tanah marginal yang tidak sesuai untuk tanaman makanan.
Gabungkan dengan sisa ternakan seperti tahi lembu atau babi dalam sistem biogas ladang.
Tuai pada umur sesuai, kerana rumput muda menghasilkan metana lebih tinggi dalam satu kajian.
Kira kos baja dan pengangkutan sebelum memulakan projek tenaga berskala besar.
Dapatkan nasihat Jabatan Pertanian dan MARDI serta agensi tenaga tentang kebolehlaksanaan projek.
Kesimpulan
Rumput napier mempunyai potensi sebagai sumber tenaga bio kerana biojisimnya yang tinggi dan komposisinya yang sesuai untuk biogas, bioetanol dan bahan api pepejal. Kajian menunjukkan pencernaan bersama dengan sisa ternakan dan pra-rawatan yang sesuai meningkatkan hasil tenaga. Namun, keperluan baja yang tinggi, kos pra-rawatan dan persaingan dengan makanan ternakan merupakan cabaran yang perlu diatasi sebelum penggunaan secara komersial.
Penafian: Artikel ini untuk pengetahuan umum sahaja. Kebanyakan dapatan berasaskan kajian makmal dan mungkin berbeza apabila dilaksanakan secara komersial.
Rujukan
[1] Sheetal Kour et al. (2025). Harnessing the Potential of Napier Grass (Pennisetum purpureum) for Sustainable Biofuel Production. Journal of Scientific Research and Reports. DOI: 10.9734/jsrr/2025/v31i42997.
[2] I. Mohammed et al. (2015). Comprehensive characterization of Napier grass as a feedstock for thermochemical conversion. Energies. DOI: 10.3390/en8053403.
[3] V. Sawasdee et al. (2021). Potential of Napier grass Pak Chong 1 as feedstock for biofuel production. Energy Reports. DOI: 10.1016/j.egyr.2021.07.101.
[4] Vannasinh Souvannasouk et al. (2021). Biogas production from Napier grass and cattle slurry using a green energy technology. Unknown Journal. DOI: 10.53894/ijirss.v4i3.74.
[5] Prakaidao Pomdaeng et al. (2022). An Accelerated Approach of Biogas Production through a Two-stage BioH2/CH4 Continuous Anaerobic Digestion System from Napier Grass. Bioresource technology. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127709.
[6] N. Dussadee et al. (2017). Biotechnological application of sustainable biogas production through dry anaerobic digestion of Napier grass. Unknown Journal. DOI: 10.1007/s13205-017-0646-4.
[7] Harshal Warade et al. (2025). Enhancing Biogas Generation: A Comprehensive Analysis of Pre-Treatment Strategies for Napier Grass in Anaerobic Digestion. Discover Materials. DOI: 10.1007/s43939-025-00211-z.
[8] Arada Hmeekong et al. (2025). Sustainable valorization of grass biomass via hydrothermal pretreatment for biogas and biofuel co-production. Journal of environmental management. DOI: 10.1016/j.jenvman.2025.126109.
[9] E. Panakkal et al. (2022). Optimization of deep eutectic solvent pretreatment for bioethanol production from Napier grass. Sustainable Energy Technologies and Assessments. DOI: 10.1016/j.seta.2022.102856.
[10] M. B. Kongkeitkajorn et al. (2020). Evaluation of Napier Grass for Bioethanol Production through a Fermentation Process. Processes. DOI: 10.3390/pr8050567.
[11] Ming-hsun Tsai et al. (2018). Evaluation of different pretreatments of Napier grass for enzymatic saccharification and ethanol production. Energy Science & Engineering. DOI: 10.1002/ese3.243.
[12] M. B. Kongkeitkajorn et al. (2021). Bioethanol from Napier grass employing different fermentation strategies to evaluate a suitable operation for batch bioethanol production. Energy Conversion and Management: X. DOI: 10.1016/j.ecmx.2021.100143.
[13] J. Read et al. (2021). Production of napiergrass as a forage and bioenergy feedstock with swine?lagoon effluent. Agricultural & Environmental Letters. DOI: 10.1002/ael2.20044.
[14] Kanjanapon Borisoot et al. (2026). Multi-Factor Assessment for Energy Production of Various Napier Grasses: Influence of Species, Maturity Stage, and Fertilization. Energy Nexus. DOI: 10.1016/j.nexus.2026.100790.
[15] Bhawit Dokbua et al. (2020). Biomass Productivity, Developmental Morphology, and Nutrient Removal Rate of Hybrid Napier Grass (Pennisetum purpureum x Pennisetum americanum) in Response to Potassium and Nitrogen Fertilization in a Multiple-Harvest System. BioEnergy Research. DOI: 10.1007/s12155-020-10212-w.
[16] Y. Matano et al. (2021). Pretreatment of extruded Napier grass byhydrothermal process with dilute sulfuric acid and fermentation using a cellulose-hydrolyzing and xylose-assimilating yeast for ethanol production. Bioresource technology. DOI: 10.1016/j.biortech.2021.126071.
[17] Priya Chamoli et al. (2024). Recent advances in the processing of Napier grass (Pennisetum purpureum Schumach) as a potential bioenergy crop for bioethanol production. Journal of Applied Biology & Biotechnology. DOI: 10.7324/jabb.2024.154513.
