Arsa Auwalina

    FOLLOW  

Nanoteknologi: Langkah Baru dalam Penanganan Emisi Karbon Mewujudkan Net Zero Emission dan SDGs Ke-9

Teknologi | Saturday, 16 Dec 2023, 06:01 WIB

Dalam perkembangan industrialisasi atau dapat disebut sebagai revolusi industri, terdapat berbagai macam inovasi yang dihasilkan menjadi produk yang digunakan dalam kehidupan masyarakat. Dimulai dari adanya industri kosmetik, obat-obatan, otomotif, elektronik, dan sebagainya menghasilkan berbagai luaran berupa barang-barang yang dipakai dan digunakan oleh penduduk saat ini. Namun, dalam prosesnya, bahan bakar yang dipakai dalam menjalankan suatu proses industri adalah minyak bumi. Penggunaan bahan bakar fosil yang berlebih ini disebabkan adanya laju pertumbuhan teknologi dan penduduk yang begitu masif sehingga jumlah konsumsi bahan bakar fosil juga mengalami peningkatan dan mengakibatkan adanya ancaman kerusakan yang berbahaya bagi lingkungan.

Tetapi apakah separah demikian?

Menurut data yang dikumpulkan Grim tahun 2020 menyebutkan, emisi karbon yang dihasilkan sebesar 36 gigaton yang setara dengan hilangnya 10 giga ton karbon yang masuk ke lingkungan. Selain itu, pembakaran bahan bakar fosil yang dihasilkan juga melepaskan sekitar 32,8 miliar ton CO2. Tentu angka ini sangat besar mengingat adanya risiko yang lebih besar ketika jumlah emisi karbon tersebut semakin banyak dan dibiarkan begitu saja di lingkungan. Hal ini membuat 196 negara di dunia pada tahun 2015 membuat perjanjian yang dinamakan Paris Agreement sebagai usaha mengatasi perubahan iklim yang merugikan berbagai ekologi dan ekonomi dengan mengutamakan pengurangan kenaikan suhu rata-rata hingga dibawah 2°C dan berlanjut mengurangi emisi karbon hingga separuhnya pada tahun 2030.

Sejauh mana usaha negara-negara mengurangi emisi karbon?

Banyak peneliti yang tersebar di berbagai negara mulai mengembangkan banyak sekali teknologi yang digunakan dalam meminimalisir emisi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil ke lingkungan yang dimulai dari industrialisasi. Dalam segi industri, pengurangan emisi karbon pada lingkungan produksi dapat menghasilkan berbagai banyak keuntungan, diantaranya meningkatkan efisiensi proses industri, menjaga kualitas perusahaan, memberikan kontribusi untuk perlindungan iklim, meningkatkan kepercayaan diri dalam mengkomunikasikan jejak CO2 mereka, dan meningkatkan citra eksternal mereka dengan berfokus pada keberlanjutan dan pengelolaan iklim. Kemudian tahap akhir verifikasi mempertimbangkan pada tahap awal setiap persyaratan hukum dan khusus pelanggan yang diharapkan di masa mendatang. Hal ini membuat adanya verifikasi yang didapat perusahaan berupa ISO 14064-1. ISO 14064-1 merupakan seri verifikasi perusahaan dalam perhitungan emisi gas rumah kaca yang dihasilkan suatu perusahaan. Maka dari itu, industri mulai gencar untuk membuat inovasi sedemikian rupa untuk menghasilkan kontribusinya dengan mengurangi emisi karbon.

Lalu bagaimana caranya?

Ada beberapa cara yang digunakan dalam mengurangi emisi karbon, salah satunya adalah adanya teknologi carbon capture and storage (CCS). CCS merupakan salah satu teknik penanganan emisi karbon dengan proses di mana CO2 dipisahkan dari berbagai proses industri yang bekerja pada suhu tinggi menggunakan berbagai pelarut dalam suatu wadah dan disuntikkan jauh di bawah tanah. Setelah itu, gas tersebut diangkut ke tempat penyimpanan. Teknologi CCS memiliki 3 tahapan utama, yaitu pemisahan CO2 dari aliran pembangkit listrik atau hanya penangkapan karbon (CC), pengangkutan CO2 yang ditangkap, dan penyerapan CO2. Terdapat beberapa metode yang digunakan dalam konsep CCS mulai dari adsorpsi, absorpsi, kriogenik, dan membran. Terdapat 3 teknik dasar yang digunakan dalam menangkap CO2 mulai dari pra-pembakaran, pasca pembakaran, dan pembakaran bahan bakar oksi. Namun, dalam proses pemurniannya, partikel yang dihilangkan inilah yang dapat merusak sistem seperti turbin uap sehingga mengganggu proses lainnya. Untuk itu, pemisahan dan pemurnian ini perlu ditambahkan suatu material yang permeabilitas tinggi dan selektivitas serta stabilitas mekanik yang sangat baik dan ketahanan jangka panjang.

Apa itu nanoteknologi dan kaitannya?

Nanoteknologi merupakan cabang ilmu dari material yang mempelajari struktur suatu bahan dengan ukuran skala nano atau 10 pangkat-9 meter. Menurut berbagai penelitian yang dilakukan, adanya penambahan nanomaterial pada teknologi CCS dapat meningkatkan efisiensi pengurangan gas CO2. Ukuran material dalam skala nano dan gas CO2 juga memiliki partikel yang sangat kecil membuat nanomaterial bisa menyerap gas CO2 karena adanya ukuran pori-pori yang bisa membuat pori tersebut mudah terserap. Jadi, jika dibayangkan gas CO2 nantinya akan dipisahkan seperti proses pengayakan sehingga hanya ukuran gas CO2 yang mampu dipisahkan dari gas-gas lainnya bersifat selektif. Selain itu, nanomaterial yang digunakan untuk pemisahan CO2 tidak akan menyebabkan temperatur yang berubah-ubah sehingga sangat stabil di dalam generator pemisahan. Adanya efek selektif inilah pemisahan emisi karbon yang dihasilkan dari proses industri menjadi lebih banyak sehingga meningkatkan efisiensi penyerapan serta penyimpanan emisi karbon.

Apakah sebagus itu penggunaan nanoteknologi?

Tentu setiap hal pasti memiliki kekurangan dan kelebihannya masing-masing. Penggunaan nanoteknologi tentu tidak sesimpel itu. Terdapat kekurangan yang dihadapi jika mengintegrasikan teknologi tersebut pada CCS, yaitu proses pembuatannya. Membuat material yang sangat kecil memerlukan teknik yang sangat sulit dan sesuai untuk mendapatkan hasil efisiensi pemisahan emisi karbon tersebut. Ditambah juga, pembuatan nanomaterial juga mahal sehingga jika dalam segi anggaran terdapat lebih banyak tekanan harus diberikan untuk produksi nanopartikel yang layak secara ekonomi. Penggunaan dan penelitian mengenai nanomaterial sebagai pemisahan CO2, masih terus berlanjut. Terdapat berbagai macam opsi yang dimiliki oleh parah peneliti untuk mengembangkan bahan lain yang lebih ekonomis dan teknik pembuatannya yang tidak sulit, namun menghasilkan efisiensi pemisahan yang tidak kalah efektif dibandingkan pembuatan nanomaterial yang harganya cukup mahal.

Suatu saat kedepannya terdapat nanomaterial yang mampu melakukan demikian serta lingkungan yang terpapar emisi karbon menjadi berkurang drastis dan meningkatkan kualitas hidup masyarakat dan menjaga kualitas lingkungan dari paparan emisi karbon dan mewujudkan net zero emission serta memberikan nuansa industri berkelanjutan sesuai dengan SDGs poin ke-9 yaitu Industri, Inovasi dan Infrastruktur berkelanjutan.

Author: Arsa Auwalina

Referensi:

Kumar, R., Mangalapuri, R., Ahmadi, M. H., Vo, D. V. N., Solanki, R., & Kumar, P. (2020). The role of nanotechnology on post-combustion CO2 absorption in process industries. International Journal of Low-Carbon Technologies, 15(3), 361–367. https://doi.org/10.1093/IJLCT/CTAA002

Segneri, V., Trinca, A., Libardi, N., Colelli, L., Micciancio, M., & Vilardi, G. (2023). Nanoparticles used for CO2 Capture by Adsorption: a Review. Chemical Engineering Transactions, 101, 133–138. https://doi.org/10.3303/CET23101023

Tripathi, S., Choudhary, S., Meena, A., & Poluri, K. M. (2023). Carbon capture, storage, and usage with microalgae: a review. In Environmental Chemistry Letters (Vol. 21, Issue 4, pp. 2085–2128). Springer Science and Business Media Deutschland GmbH. https://doi.org/10.1007/s10311-023-01609-y

Wilberforce, T., Olabi, A. G., Sayed, E. T., Elsaid, K., & Abdelkareem, M. A. (2021). Progress in carbon capture technologies. Science of The Total Environment, 761, 143203. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143203