Tuntutan akan produk industri diperkirakan akan terus bertambah seiring dengan makin meluasnya ekonomi dan makin tingginya standar hidup di negara berkembang. Untuk memenuhi tuntutan ini, dunia butuh solusi manufaktur yang lebih efisien energi dan gas rumah kaca dibandingkan solusi yang sudah ada. Sejak 2000, ExxonMobil telah berhasil mengurangi dan menghindari hampir 350 juta ton emisinya melalui berbagai proyek efisiensi energi dan kogenerasi, dan terus melakukan riset di bidang desain peralatan, pemisahan tingkat lanjut, katalisis, dan konfigurasi proses sebagai bagian dari upaya yang lebih luas untuk mengembangkan manufaktur yang efisien energi.

Upaya manufaktur efisien energi

Di India, ExxonMobil bekerja sama dengan produsen baja multinasional, yaitu Tata Steel, untuk meningkatkan efisiensi, sehingga pada akhirnya dapat mengurangi emisi. Tata memproduksi baja dari 14 penyangga putar, menggunakan minyak gemuk biasa sebagai pelumas, dan harus mencucinya secara teratur dengan semprotan air bertekanan tinggi untuk mendinginkannya. Dalam proses pencucian ini, minyak gemuknya ikut terbilas, sehingga mengakibatkan 17 kegagalan bearing, yang masing-masing menyebabkan keterlambatan 4 sampai 6 jam. Setiap satu jam keterlambatan menyebabkan perusahaan ini rugi sekitar 50 ton produksi baja. Tata menghubungi tim Mobil Lubricants Field Engineering Services, yang kemudian memeriksa mesin di pabrik baja itu beserta kegagalan performanya, dan kemudian menyarankan Tata untuk beralih ke minyak gemuk kompleks litium. Peralihan ke minyak gemuk ini tidak hanya berhasil mengurangi kegagalan bearing sebesar 70% dan memotong pemakaian minyak pelumas sebesar sepertiga dari biasanya, tetapi juga mampu meningkatkan keamanan dan keberlanjutan lingkungan.

Desain peralatan baru berpotensi menghasilkan pengurangan drastis dalam penggunaan energi, bahkan dalam proses pemisahan tradisional sekalipun seperti distilasi. Misalnya, penggunaan kolom dinding terfragmentasi – suatu konsep yang ditemukan dan dikembangkan oleh ExxonMobil – dapat menggabungkan serangkaian menara distilasi menjadi satu menara saja, sehingga lebih hemat energi sekaligus hemat biaya modal. Di Fawley Refinery milik ExxonMobil di Inggris, penghematan energinya mencapai 50%.1

Ilmuwan ExxonMobil dan peneliti dari Georgia Institute of Technology dan Imperial College London bekerja sama meneliti teknologi membran yang mampu mengurangi emisi karbon dioksida dan menghemat energi yang dibutuhkan dalam proses refinasi termal (distilasi). Hasil riset yang diterbitkan dalam jurnal tinjauan sejawat Science2 menunjukkan adanya potensi fraksinasi nontermal untuk minyak bumi melalui kombinasi “pemilahan” molekul menurut kelas dan ukuran. Prototipe awalnya menunjukkan bahwa jika menggunakan bensin dan bahan bakar jet, proses ini berjalan dua kali lebih efektif daripada membran yang dijual di pasaran dan paling banyak digunakan saat ini.

Analisis siklus hidup

Analisis siklus hidup (life cycle analysis/LCA) adalah metode ilmiah yang lebih disukai untuk memperkirakan dampak proses dan produk energi terhadap lingkungan. Saat membandingkan berbagai teknologi energi, semua emisi perlu disertakan ke dalam siklus hidup untuk setiap opsi. Setiap langkah yang menghasilkan emisi gas rumah kaca tipe apa pun harus disertakan agar jejak emisi totalnya dapat diperkirakan. Ini mencakup emisi dari produksi sumber daya, langkah pengubahan dan transportasi, dan terakhir, pemakaian bahan bakar oleh pengguna akhir (misalnya untuk kendaraan atau pembangkit listrik).

ExxonMobil juga telah bekerja sama dengan MIT Energy Initiative untuk mengembangkan alat LCA baru yang mencakup alur untuk berbagai teknologi yang menghasilkan emisi gas rumah kaca paling banyak. Alat ini, yang disebut Sustainable Energy System Analysis Modeling Environment (SESAME), berdasarkan pada berbagai sumber dengan referensi yang jelas dan telah menjalani tinjauan sejawat di ranah publik, dan mampu melakukan analisis siklus hidup lengkap untuk lebih dari 1.000 alur teknologi, dari sumber energi primer sampai produk atau jasa akhir, termasuk dari sektor energi, transportasi, industri, atau perumahan.

Agar menghasilkan dampak bermakna, teknologi mitigasi gas rumah kaca juga harus efektif dari segi biaya. Penggunaan techno-economic analysis (TEA) membantu menentukan cara yang berdampak paling besar dan dengan biaya paling efektif untuk memenuhi kebutuhan energi dunia sekaligus mengurangi emisi gas rumah kaca. TEA juga dapat berfungsi sebagai dasar yang transparan untuk penyusunan kebijakan.

Saat ini, TEA sedang ditambahkan ke dalam model SESAME. Setelah selesai, SESAME akan membandingkan emisi dan biaya teknologi energi di seluruh sektor dalam skala keseluruhan sistem. Alat ini akan tersedia bagi publik dalam bentuk alat web sumber terbuka yang transparan, yang dirancang bagi pakar maupun khalayak umum.

 

Sumber:
1 B. Slade, B. Stober, D. Simpson, Dividing wall column revamp optimises mixed xylenes production, IChemE, Symposium Series No. 152, (2006).2
2 K. Thompson, R. Mathias, D. Kim, J. Kim, N. Rangnekar, J. Johnson, S. Hoy, I. Bechis, A. Tarzia, K. Jelfs, B. McCool, A. Livingston, R. Lively, M. Finn, N-Aryl-linked spirocyclic polymers for membrane separations of complex hydrocarbon mixtures, Science 369 (6501) (2020) 310-315.3
3 E. Gencer, S. Torkamani, I. Miller, T. Wu, F. O’Sullivan, Sustainable energy system analysis modeling environment: analyzing life cycle emissions of the energy transition, Applied Energy 277 (2020) 115550.

Tags

  • icon/text-size
You May Also Like

Jelajahi Selengkapnya

Kekuatan ganggang
Kotak ini bisa mengubah cara kita membuat energi, ayo lihat!
Tantangan dan Cara Melawan Pandemi COVID-19