Perbandingan Penggunaan Energi Alternatif Rendah Karbon pada Kapal, Menuju Pelayaran Bebas Emisi

Saat ini sekitar 10.420 kapal tanker  sedang berlayar di samudera di seluruh dunia. Di  kapal mereka,membawa a sebanyak 3,8 juta barel minyak mentah, cukup untuk menerbangkan 418.000 pesawat lintas negara di dunia dan mengisi bahan bakar kendaraan bermotor seperti mobil untuk melaju sepanjang 4,8 juta kilometer.

Kapal sebagai salah satu alat transportasi angkutan barang yang vital diseluruh dunia memiliki salah satu masalah yaitu banyaknya zat No(x) yang dihasilkan oleh hasil pembakaran mesin yang bersumber dari bahan bakar HFO (Heavy Fuel Oil) dan Diesel Oil,penggunaan bahan bakar tersebut sangat lah besar sehingga membuat wilayah tersebut terdampak polusi udara yang berasal dari pelepasan emisi gas bung dari lalu lintas kapal pada setiap harinya, Menurut Organisasi Maritim Internasional (IMO), sistem transportasi laut masif mengalir melalui lautan dan lautan menyumbang 2% dari emisi CO2 dunia global.

Pada saat ini kegiatan pemanfaatan energi alternatif yang rendah karbon menjadi hal penting, terlebih untuk meningkatkan kualitas udara dan pengendalian iklim di suatu wilayah , salah satu bentuk inovasi penerapannya salah satu sumber energi terbarukan yang paling menjanjikan dari sisi teknologi, yang dapat dimanfaatkan dalam sistem tenaga kelautan, dengan bahan bakar alternatif lainnya seperti dengan Listrik yang di supply dengan Batrai, Amonia (NH3), Hydrogen (H), LNG, ataupun lainnya.

di artikel ini kami akan membandingkan keefektifan dari berbagai jenis bahan bakar alternatif dengan bahan bakar yang ada saaat ini, menurut kalian apakah Batrai bisa efektif menggantikan HFO/Disel yang menghasilkan banyak karbon ?

Data Kapal yang akan digunakan

Artikel kali ini akan menggunakan kapal Tanker pengangkut LNG (Liquid Natural Gas) yang akan saya bandingkan efisiensi dari penggunaan bahan bakar alternatif lainnya seperti LNG, Hidrogen baik Gas, Liquid, maupun padatan, Amonia, dan metanol, dengan spesifikasi diatas, kapal ini memiliki panjang 290 meter dan membawa berat beban sebesar 73000 Ton dengan storage LNG sebesar 135000 M^3 (Kubik), dan menggunakan engine yang memiliki output sebesar 21,320 kWh. 

Perbandingan Ukuran Ruang Bahan Bakar pada Kapal

dalam menentukan energi alternatif, ruang muat bahan bakar menjadi hal penting yang perlu dipertimbangkan, karena hal ini menjadi penting untuk memanfaatkan ruang tersebut sebagai Ballast tank, yang berfungsi mengatur stabilitas kapal agar tidak trim, selain itu dengan ruang muat bahan bakar efektif tentunya menguntungkan pihak operator kapal.

Fuel Volume Requirements

dalam gambar tersebut kita bisa lihat bagaimana perbandingan Tank storage dari kapal tersebut, bagaimana Bahan Bakar HFO menempatkan di urutan pertama di permasalahan Volume Tank storage, yang bisa diartikan HFO membutuhkan ruang yang minim dalam menampung bahan bakar nya dengan fungsi dan volume konsumsi bahan bakar terhadap mesin kapal.

selain itu energi rendah karbon yang menjadi alternatif, karena rendah polusi diduduki oleh LNG, karena hanya perlu menambahkan 1% ruang tambahan dari ruang yang telah disediakan kapal tersebut, sedangkan Baterai menempatkan di urutan terakhir dalam volume ruang muat bahan bakar, dengan membutuhkan 1217% atau membutuhkan 1117 % ruang tambahan dari ruang muat yang disediakan di awal, dari hal ini batrai menjadi tidak paling efisien dari ruang muat.

Perbandingan Massa Bahan Bakar

Fuel Mass Requirements

dalam perbandingan Massa dari bahan bakar ini, sangat ditentukan oleh besarnya keperluan bahan bakar untuk memenuhi konsumsi selama perjalanan kapal, dan erat kaitannya dengan volume nya juga, walau massa jenis setiap bahan bakar juga menentukan hal ini. disini kita bisa melihat Hidrogen memimpin peringkat pertama sebagai massa paling rendah, dengan hanya membutuhkan 464 Kg untuk Hidrogen Cair ataupun gas. dan di peringkat terakhir atau yang paling berat di raih oleh baterai, dengan 44334 Kg.

dengan hal ini berat dari bahan bakar berpengaruh besar terhadap berat DWT atau Dead weight Tonnage, dan ini bisa mengimplikasi berat payload atau muatan kapal dan berat kebutuhan harian lainnya, jadi dengan beban yang semakin besar juga membuat kapal harus menurunkan beban muatan hingga sesuai dengan DWT perancangan, jadi massa ini juga penting loh untuk di pertimbangkan dalam menentukan energi alternatif.

Perbandingan Harga Bahan Bakar Kapal

Total Fuel Cost Projections

okay, sekarang kita akan membahas perbandingan Harga bahan bakar, kita tau harga bahan bakar sangat berpengaruh terhadap faktor ekonomis bagi operator pelayaran, karena akan sangat berpengaruh dengan keuntungan yang di dapatkan nantinya. dalam grafik ini sebuah Kapal pengangkut LNG ini akan sangat menguntungkan jika menggunakan bahan bakar LNG, karena dari sisi harga yang paling murah, dan akan sangat mengalami kerugian ketika menggunakan Hidrogen sebagai bahan bakar nya, karena harus mengeluarkan kocek 800% dari harga bahan bakar konvensional seperti HFO.

dan perlu digaris bawahi harga bahan bakar ini bisa terus berubah dan bisa mengalami perbedaan nantinya, karena bahan bakar mengikuti komoditi dan keterbutuhan pasar. maka bisa saja bahan bakar lain menggantikan LNG sebagai bahan bakar yang murah karena kita tau LNG bisa saja habis karena bukan energi yang terbarukan.

Perbandingan Berbagai Aspek Lainnya terhadap Bahan Bakar

Fuel Comparasion to deliver 9270 MWh

dari gambar diatas kita bisa melihat bagaimana perbandingan beberapa energi alternatif dibandingkan dengan beberapa aspek lainnya, di parameter warna digambarkan secara sederhana, bagaimana dalam tabel berwarna Hijau menunjukkan suatu hal yang menguntungkan atau memiliki efisiensi tinggi dan warna merah menunjukkan kurang efisiensi dari aspek pembanding yang ada. 

dari tabel diatas menunjukkan LNG dan HFO paling banyak keunggulan yang diperolehnya, hal ini menunjukkan sejauh ini penggunaan HFO dan LNG masih menjadi rekomendasi penggunaan bahan bakar pada kapal, tetapi sangat di sayangkan kedua energi ini bukan lah energi baru dan terbarukan dan bisa saja energi ini habis, tetapi dari segi pembuangan emisi, LNG lebih unggul, karena LNG bisa reduksi SOx dan NOx hingga 80% dan CO2 hingga 20% dibanding penggunaan HFO terlebih lagi LNG saat ini sudah di dukung oleh penggunaan Dual Fuel Engine, baik berbasis 2 langkah maupun 4 langkah dan dari jenis mesin propulsi ini sudah mulai di gunakan sejak 2002, dan pembangunan kapal LNG di prediksi sudah mencapai 1000 unit di seluruh dunia pada tahun 2020. 

maka dari itu masih jadi tugas besar untuk menemukan sistem penyimpanan energi yang lebih efisien untuk pemanfaatan bahan bakar berbasis listrik yang disimpan dalam baterai, dan menjadi tantangan juga untuk menemukan cara memanfaatkan energi baru dan terbarukan yang efektif dan efisien untuk diaplikasikan pada kapal.

Refrensi diambil dari :

Paper by C. J. McKinlay, S. R. Turnock, D. A. Hudson, University of Southampton, UK at the LNG/LPG and Alternative Fuel Ships conference 29 - 30 January 2020, London, UK 

Penulis, 
Haykal Assegaf
Teknik Perkapalan, Universitas Diponegoro, 2017.