Investigating a Conventional and Retrofit Power Plant on-Board a Roll-on/Roll-off Cargo Ship from a Sustainability Perspective-A Lifecycle Assessment Case Study - "J.Link-Chin"

Investigating a Conventional and Retrofit Power Plant on-Board a Roll-on/Roll-off Cargo Ship from a Sustainability Perspective-A Lifecycle Assessment Case Study

J.Link-Chin

Goal and scope

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui keterkaitan antara lingkungan dengan perancangan ulang pembangkit listrik kelautan pada kapal kargo Roro. Penelitian kali ini akan membahas tentang pembangkit listrik dalam sebuah kapal. Dimana diusahakan pembangkit listrik dapat mencakup kebutuhan untuk 10 dan 20 tahun ke depan. Kebutuhan tersebut adalah untuk memenuhi kebutuhan tenaga utama dan cadangan ketika unit fungsionalnya adalah operasi tenaga yang lebih dari 30 tahun. Pembangkit listrik yang ada diakses berdasarkan pada pendekatan sistem yang sudah terintegrasi, dimana seluruh teknologi yang ada dimasukan dalam suatu bagian dari batas sistem. Pengalokasian pada penelitian ini dihindari, karena sistem produk yang ada melibatkan komponen dari jangka hidup yang berbeda. Alokasi dapat dihindarkan dengan cara mengganti komponen yang ada. Siklus dari peneitian ini melalui perpanjangan sistem yang meliputi pengambil alihan eneri dan bahan mentah, pabrik, operasi dan pemeliharaan, pebongkaran dan akhir hidup manajemen. Apabila diasumsikan bahwa jangka hidup dari pembangkit listrik adalah selama 30 tahun, maka dampak lingkungan pada desain teknik dan instalasi akan sangat signifikan, sebagaimana perlengkapan cadagan seperti bahan bakar, kabel dan weselbor;  tidak ada material maupun alat yang hilang ataupun cacat dalam proses pabrik dan operasi; bahan kimia yang dibutuhkan untuk proses pabrik dan perawatan akhir yang dapat digunakan kemabli; bagain-bagian serta tali logam yang berada pada mesin dan generator akan digunakan ulang (30%), didaur ulang (30%) dan dibuang ke insenerasi    

Inventory dan Impact

Perancangan ulang pembangkit listrik dari kargo roro membutuhkan beberapa komponen logam utama, diantaranya adalah alumunium, tembaga, baja dan besi cor. LCI menunjukkan bahwa mesin diesel, baling-baling, tiang dan penggerak yang memiliki berbagai macam frekuensi merupakan pengguna utama dari komponen-komponen tersebut. Selain itu proses pemabrikan juga melibatkan sebesar 2.7x10⁴MJ dan 2.4x10⁵MJ untuk tungku pembakaran untuk bahan bakar berat dan ringan. Tidak hanya itu proses pemabrikan juga menggunakan sebesar 3.3x10⁵ MJ untuk energi listrik dan 6.2x10⁵ MJ untuk panas dari penguap gas. Pengkonsumsian energi total berasal dari proses pemabrikan mesin-mesin diesel, baling-baling, generator diesel, pengubah freksuensi dan sistem PV. Sisrtem PV dan pengubah frekuensi merupakan 2 terbesar pengkonsumsian dari listrik total, yaitu sebar 37,6% dan 19,2% secara berurutan. Selain material logam, ada beberapa material non-logam dan bahan-bahan kimia yang digunakan yaitu kaca dan besi sulfat, heptahidrate. Kaca dan besi sulfat, heptahidrate digunakan sebesar 2.0 x 10⁴ kg dan 1,4 x 10³ kg, dari total yang ada hampir semuanya digunakan untuk peroses pemabrikan dari pv dan sistem baterai yang ada di pabrik. Pembangkit listrik yang ada menghabiskan sebesar 2,9x10⁷kg HFO dan 2,3 x10⁸ MDO yang dibakar dengan menggunakan mesin diesel, generator cadangan dan pemanas secara berurutan akan melepaskan CO₂, NO_x, SO₂ CO, Hidrokarbon dan PM. Tidak hanya itu ada beberapa sumber daya tambahan yang digunakan untuk merawat kapal yaitu dengan mengganti oli yang digunakan sebagai pelumas. Penggantian oli sangat berpengaruh terhadap performa optimal dari pembangkit listrik. LCI menunjukkan bahwa batu bara merupakan sumber daya yang paling banyak digunakan walaupun pada saat itu listrik menjadi sumber energi yang popular dalam proses pembongkaran dan fase akhir. Emisi yang ada akan dilepaskan ke ekosistem seperti udara, air bersih, air laut, tanah agrikultus dan tanah industri. Emisi yang dilepaskan ke udara berupa logam berat, emisi organik dan emisi non organik. Diesel merupakan salah satu sumber utama dari emisi yang dihasilkan. Hasil dari emisi yang dihasilkan berupa emisi organik maupun non organik pada udara sangat besar. PM, HC dan CO₂ merupakan sumber utama dari emisi yang dilepaskan, sedangkan untuk CO, NO_x dan SO₂ merupakan sumber emisi non organic. Emisi non organic tidak terlalu diperhatikan karena jumlahnya jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan jumlah CO₂ yang dilepaskan. Emisi yang dikeluarkan pada air bersih tidak terlalu signifikan apabila dibandingkan dengan emisi pada udara. Emisi pada udara 5x lebih besar apabila dibandingkan dengan emisi yang ada di laut.

Interpretasi

Untuk mengerti implikasi lingkungan dari penelitian pembangkit listrik, sejumlah skenario tambahan terus digali oleh pemegang peran di bidang kealuatan dan komunitas LCA. Hasil yang di dapatkan akan dibandingnkan dengan skenario dasar yang telah dihasilkan oleh LCI dan LCIA yang sebelumnya telah disebutkan. Hasil LCIA, menunjukkan bahwa komponen-komponen baru yang tergabung dalam pembangkit listrik yang baru bertanggung jawab terhadap individu, penipisan fosil abiotic dan sumber bahan bakar fosil. Namun karena tidak ada analisis lebih lanjut apakah komponen-komponen yang baru ini tidak memiliki dampak terhadap lingkungan ataukah dapat mengurangi tanggungan lingkungan dari pembangkit listrik pada pokoknya. Ketidak pastian ini membuat sebuah skenario baru yaitu skenario yang berdasarkan pada “bisnis seperti biasa”, skenario ini merupakan sebuah pendekatan sistem dengan mengintegerasikan antara tujuan dan cakupan penelitian sehingga lebih konsisten. Skenario tersebut membuat LCI menunjukkan bahwa sebelum fase operasional, kebutuhan komponen utama, non logam dan bahan kimia tidak akan dikonsumsi. Apabila bahan tersebut tidak dikonsumsi sebelum fase operasional, maka akan menyebabkan pengurangan penggunaan energi yang berasal dari tungku, pemanas dan listrik operasional dapat berkurang. MDO akan dikonsumsi selama tahap operasi kapal dengan demikian apabila pembangkit listrik melanjutkan operasi tanpa adanya implementasi dalam perubahan yang baru pada pembangkit, maka dapat diperkirakan akan lebih banyak melepaskan emisi. LCI menunjukkan bahwa skenario “bisnis seperti biasa” menghasilkan lebih sedikit emisi logam berat pada udara, anorganik dan emisi jangka panjang pada air bersih. LCIA juga menunjukkan bahwa dampak yang terjadi pada lingkungan lebih ringan dalam skenario “bisnis seperti biasa”. Namun untuk dampak yang melipusi pemanasan global, toksisitas manusia, oksidasi, dll dapat dikurangi berdasarkan pada perubahan yang dilakukan pada pembangkit seperti yang diajukan pada kasus dasar pengimplementasian.

Kesimpulan

Penelitian ini menerapkan LCA untuk mengetahui keterkaitan antara dampak lingkungan dari sebuah pembangkit listrik pada kapal kargo Roro. Penelitian ini meliputienergi, material, proses pemabrikan, operasi dan manajemen akhir. Penelitian ini menunjukan bahwa sebagain besar dampak lingkungan secara signifikan berasal dari pembangkit listrik pada fase pengerjaan dan fase akhir. Sekitar 85% dari total dampak lingkungan disebabkan oleh mesin diesel, generator cadangan, baling-baling, dan tiang. Dampak yang signifikan diidentifikasi dari penggunaan sumber daya serta penyimpanan sebelum fase pengerjaan dalam menjalankan mesin diesel, generator cadangan dan pembuangan kepingan logam pada akhir pengerjaan. Penggabungan teknologi dapat memberi keuntungan terhadap lingkungan walaupun tidak diindikasi oleh hasil LCIA secara langsung. Ketika proses pembaharuan pembangkit lstrik kelautan digabungkan dengan teknologi semakin memberikan keuntungan terhadap lingkungan karena harus menghindari dampak yang terjadi terhadap lingkungan. Penelitin yang dilakukan pada artikel ini bertujuan untuk menjembatani jarak ilmu masa yang ada sekarang dengan LCA untuk menyimpak dampak lingkungna pada pembangkit listrik kapal muatan Roro dengan desain yang baru. Sebagaimana banyak faktor yang memiliki dampak pada beban lingkungan dari pembangkit listrik kelautan, penelitian masa depan juga harus diperpanjang untuk mencakup berbagai macam kapal seperti kapal muatan, kapal penumpang, pengangkut kendaraan, dll; profil operasional yang berbeda, seperti pengiriman laut dangkal dan laut dalam; berbagai jenis desain yang baru memiliki keuntungan untuk memunculkan teknologi, seperti layar, sistem daur ulang limbah panas, pengaturan listrik. Pengaruh dari asumsi, dibuat dengan hubungan pada masa hidup, desain teknis dan instalasi, perlengkapan cadangan, kerugian material, malfungsi perlengkapan dan akhir hidup bahan-bahan kimia, harus diuji pada penelitian mendatang untuk mengidentifikasi antara parameter ini dan hasil LCIA, jika ada.