[SMM Ilmu Pengetahuan Populer] Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan

I. Pendahuluan

Dengan meningkatnya kesadaran global akan perlindungan lingkungan, industri penerbangan, sebagai salah satu sumber utama emisi karbon, menghadapi tekanan besar untuk mengurangi emisi. Untuk mencapai pembangunan berkelanjutan, industri penerbangan secara aktif mengeksplorasi bahan bakar jenis baru, di antaranya Sustainable Aviation Fuel (SAF) menarik perhatian besar karena karakteristik perlindungan lingkungan dan efek pengurangan emisinya. Jalur Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA), sebagai salah satu metode produksi utama SAF, menawarkan keunggulan seperti kematangan teknologi dan prospek aplikasi komersial yang luas. Artikel ini memberikan pengenalan rinci tentang hidrogenasi bahan bakar penerbangan berkelanjutan, termasuk konsep dasar SAF, prinsip jalur HEFA, proses produksi, status industri, tantangan, dan tren pengembangan masa depan.

II. Gambaran Umum Sustainable Aviation Fuel

Sustainable Aviation Fuel (SAF) mengacu pada bahan bakar penerbangan yang diproduksi dari bahan baku biomassa seperti minyak hewani dan nabati serta limbah pertanian dan kehutanan melalui proses tertentu. Jenis bahan bakar ini memiliki kinerja pembakaran yang mirip dengan bahan bakar jet fosil tradisional, tetapi perbedaan paling signifikan terletak pada karakteristik perlindungan lingkungannya. SAF dapat secara signifikan mengurangi emisi karbon dioksida dan merupakan salah satu teknologi kunci untuk mencapai transformasi hijau industri penerbangan.

Sumber bahan baku SAF beragam, terutama mencakup minyak hewani dan nabati, limbah pertanian dan kehutanan, limbah perkotaan, dan sumber daya biomassa lainnya. Bahan baku ini dapat diproses melalui langkah-langkah pra-pengolahan, konversi, dan pemurnian untuk menghasilkan SAF yang memenuhi standar bahan bakar jet. Dibandingkan dengan bahan bakar jet fosil tradisional, SAF secara signifikan mengurangi emisi karbon dioksida selama pembakaran, membantu mengurangi perubahan iklim global.

SAF dapat digunakan dengan berbagai cara, baik secara mandiri maupun dicampur dengan bahan bakar jet fosil. Ketika dicampur, rasio pencampuran SAF dapat disesuaikan sesuai kebutuhan untuk memenuhi persyaratan maskapai yang berbeda. Selain itu, metode penyimpanan, transportasi, dan penggunaan SAF mirip dengan bahan bakar jet tradisional, sehingga tidak memerlukan modifikasi besar pada infrastruktur penerbangan yang ada.

III. Jalur Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA)

Jalur Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA) saat ini merupakan salah satu metode komersial utama untuk memproduksi SAF. Jalur ini mengubah bahan baku berbasis ester dan asam lemak menjadi senyawa hidrokarbon melalui hidrogenasi, menghasilkan SAF yang memenuhi standar bahan bakar jet.

1. Sumber Bahan Baku

Sumber bahan baku untuk jalur HEFA beragam, terutama mencakup minyak nabati, lemak hewani, minyak alga, dan minyak limbah. Bahan-bahan ini kaya akan senyawa ester dan asam lemak, menjadikannya bahan baku ideal untuk produksi SAF.

Minyak Nabati: Seperti minyak kedelai, minyak rapeseed, dan minyak kelapa sawit, yang kaya akan asam lemak dan merupakan salah satu bahan baku utama untuk produksi SAF.
Lemak Hewani: Seperti lemak babi dan lemak sapi, yang juga mengandung banyak asam lemak dan dapat digunakan untuk produksi SAF.
Minyak Alga: Alga adalah organisme yang tumbuh cepat dan sangat produktif dengan kandungan minyak tinggi, menjadikannya bahan baku potensial untuk produksi SAF.
Minyak Limbah: Seperti minyak goreng bekas dan minyak jelantah, yang dapat diproses dan dimanfaatkan untuk produksi SAF, mencapai penggunaan kembali sumber daya.

2. Proses Produksi

Proses produksi jalur HEFA terutama mencakup tiga langkah: pra-pengolahan bahan baku, hidrogenasi, dan fraksionasi produk.

Pra-Pengolahan Bahan Baku: Ini melibatkan pemurnian, penghancuran, dan transesterifikasi bahan baku untuk meningkatkan efisiensi hidrogenasi berikutnya. Selama pra-pengolahan, kotoran dan kelembapan dalam bahan baku harus dihilangkan untuk memenuhi persyaratan hidrogenasi.
Hidrogenasi: Di bawah pengaruh katalis, bahan baku yang telah dipra-olah bereaksi dengan hidrogen untuk mengubahnya menjadi senyawa hidrokarbon. Selama hidrogenasi, parameter seperti suhu reaksi, tekanan, dan jenis katalis perlu dikontrol untuk memastikan reaksi berjalan lancar dan kualitas produk.
Fraksionasi Produk: Produk yang telah dihidrogenasi difraksionasi untuk mendapatkan komponen bahan bakar penerbangan dengan titik didih yang berbeda. Selama fraksionasi, produk dipisahkan dan dimurnikan berdasarkan titik didih dan sifatnya untuk menghasilkan SAF yang memenuhi standar bahan bakar jet.

3. Karakteristik Teknis

Jalur HEFA memiliki karakteristik kematangan teknologi, sumber bahan baku yang beragam, dan kualitas produk yang tinggi.

Kematangan Teknologi: Jalur HEFA telah melalui penelitian dan pengembangan selama bertahun-tahun, menjadikan teknologinya relatif matang, andal, dan stabil.
Sumber Bahan Baku yang Beragam: Jalur HEFA memanfaatkan berbagai bahan baku, termasuk minyak nabati, lemak hewani, minyak alga, dan minyak limbah, yang tersedia luas di alam dan mudah diperoleh.
Kualitas Produk yang Tinggi: Melalui hidrogenasi dan fraksionasi produk, jalur HEFA menghasilkan SAF yang memenuhi standar bahan bakar jet, dengan kualitas dan kinerja yang sebanding dengan bahan bakar jet tradisional, memenuhi kebutuhan maskapai.

IV. Status Industri dan Tantangan

1. Status Industri

Saat ini, banyak negara dan perusahaan di seluruh dunia berinvestasi dalam industri SAF, dengan jalur HEFA memainkan peran penting. Status industri SAF saat ini mencakup:

Pertumbuhan Kapasitas: Dalam beberapa tahun terakhir, kapasitas SAF global terus meningkat dan diperkirakan mencapai puluhan juta ton per tahun pada 2030, dengan jalur HEFA menyumbang bagian yang signifikan.
Dukungan Kebijakan: Pemerintah di seluruh dunia telah memperkenalkan kebijakan untuk mendorong produksi dan penggunaan SAF. Misalnya, pemerintah AS telah menetapkan tujuan mencapai netralitas karbon di industri penerbangan pada 2050 dan diperkirakan akan secara signifikan meningkatkan penggunaan SAF dalam beberapa tahun mendatang.
Partisipasi Perusahaan: Banyak maskapai, perusahaan energi, dan perusahaan kimia memasuki industri SAF, secara aktif berinvestasi dalam penelitian, pengembangan, dan produksi. Perusahaan-perusahaan ini mendorong perkembangan industri SAF melalui inovasi teknologi dan kolaborasi.

2. Tantangan

Meskipun telah mencapai kemajuan signifikan, industri SAF menghadapi beberapa tantangan:

Pasokan Bahan Baku: Pasokan bahan baku untuk jalur HEFA dibatasi oleh faktor-faktor seperti produksi, harga, dan transportasi. Selain itu, keberlanjutan dan dampak lingkungan dari bahan baku harus dipertimbangkan.
Tantangan Teknis: Meskipun jalur HEFA relatif matang, peningkatan produksi menghadirkan kesulitan teknis, seperti mengurangi biaya produksi, meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan baku, dan meningkatkan kualitas produk.
Penerimaan Pasar: Saat ini, penerimaan pasar terhadap SAF masih rendah. Beberapa maskapai berhati-hati terhadap kualitas dan kinerja SAF, sementara konsumen memiliki kekhawatiran tentang manfaat lingkungan dan efektivitas biayanya.
Dukungan Kebijakan: Meskipun pemerintah telah memperkenalkan kebijakan untuk mendorong produksi dan penggunaan SAF, kekuatan dan efektivitas kebijakan ini perlu ditingkatkan. Selain itu, perbedaan kebijakan antar negara menciptakan ketidakpastian bagi perkembangan industri SAF.

V. Tren Pengembangan Masa Depan

1. Inovasi Teknologi

Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, industri SAF diperkirakan akan melihat lebih banyak inovasi. Misalnya, meningkatkan katalis, mengoptimalkan kondisi reaksi, dan meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan baku dapat lebih meningkatkan produksi dan kualitas SAF. Selain itu, sumber bahan baku baru dan teknologi konversi akan terus muncul, memberikan lebih banyak kemungkinan untuk perkembangan industri SAF.

2. Diversifikasi Bahan Baku

Untuk mengatasi keterbatasan pasokan bahan baku, industri SAF akan secara aktif mengeksplorasi berbagai bahan baku yang lebih luas. Selain sumber tradisional seperti minyak nabati, lemak hewani, dan minyak alga, limbah perkotaan dan residu pertanian juga dapat digunakan untuk memproduksi SAF. Bahan-bahan ini tidak hanya tersedia luas tetapi juga dapat diperbarui dan ramah lingkungan, mendorong pembangunan berkelanjutan industri SAF.

3. Dukungan Kebijakan dan Kerja Sama Internasional

Untuk mempromosikan perkembangan industri SAF, pemerintah akan terus memperkenalkan kebijakan seperti subsidi keuangan, insentif pajak, dan dukungan penelitian dan pengembangan. Kerja sama internasional juga akan memainkan peran penting dalam memajukan industri SAF. Dengan memperkuat kolaborasi internasional, pencapaian teknologi dapat dibagikan, alokasi sumber daya dioptimalkan, dan ekspansi pasar difasilitasi, memberikan dorongan baru bagi pertumbuhan industri SAF.

4. Permintaan Pasar yang Meningkat

Dengan meningkatnya kesadaran lingkungan global dan perkembangan pesat industri penerbangan, permintaan pasar untuk SAF akan terus meningkat. Dalam beberapa tahun mendatang, penggunaan SAF diperkirakan akan meningkat secara signifikan, menjadi bahan bakar utama untuk industri penerbangan global. Hal ini akan memberikan ruang pasar yang luas dan peluang pengembangan bagi industri SAF.

VI. Studi Kasus

1. Penelitian oleh US National Renewable Energy Laboratory (NREL)

US National Renewable Energy Laboratory (NREL) telah melakukan analisis komprehensif terhadap industri SAF melalui jalur HEFA, mencakup pasokan bahan baku, proses produksi, ekonomi, dan keberlanjutan. Penelitian NREL menunjukkan bahwa jalur HEFA saat ini merupakan satu-satunya metode komersial untuk memproduksi SAF dalam volume besar. Pada 2030, total kapasitas SAF di AS diperkirakan mencapai sekitar 3,6 miliar liter per tahun. Selain itu, NREL menyoroti bahwa fasilitas masa depan akan semakin dirancang untuk memproduksi SAF dan renewable diesel (RD) untuk meningkatkan pemanfaatan sumber daya dan efisiensi ekonomi.

2. Perkembangan Industri SAF di Tiongkok

Dalam beberapa tahun terakhir, Tiongkok juga secara aktif berinvestasi dalam industri SAF. Perusahaan energi seperti Sinopec dan PetroChina telah terlibat dalam penelitian, pengembangan, dan produksi untuk mendorong pertumbuhan industri. Misalnya, SAF yang diproduksi oleh Zhenhai Refining & Chemical milik Sinopec telah berhasil digunakan dalam penerbangan demonstrasi SAF pertama pesawat COMAC ARJ21 dan C919 di Tiongkok.Selain itu, Tiongkok telah memperkenalkan serangkaian kebijakan untuk mendorong produksi dan penggunaan SAF, menciptakan lingkungan kebijakan yang mendukung perkembangan industri ini.

VII. Kesimpulan

Jalur Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA), sebagai salah satu metode utama produksi Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan (SAF), memiliki karakteristik kematangan teknologi, sumber bahan baku yang beragam, dan kualitas produk yang tinggi. Dengan meningkatnya kesadaran global akan perlindungan lingkungan dan perkembangan pesat industri penerbangan, industri SAF akan menghadapi peluang dan tantangan. Melalui inovasi teknologi, diversifikasi bahan baku, dukungan kebijakan, dan kerja sama internasional, pengembangan berkelanjutan industri SAF dapat didorong, memberikan dukungan kuat bagi transformasi hijau industri penerbangan global.

Namun, tantangan seperti keterbatasan pasokan bahan baku, kesulitan teknis, rendahnya penerimaan pasar, dan ketidakpastian kebijakan tetap menjadi hambatan dalam pengembangan industri SAF. Untuk mengatasi tantangan ini, kerja sama dan pertukaran internasional harus diperkuat untuk berbagi pencapaian teknologi dan mengoptimalkan alokasi sumber daya. Secara bersamaan, upaya bersama dari pemerintah, perusahaan, dan lembaga penelitian diperlukan untuk mendorong pengembangan dan peningkatan berkelanjutan industri SAF.

Di masa depan, dengan meningkatnya kesadaran lingkungan global dan kemajuan teknologi, industri SAF akan meraih prospek pengembangan yang lebih luas. Kami percaya bahwa dengan upaya bersama, SAF akan menjadi bahan bakar utama bagi industri penerbangan global, memberikan kontribusi signifikan bagi transformasi hijau dan pengembangan berkelanjutan sektor penerbangan.

SMM