Laman

Sabtu, 19 Juni 2010

Berkas Elektron, Cara Lain Hambarkan Hujan Asam

Oleh
Nukman Luthfi
Harian SUARA KARYA, Senin, 21 Agustus 1989

Pelepasan gas-gas beracun seperti SO2 dan NOx ke atmosfir telah lama diketahui sebagai sumber utama polusi lingkungan. Gas-gas berbahaya ini dilepaskan akibat pembakaran batubara dan minyak di berbagai pembangkit tenaga listrik, pabrik-pabrik besar, jutaan motor atau mobil berbahan bakar minyak, dan pembakaran lain. Namun yang kini mendapat perhatian internasional adalah pelepasan besar-besaran dari cerobong asap instalasi pembangkit listrik dan pabrik-pabrik besar.
Efek perusak gas-gas tersebut dapat diketahui pada area tertentu, karena di daerah tersebut timbul banyak penyakit pernafasan kronis, paru-paru, jantung, dan kerusakan lingkungan. Di Amerika Serikat, diperkirakan polusi udara tersebut menyebabkan 10.000 kematian dan sekitar 25 juta kasus penyakit pernafasan tiap tahun.
Efek jangka panjang ini tak lain karena gas-gas beracun itu berubah menjadi asam sulfat dan asam nitrat akibat perubahan fotokimia di atmosfir, dan jatuh ke bumi sebagai "hujan asam". Hujan asam ini akan mengasamkan sumber-sumber air terbuka seperti danau, merusak hutan dan flora dunia. Beberapa kerusakan hutan akibat hujan asam terjadi di Eropa dan Amerika. Kerusakan terberat terjadi di Jerman Barat, terutama hutan-hutan di daerah North-Rhine/Wesphalia dan Baden Wurttemberg.
Bisa dimengerti kalau Eropa dan Amerika dilanda hujan asam, karena mereka adalah negara-negara industri yang sangat banyak mengkonsumsi minyak dan batubara dalam skala luar biasa. Sebuah pembangkit listrik dengan kapasitas 500 MWe (Mega Watt elektrik), dapat mengkonsumsi 250-300 ton batubara tiap jam. Tergantung kandungan sulfurnya (bervariasi, antara 0,2 % -2 %, bahkan ada yang lebih dari 10%), pelepasan S02 bisa mencapai puluhan ton tiap jam. Di AS Baja, diperkirakan di atas tahun 1990 lebih dari 50 juta ton SO2 dilepaskan ke atmosfir tiap tahunnya akibat kegiatan industri.
Keadaan seperti ini memaksa tiap negara, khususnya negara industri, untuk menetapkan peraturan ketat terhadap pelepasan SO2 dan NOx dari cerobong asap instalasi raksasa. Peraturan-peraturan itu telah diterapkan di berbagai negara seperti Austria, Italia, Belanda, Denmark, Finlandia, Swedia, MEE, AS, bahkan juga India dan Cina. Mereka mewajibkan pemasangan instalasi pembersih atau penyaring SO2 dan NOx pada tiap instalasi raksasa.
Beberapa teknologi sedang dikembangkan di berbagai negara untuk memperkecil atau bahkan menghilangkan polusi udara gas buangan industri tersebut. Salah satu teknologi tersebut adalah pengolahan dengan Berkas Elektron, yang terkenal dengan istilah Electron Beam Processing (EBP). EBP ini sangat potensial untuk memperbaiki kualitas udara dan menghilangkan masalah hujan asam dengan memperkecil pelepasan SO2, dan NOx, sekaligus mengubah gas-gas beracun tersebut menjadi produk sampingan yang mempunyai nilai komersial seperti pupuk.
Teknologi pengolahan ini dapat diandalkan, mudah dipasang, digunakan, dan dikendalikan serta tak berbahaya untuk lingkungan. Tak ada radioaktif yang dihasilkan selama operasi, dan tak ada residu radioaktif setelah operasi.

Konvensional
Teknik-teknik konvensional untuk membersihkan SO2 dan NOx menggunakan perlengkapan yang disebut scrubber, cukup efisien untuk membersihkan gas-gas beracun tersebut. Proses pembersihan SO2 dengan cara kering, semikering dengan kapur menghasilkan produk sampingan yang tak mempunyai nilai komersial sehingga menimbulkan masalah tambahan berupa penyimpanan sampah. Proses basah dengan limestone menghasilkan produk sampingan gipsum yang tak begitu bernilai komersial.
Pembersihan gas NOx dilakukan dengan proses pemisahan, reduksi selektif, dan menggunakan reagen kimia untuk mengubah oksida-oksida nitrogen menjadi nitrogen.
Tak ada satupun metode kimia yang bisa diandalkan yang secara serempak membersihkan SO2 dan NOx sekaligus. Satu-satunya metode yang dianggap berhasil mengatasi SO2 dan NOx sekaligus, adalah metode radiasi dengan berkas elektron.
Radiasi energi tinggi mampu mengionkan dan mengeksitasi molekul-molekul dan atom-atom netral, sehingga atom atau molekul tersebut berubah menjadi radikal-radikal bebas yang reaktif, ion-ion, dan molekul-molekul dalam keadaan tereksitasi (terangsang). Karena mereka itu sangat reaktif, maka mudah bagi mereka untuk saling bereaksi, atau bereaksi dengan oksigen dan air yang ada dalam sistem tersebut, bahkan juga bereaksi dengan bahan-bahan kimia yang sengaja ditambahkan secara tetap ke dalam sistem. Akibatnya, terbentuk basil yang berupa endapan yang mudah dikumpulkan dengan peralatan tertentu.
Proses sederhana inilah yang kemudian mendasari pembersihan gas-gas beracun dengan berkas elektron yang pertama kali dikembangkan oleh "Ebara Manufacturing Corporation" di Jepang. Proses tersebut telah diuji dalam skala laboratorium dari tahun 1970 sampai 1974, dan skala pilot pada tahun 1977-78. Pilot plant dengan kapasitas 10.000 meter kubik Nitrogen tiap jamnya telah dibangun dan diuji pada "Nippon Steel Work" yang bekerjasama dengan Ebara dan Japan "Atomic Energy Research Institute" (JAERI), serta"Takasaki Radiation Chemistry Research Establishment".
Dengan dukungan Departemen Energi AS, Ebara selanjutnya mengembangkan pengolahan dengan berkas elektron untuk membersihkan gas-gas beracun yang dikeluarkan dari cerobong asap instalasi pembangkit listrik tenaga uap yang menggunakan minyak atau batubara sebagai bahan bakar. Inilah yang kemudian terkenal dengan "Proses Ebara" yang didasari irradiasi terhadap gas-gas asap pembakaran batu bara atau bahan bakar hidrokarbon (minyak). Hasilnya, SO2 dan NOx secara serempak dibersihkan dengan cara yang amat efisien, mudah dikontrol, dan tingkat keselamatannya tinggi. Sebagai tambahan, produk sampingan (90% amonium sulfat dan nitrat) mempunyai nilai komersial yang tinggi dan dapat dipakai sebagai pupuk atau penyubur tanah.
Saat ini, sebuah unit pengujian lain telah dipasang di Karlsruhe, Jerman Barat, oleh "Badenwerk". Unit tersebut telah beroperasi sejak tahun 1985. Dari unit inilah kemudian terbukti bahwa pengolahan dengan berkas elektron sangat cocok untuk pembersihan gas-gas asap, sekaligus membuktikan bahwa proses tersebut dapat membersihkan S02 dan NOx sebanyak 90% dari yang dilepaskan gas asap pembakaran batubara dengan kandungan sulfur rendah sampai tinggi. Unit ini juga telah membuktikan bahwa peralatan PEB komersial bisa digunakan dengan aman dan dengan keandalan tinggi dalam lingkungan suatu instalasi pembangkit listrik atau pabrik-pabrik raksasa.

Menguntungkan
Metoda radiasi dengan berkas elektron untuk membersihkan gas-gas beracun secara komersial dan keandalan, mampu bersaing dengan metode-metode konvensional. Bisa dimengerti, karena PEB adalah satu-satunya pengolahan yang mampu membersihkan kedua gas berbahaya itu sekaligus dengan satu peralatan, satu reagen dan satu langkah. Dengan efisiensi pembersihan yang mencapai 90% pasti memenuhi persyaratan pembuangan gas seketat apapun, seperti di Jerman Barat. Lagi pula, proses ini sangat sederhana, tidak perlu memisahkan asap, tak menghasilkan sampah yang harus disimpan, sehingga biaya pengoperasian masih lebih murah dibanding metode konvensional. Apalagi produk sampingan yang berupa amonium sulfat dan nitrat bisa digunakan untuk penyubur tanah.
Untuk pengolahan gas-gas asap seperti ini biasanya digunakan sumber radiasi akselerator berkas elektron dengan kekuatan 300-800 kilo Volt. Untuk aplikasi seperti ini memang tidak diperlukan energi yang lebih tinggi, karena, penetrasi elektron dalam gas sudah cukup tinggi pada energi kurang dari 1000 kilovolt.
Untuk negara-negara yang sangat memerlukan teknologi pembersihan gas-gas beracun dengan efisiensi sangat tinggi karena lingkungan di negara tersebut telah menuju ke tingkat kerusakan yang lebih berat (Jerman Barat misalnya) kehadiran teknologi-teknologi baru yang jauh lebih efisien dibanding metode konvensional memang melegakan. Artinya, untuk sementara waktu, gas-gas beracun tersebut bisa dikendalikan. Meskipun jawaban sebenarnya dari masalah hujan asam tersebut adalah dengan mengurangi penggunaan bahan bakar yang banyak mengandung komponen gas beracun seperti S02 dan NOx.
sebenarnya, masalah hujan asam bukan hanya masalah negara-negara industri saja. Tetapi juga menjadi masalah negara-negara berkembang yang pembangkit listriknya masih tergantung pada penggunaan bahan bakar batubara dan minyak. seperti India dan, RRC, mereka kini pun harus menerapkan peraturan ketat untuk pembuangan gas asap melalui oerobong asap. Indonesia pun kini agaknya mesti memikirkan masalah ini, karena gejala-gejala adanya hujan asam sudah tampak di beberapa daerah.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar