Mengenal Teknologi CCS dan CCUS
CCUS dan CCS merupakan teknologi yang terdiri dari empat komponen yang saling tergantung yaitu penangkapan, pengangkutan, pemanfaatan dan penyimpanan. CCUS (Carbon Capture Utilization and Storage) dan CCS (Carbon Capture Storage) merupakan suatu teknologi terintegrasi dari penangkapan karbon atau CO2 secara langsung dari atmosfer, pengangkutan CO2 untuk masuk ke dalam proses penyimpanan geologis atau pemanfaatan CO2 yang meningkatkan nilai guna. Perbedaan dari CCS dan CCUS adalah CCS hanya mengelola CO2 yang ditangkap untuk disimpan di storage sedangkan CCUS mengelola CO2 yang ditangkap untuk pemanfaatan dan penyimpanan pada storage. Meskipun CO2 yang ditangkap memiliki potensi untuk pemanfaatan atau utilization, namun sebagian besar CO2 perlu diinjeksi ke bawah tanah untuk disimpan secara permanen.
penyimpanan karbon
Sumber :cldp.doc.gov, 2024
Penangkapan (Capture) CO2
Penangkapan CO2 bertujuan untuk menangkap emisi karbondioksida dari suatu aliran lalu mengurangi konsentrasinya dalam jumlah tertentu sebelum diolah atau disimpan. Penangkapan CO2 dapat dilakukan pada berbagai sektor industri, pembangkit listrik, dan fasilitas emisi negatif (mis. fasilitas penangkapan udara langsung atau pembakaran biomassa). Penangkapan CO2 dapat dilakukan menggunakan berbagai teknologi komersial berdasarkan kriteria pemilihan yang mempertimbangkan jenis fasilitas, lokasi geografis, dan biaya. Pada highest level, berdasarkan hal kemurnian emisi sebelum ditangkap, jenis fasilitas penangkapan umumnya dikelompokkan kedalam sumber-sumber konsentrasi CO2 rendah dan tinggi.
- Penangkapan konsentrasi tinggi
Penangkapan memerlukan tambahan pemrosesan sebelum ditransportasikan. Contoh proses penangkapan ini adalah pemurnian minyak bumi, produksi hidrogen dari gas bumi (reformasi metana), produksi amonia (reformasi metana), dan pengolahan gas alam
- Penangkapan konsentrasi rendah
Penangkapan karbon dioksida secara langsung tanpa adanya tambahan pemrosesan. Sistem penangkapan ini meliputi pelarut kimia (biasanya berdasarkan amina), pemisahan kriogenik, membran, dan sorben. Sistem-sistem ini membutuhkan energi dan pendinginan tambahan dalam infrastruktur yang sudah ada sebelumnya di host facility sehingga harus didesain untuk pengaplikasian host khusus. Contoh proses penangkapan ini adalah emisi hasil kalsinasi semen, pembuatan baja, produksi kertas, dan pembuatan bahan kimia.
Penangkapan (Capture) CO2
Penangkapan CO2 bertujuan untuk menangkap emisi karbondioksida dari suatu aliran lalu mengurangi konsentrasinya dalam jumlah tertentu sebelum diolah atau disimpan. Penangkapan CO2 dapat dilakukan pada berbagai sektor industri, pembangkit listrik, dan fasilitas emisi negatif (mis. fasilitas penangkapan udara langsung atau pembakaran biomassa). Penangkapan CO2 dapat dilakukan menggunakan berbagai teknologi komersial berdasarkan kriteria pemilihan yang mempertimbangkan jenis fasilitas, lokasi geografis, dan biaya. Pada highest level, berdasarkan hal kemurnian emisi sebelum ditangkap, jenis fasilitas penangkapan umumnya dikelompokkan kedalam sumber-sumber konsentrasi CO2 rendah dan tinggi.
- Penangkapan konsentrasi tinggi
Penangkapan memerlukan tambahan pemrosesan sebelum ditransportasikan. Contoh proses penangkapan ini adalah pemurnian minyak bumi, produksi hidrogen dari gas bumi (reformasi metana), produksi amonia (reformasi metana), dan pengolahan gas alam
- Penangkapan konsentrasi rendah
Penangkapan karbon dioksida secara langsung tanpa adanya tambahan pemrosesan. Sistem penangkapan ini meliputi pelarut kimia (biasanya berdasarkan amina), pemisahan kriogenik, membran, dan sorben. Sistem-sistem ini membutuhkan energi dan pendinginan tambahan dalam infrastruktur yang sudah ada sebelumnya di host facility sehingga harus didesain untuk pengaplikasian host khusus. Contoh proses penangkapan ini adalah emisi hasil kalsinasi semen, pembuatan baja, produksi kertas, dan pembuatan bahan kimia.
Sumber : Geoengineering Monitor, 2019
- CCS Biomassa
Teknologi ini melakukan eliminasi karbon yang dihasilkan dari proses konversi feedstocks secara langsung menjadi energi ataupun produk petrochemical. Proses penangkapan akan dilakukan di sumber titik aliran gas buang pada saat konversi langsung yang melibatkan pembakaran ataupun produksi uap. Umumnya, konversi kimia ini meliputi proses perubahan gas dari biomassa menjadi syngas yang selanjutnya menjadi hidrogen dan CO2
Berdasarkan tahapan penangkapan, sistem penangkapan CO2 terdiri atas empat jenis, yaitu sebelum pembakaran (pre-combustion), pasca pembakaran (post-combustion), saat pembakaran dengan oksigen murni (oxy-fuel combustion), dan penangkapan langsung dari atmosfer (direct air capture). Secara umum, perbedaan penangkapan CO2 adalah pada tahapan sebelum pembakaran gas CO2 dihilangkan sebelum pembakaran sehingga tidak menghasilkan gas buang CO2 setelah pembakaran dan pada tahapan sesudah pembakaran dilakukan untuk mengurangi kadar CO2 tinggi yang dihasilkan oleh gas buang.
Sumber : IPCC
| Pre-combustion Proses pre-combustion melibatkan reaksi bahan bakar dengan oksigen atau udara menjadi synthesis gas (syngas; campuran CO dan hidrogen) yang selanjutnya bereaksi dengan aliran pada reaksi katalis, menghasilkan campuran gas hidrogen dan CO2. CO2 yang dihasilkan dapat dipisahkan menggunakan proses absorbsi fisika dan kimia dan hidrogen yang dihasilkan dapat dipisahkan dan dapat dibakar tanpa menghasilkan CO2, menghasilkan energi dan panas yang dapat digunakan pada boiler, tungku, turbin gas, mesin, dan fuel cells. CO2 kemudian dapat dikompresi untuk transportasi dan penyimpanan. Proses konversi bahan bakar pada teknologi ini cenderung lebih kompleks dibandingkan post-combution sehingga lebih sulit diterapkan pada pembangkit listrik yang sudah ada. Kelebihan : Sistem ini dapat ditambahkan pada pembangkit listrik yang sudah ada, perkembangannya sudah masif secara global, memiliki potensi meminimalkan biaya, dan dapat dimanfaatkan untuk pemurnian biogas dan hidrogen biru. Kekurangan : Keadaan operasi yang menantang dan konsumsi energi yang tinggi untuk regenerasi |
| Post-combustion Proses post-combustion memisahkan CO2 dari gas buang hasil pembakaran bahan bakar dan biomassa di udara. Proses pemisahan dilakukan melalui suatu alat yang memisahkan CO2 seperti chemical sorbent ataupun metode pemisahan lainnya. Dalam pendekatan berbasis absorpsi, setelah diserap oleh pelarut, CO2 dilepaskan dengan pemanasan untuk membentuk aliran CO2 dengan kemurnian tinggi. Sistem ini banyak digunakan untuk menangkap CO2 yang digunakan dalam industri makanan dan minuman. Kelebihan : Memiliki konsentrasi CO2 lebih tinggi dibandingkan udara, dapat ditambahkan pada pembangkit listrik yang sudah ada, dapat menghilangkan senyawa NOx dan SOx Kekurangan : Memiliki konsentrasi CO2 lebih rendah dibandingkan sebelum pembakaran, konsumsi energi tinggi untuk regenerasi, nilai operasi dan investasi tinggi |
| Oxy-fuel combustion Proses oxy-fuel combustion melibatkan penggunaan oksigen yang diperoleh dari udara melalui pemisahan udara alih-alih udara untuk membakar bahan bakar. Oksigen akan bereaksi dengan bahan bakar menghasilkan energi dan panas serta uap air (H2O) dan CO2. Sistem ini tidak membutuhkan proses pemisahan CO2 lagi karena dihasilkan secara langsung dengan menghasilkan aliran CO2 dengan kemurnian tinggi. Kelebihan: Konsentrasi CO2 dalam gas buang tinggi, teknologi pendukung sudah komersial, pemisahan CO2 lebih mudah, gas buang yang dihasilkan bebas NOx Kekurangan : Konsumsi energi besar untuk proses pemurnian oksigen, dapat menyebabkan korosi |
| Direct air capture Sistem ini menggunakan proses penghilangan CO2 secara langsung dari atmosfernya. Dengan jumlah dilute concentration CO2 yang tinggi di udara, proses penangkapan setiap unit CO2 memerlukan energi yang besar dan cenderung jauh lebih mahal dari sistem penangkapan industri Kelebihan : Dapat mencapai target emisi CO2 0 atau bahkan negatif Kekurangan : Konsentrasi CO2 yang sangat rendah, Kebutuhan energi yang sangat tinggi |
Sumber : Weikl & Schmidt, 2010 (via : Adisasmito, S. et.al, 2024)
References:
https://www.researchgate.net/publication/381613086_Carbon_Capture_Utilization_and_Storage_CCUS_Technology_in_Indonesia_in_Indonesian_Language
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/srccs_wholereport-1.pdf
https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2018/12/Global-CCS-Institute-Fact-Sheet_Capturing-CO2.pdf
https://cldp.doc.gov/sites/default/files/2024-04/CLDP-CCUS%20Handbook_ID-Web.pdf
