ANALISIS STRATEGI PENINGKATAN STANDAR RE

(1)

ANALISIS STRATEGI PENINGKATAN STANDAR

REGULASI EMISI DI INDONESIA DITINJAU DARI

ASPEK TEKNOLOGI

Tugas Aspek Lingkungan pada Teknik Mesin MS 4100

Oleh

Muhammad Husein Rahman

13114008

Candra Olivinanda

13114029

A. Alfin Afwan

13114090

Harridhi Dzar T.

13114147

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(2)

(3)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat, dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir mata

kuliah MS4101 Aspek Lingkungan pada Teknik Mesin yang berjudul “Analisis

Strategi Peningkatan Standar Regulasi Emisi di Indonesia ditinjau dari Aspek

Teknologi”.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapakan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan dan penyusunan laporan ini, yaitu:

1. Institut Teknologi Bandung, khususnya Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara program studi Teknik Mesin, yang telah menjadi tempat penulis menuntut ilmu dan berkembang.

2. Para staf pengajar Teknik Mesin ITB, yang telah memberi bimbingan dan pengajaran selama penulis menjalankan pendidikan tinggi di ITB.

3. Orang tua penulis yang senantiasa memberi dukungan material dan moral selama penulis melakukan studi.

4. Para dosen pengajar mata kuliah MS4101 Aspek Lingkungan dan Teknik Mesin, Dr. Ir. Toto Hardianto selaku dosen kelas penulis serta dosen pengajar lainnya di mata kuliah ini, Dr.Eng. Pandji Prawisudha, S.T., M.T. dan Dr.Eng.Ir. Iman Kartolaksono Reksowardojo M.Eng.

(4)

iv

Penulis menyadari bahwa laporan ini memiliki kekurangan, karena itu kritik dan saran diperlukan oleh penulis agar laporan ini menjadi lebih baik dan bermanfaat bagi pembacanya.

Bandung, Oktober 2017

(5)

v

1.4. Metodologi Penelitian ... 3

BAB II ... 4

DASAR TEORI ... 4

2.1. Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor ... 4

2.2. Regulasi Emisi Gas Buang yang Berlaku ... 5

2.2.1. Klasifikasi Kendaraan yang Distandarkan... 5

2.2.2. Standar Regulasi EURO 1 Hingga EURO 6 ... 6

2.3. Teknologi Pengurangan Emisi yang Ada di Dunia ... 8

BAB III KONDISI EMISI GAS BUANG TERKINI ... 12

3.1. Kondisi Pencemaran Udara Akibat Gas Buang di Indonesia Saat Ini ... 12

3.2. Kondisi Standar Emisi di Indonesia ... 18

3.3. Perbandingan Kondisi di Indonesia dan Negara Lain ... 19

3.3.1. Kualitas Udara di Eropa ... 20

3.3.2. Kondisi Emisi Eropa Hingga 2013 ... 21

3.3.3. Peta pencemaran Emisi di Eropa ... 23

3.3.4. Data kendaraan pribadi yang di Negara Eropa dan negara sekitarnya ... 26

(6)

vi

ANALISIS ... 27

4.1 Analisis Standar Regulasi di Indonesia Untuk 10 Tahun Kedepan ... 27

4.2 Teknologi yang di Butuhkan Untuk Mencapai Standar Regulasi Emisi Euro 5... 28

4.2.1 Pengembangan Sistem Pembakaran ... 29

4.3. Strategi Penerapan Teknologi Untuk Mencapai Regulasi yang Lebih Baik ... 36

4.3.1. Strategi Peningkatan ... 38

4.3.2. Permasalahan Bahan Bakar ... 41

4.3.3. Strategi Penerapan Untuk Industri Kendaraan ... 44

BAB V ... 48

KESIMPULAN ... 48

5.1. Kesimpulan ... 48

DAFTAR PUSTAKA ... 50

(7)

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Klasifikasi Kendaraan6

Gambar 2.2. Standar Regulasi EURO 1-4 Kendaraan Tipe M7 Gambar 2.3. Standar Regulasi EURO 1-4 Kendaraan Tipe N7 Gambar 2.4. Standar Regulasi EURO 5-6 Kendaraan Tipe N dan M8 Gambar 3.1. Kriteria Kualitas Udara Berdasarkan KEPMEN LH No : KEP-

107/KABAPEDAL/11/199712

Gambar 3.2. Polusi Udara Akibat PM2.5 di Jakarta13

Gambar 3.3. Polusi Udara di Dunia13

Gambar 3.4. Data Sumber Kontribusi Emisi di Indonesia dan Pertambahan Jumlah Emisi14

Gambar 3.5. Data Peningkatan Emisi di Indonesia15

Gambar 3.6. Peta Emisi Berdasarkan Persebaran Partikulat Matter di Indonesia19 Gambar 3.7. Roadmap Nasional dalam Penerapan Regulasi Emisi hingga 202519

Gambar 3.8. Konsentrasi PM di Eropa dan Klasifikasi Warnanya20 Gambar 3.9. Persen Emisi di Eropa Pada Tahun 200421

Gambar 3.10. Emisi Dari Berbagai Sektor Sumber Emisi di Eropa pada Tahun 200422

Gambar 3.11. Konsentrasi PM2.5 di Eropa Pada Tahun 201323

Gambar 3.12. Konsentrasi Ozonedi Eropa Pada Tahun 201324 Gambar 3.13. Konsentrasi NO2 di Eropa Pada Tahun 201325

Gambar 3.14. Data Jumlah Kendaraan di Dunia dari Tahun 2011 hingga 201526 Gambar 4.1. Skema EGR30

Gambar 4.2. EGR Control Valve32 Gambar 4.3. Skema Reduksi NOx34

Gambar 4.4. Emisi PM10 daro Sektor Transportasi EU-1537

(8)

viii

(9)

ix

ABSTRAK

(10)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tak dapat dipungkiri, perkembangan teknologi motor bakar pada abad 19 dan 20 juga membawa dampak negatif. Perkembangan teknologi yang pesat pada dewasa ini memunculkan suatu isu yang menjadi perhatian dunia. Dalam beberapa dekade terakhir, kesadaran mengenai isu perusakan lingkungan semakin meningkat. Gas buang yang diemisikan oleh motor bakar ternyata menjadi salah satu penyumbang konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Gas rumah kaca ini lah yang menyebabkan pemansan global, yaitu kenaikan temperatur bumi secara global jika dibandingkan dengan beberaoa abad yang lalu.

Indonesia sebagai negara berkembang memiliki sumbangsih yang besar pada peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Salah satu sektor penyumbang emisi gas rumah kaca adalah sektor transportasi. Jumlah kendaraan pribadi yang meningkat dari tahun ke tahun turut memperparah masalah ini. Hal ini dikarenakan pertumbuhan ekonomi yang memicu pertumbuhan industri, utamanya sektor transportasi, tidak diikuti oleh regulasi yang mumpuni. Padahal moblilitas adalah kunci utama dari pembangunan ekonomi.

Dapat diperkirakan bahwa permintaan transportasi di dunia akan meningkat terutama di negara-negara berkembang seperti Indonesia. Permintaan yang tinggi ini memiliki konsekuensi peningkatan laju emisi gas rumah kaca yang tinggi pula jika tidak diikuti oleh peningkatan kualitas dari moda transportasi itu sendiri. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas dari

(11)

2

Dengan meningkatnya perhatian dunia mengenai kesadaran lingkungan membuat sekarang adalah waktu yang tepat untuk memulai langkah-langkah awal dalam penyusunan strategi peningkatan regulasi emisi di sektor transportasi. Salah satu faktor penting dalam upaya peningkatan standar emisi adalah teknologi. Penerapan teknologi yang mumpuni dapat membantu meminimalisasi emisi gas rumah kaca dari sektor transportasi.

Dengan peningkatan standar emisi ini diharapkan kemajuan teknologi dan perkembangan industri di Indonesia tidak memperburuk kondisi lingkungan. Kemudian dapat meningkatkan pertumbuhan ekonomi sehingga proses pembangunan negara dapat berlangsung lebih baik

1.2. Tujuan

1. Menentukan jenis standar emisi yang baik, cocok, dan dapat diterapkan di Indonesia.

2. Menentukan jenis teknologi yang mendukung penerapan standar emisi tersebut.

3. Menentukan strategi dalam penerapan teknologi untuk mendukung standar emisi yang akan ditetapkan.

1.3. Ruang Lingkup Bahasan

1. Penelitian yang dibuat diperuntukan untuk mempersiapkan Indonesia menuju standar emisi yang lebih baik dari sekarang.

(12)

3

1.4. Metodologi Penelitian

Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian kali ini sehingga dapat mencapai tujuan yang telah ditentukan sebelumnya adalah sebagai berikut:

a. Studi Kasus

Mencari informasi tentang kondisi yang sedang terjadi saat ini berkaitan dengan topik regulasi emisi baik di Indonesia dan dunia. Kemudian informasi tersebut dipelajari dari berbagai aspek mulai dari kelebihan dan kekurangan sampai faktor pendukung dan penghambat dalam penerapan regulasi emisi.

b. Pengumpulan dan Pengolahan Data

Mencari data yang dibutuhkan untuk analasis solusi mulai dari tingkatan emisi gas rumah kaca di dunia dan Indonesia, tingkatan regulasi emisi, sampai teknologi yang dibutuhkan untuk mendukung penerapan regulasi emisi. Data yang telah terkumpul kemudian dihubungkan satu sama lain berdasarkan korelasinya dengan regulasi emisi.

c. Analisis

Berdasarkan data yang telah dikumpulkan dan diolah, kemudian dilakukan analisis tentang langkah yang paling tepat untuk diambil dalam meningkatkan regulasi emisi di Indonesia yang relevan dan realistis dengan kondisi saat ini.

d. Perumusan Solusi dan Simpulan

(13)

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor

Kendaraan bermotor menghasilkan emisi gas buang yang pertama kali dirasakan sangat berdampak di California pada tahun 1940an [1].Terdapat

masalah “smog” yang dihasilkan oleh reaksi antara oksida nitrogen dan komponen hidrokarbon saat adanya sinar matahari. Bahaya dari polutan – polutan ini bergantung pada banyaknya yang diserap tubuh, lama periode dan jenis polutan yang dihirup.

Komponen yang menyebabkan polusi dari emisi gas buang adalah sebagai berikut [3] :

 Karbon monoksida (CO) : CO adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak ada rasanya, namun sangat beracun. Hampir 2/3 emisi CO berasal dari transportasi.

 Partikulat : Partikulat adalah jenis emisi yang berfasa cair atau padat. Partikel partikulat dapat menyebabkan iritasi saluran pernafasan dan menyebabkan kanker. Partikulat merupakan permasalahan utama pada mesin diesel.

 Nitrogen Oksida (NOx) : Nitrogen Oksida dalam bentuk Nitrogen

(14)

5

berasa, namun reaksi dengan oksigen menyebabkan terbentuknya Nitrogen Dioksida, yang berwarna coklat kemerahan, beracun dan dapat merusak paru paru. Transportasi merupakan 2/3 sumber dari emisi NOx.

 Hidrokarbon (HC) : HC merupakan gas reaktif, pada kondisi adanya nitrogen oksida dan cahaya matahari, HC dapat membentuk oksida yang dapat mengiritasi membran dari tengorokan, hidung, dan telinga. Beberapa jenis HC dapat menyebabkan kanker.

 Ozone (O3) : Ozone merupakan oksida yang berasal dari emisi gas

buang HC dan NOx serta paparan radiasi ultraviolet. Ozone merupakan

gas yang sangat beracun dan dapat merusak paru paru.

 Sulfur oksida (SOx) : Sulfur dioksida SO2 diproduksi dari sulfur yang

tercampur pada bahan bakar. Gas SO2 tidak berwarna namun beracun

dan dapat bereaksi membentuk asam sulfat.

 Lead (Pb) : Lead atau timbal ditambahkan pada bahan bakar untuk mencegah knocking namun sudah tidak digunakan lagi. Timbal merupakan logam berat yang dapat mengendap pada tubuh terutama hati, dan sangat beracun.

2.2. Regulasi Emisi Gas Buang yang Berlaku

2.2.1.Klasifikasi Kendaraan yang Distandarkan

(15)

6

Gambar 2.1. Klasifikasi Kendaraan

Sumber : NewDelphi.2016.Worldwide Emissions Standards: Passenger Cars and Light Duty Vehicles. North America : Delphi.

Kendaraan diklasifikasikan secara umum dengan kategori M dan N. M merupakan kendaraan untuk membawa penumpang dengan jumlah roda minimal 4. Lalu dikategorikan lagi berdasarkan jumlah maksimal penumpang diatas atau dibawah 9 orang dan berdasarkan GVW dibawah 3500kg, diantara 3500 kg hingga 5000 kg dan diatas 5000 kg.

Kendaraan tipe N merupakan kendaraan untuk membawa barang dengan jumlah roda minimal 4. Tipe N diklasifikasikan lagi berdasarkan GVW dan

Reference Mass. Reference Mass didefinisikan sebagai massa kendaraan

dikurangi dengan massa penngemudi yang distandarkan 75 kg, dan ditambahkan dengan massa seragam sebesar 100 kg.

2.2.2.Standar Regulasi EURO 1 Hingga EURO 6

Standar regulasi EURO akan berbeda pada kendaraan tipe M dan N. Standar regulasi EURO membatasi kandungan emisi gas buang kendaraan tersebut, seperti kandungan HC, NOx, CO, partikulat, dan campuran HC dan

NOx. Pembatasan kandungan emisi gas buang pun dibedakan berdasarkan jenis

(16)

7

Gambar 2.2. Standar Regulasi EURO 1-4 Kendaraan Tipe M

Gambar 2.3. Standar Regulasi EURO 1-4 Kendaraan Tipe N

(17)

8

Gambar 2.4. Standar Regulasi EURO 5-6 Kendaraan Tipe N dan M

2.3. Teknologi Pengurangan Emisi yang Ada di Dunia

Peningkatan standar regulasi EURO mengakibatkan teknologi pembatasan emisi pada kendaraan bermotor yang terus berkembang [2]. Terdapat banyak sekali penelitian dan riset untuk meminimalkan emisi gas buang. Pengurangan polutan emisi gas buang dapat dilakukan sebagai berikut :

 Operation

Penggunaan kendaraan bermotor yang lebih efisien.

 Engine Design

Mengoptimalkan desain mesin agar meminimalkan kehilangan energi secara mekanik maupun termodinamik.

 After Treatement

(18)

9

 Fuel Replacement

Mengganti bahan bakar yang digunakan bahan bakar yang menghasilkan emisi yang lebih rendah.

Beberapa poin tersebut telah dikembangkan dan ditemukan teknologi untuk mengatasi masalah emisi. Berikut adalah contoh contoh teknologi untuk mengurangi emisi gas buang.

 Penggunaan bahan bakar alternatif seperti biodiesel, etanol,

Compressed Natural Gas (CNG) dan Liquefied Petroleum Gas (LPG)

[1].

 Sistem pengontrol rasio udara dan bahan bakar pada ruang bakar untuk mesin berbahan bakar bensin. Teknologi ini dapat digunakan untuk mengoptimalkan kebutuhan udara dan bahan bakar untuk mencapai pembakaran stokiometrik. Teknologi pencampuran sebelum ruang bakar dan direct injection telah berkembang. Pencampuran sebelum ruang bakar menggunakan sistem Throttle Body Injector (TBI) dan

Multi Point Fuel Injection (MPFI) untuk mengoptimalkan kontrol

pembakaran [1]. Namun Direct Fuel Injection masih memberikan efisiensi volumetrik dan termodinamik yang lebih tinggi daripada teknologi campuran sebelum ruang bakar. Pada kendaraan berbahan bakar diesel teknologi yang digunakan adalah injeksi bahan bakar bertekanan tinggi dengan variable timing injection dan pengukuran dan desain ulang nozzle dan piston bowl. Ada pula teknologi

Controlled Auto-Ignition (CAI) yang mematik pembakaran pada ruang

bakar dibeberapa titik. CAI membuat emisi gas buang dengan NOx

yang rendah karena mengurangi temperatur ruang bakar secara efektif [8].

(19)

10

bahan bakar, sedangkan NOx akibat dari temperatur didalam silinder

ruang bakar yang terlalu tinggi. Emisi HC dapat dikurangi dengan memperkecil volume celah silinder, memformulasikan ulang pelumas, dan mengontrol timing variabel katup, dan variabel pematikan untuk

cold start. Emisi NOx dapat dikurangi dengan meningkatkan sirkulasi

campuran dengan Variable Valve Timing (VVT), ruang bakar

fast-burn, dan beberapa valve intake dan exhaust. Ada pula teknologi

penanganan udara dengan Air Intake Turning dan turbocharger

turning untuk mengontrol proses pembakaran. Dengan memanfaatkan

gas buang untuk mengontrol udara untuk kondisi operasi yang spesifik, maka penggunaan bahan bakar akan semakin berkurang yang berakibat pada pembentukan gas buang yang semakin sedikit pula [1].

 Exhaust Gas Recirculation (EGR) adalah teknologi untuk mengontrol

emisi NOx pada kendaraan berbahan bakar bensin atau diesel. NOx

terbentuk ketika gas pembakaran mencapai temperatur tinggi. EGR mensirkulasikan gas buang ke ruang bakar untuk memperlambat pembakaran dan mengurangi temperatur tertinggi pembakaran. Resirkulasi gas diambil dari pipa exhaust dan diteruskan ke intake [8].

 Sistem pengolahan gas sisa pembakaran yang akan dibuang menggunakan beberapa teknologi untuk mengurangi emisi gas buang. Salah satunya adalah Three Way Catalytic Converter (TWC). TWC merupakan sejenis filter dari keramik yang telah dilapisi Alumina Oksida, yang akan bereaksi dengan HC dan CO untuk membentuk air dan CO2 pada rasio udara dan bahan bakar mendekati stokiometrik.

NOx pun akan bereaksi menghasilkan nitrogen dan oksigen namun

tidak akan terjadi jika sudah ada terlalu banyak oksigen di gas buang. Pada kendaraan berbahan bakar diesel ada teknologi bernama Lean

(20)

11

menyerap NOx pada campuran miskin rendah temperatur dan

melepaskannya pada saat campuran kaya, tidak seperti TWC yang kerja optimalnya saat mendekati campuran stokiometrik. Selain itu ada pula Selective Catalytic Reduction (SCR), yang menggunakan ammonia untuk mengurangi NOx [1].

 Pada kendaraan berbahan bakar diesel terdapat emisi berupa partikulat yang membutuhkan teknologi untuk menguranginya. Diesel Oxidation

Catalyst (DOC) menggunakan metal mulia seperti platinum dan

platinum-paladium untuk mengoksidasi HC, CO dan Soluble Organic

Fraction (SOF) dari kandungan partikulat. DOC sangat bergantung

pada kandungan SOF yang biasanya tinggi saat beban rendah dan bekerja mereduksi hingga 50%. Namun pada beban tinggi reduksinya hanya mencapai 10%. Diesel Particulate Filter (DPF) merupakan teknologi untuk memfilter partikulat solid. Reduksi partikulat dengan DPF dapat mencapai efisiensi sebesar 40-70%. Wall-flow PM Filter

(21)

12

BAB III KONDISI EMISI GAS BUANG TERKINI

3.1. Kondisi Pencemaran Udara Akibat Gas Buang di Indonesia Saat Ini

Emisi gas buang yang dihasilkan kendaraan bermotor memiliki dampak yang buruk bagi lingkungan. Seiring dengan peningkantan jumlah kendaraan bermotor muncullah kebutuhan akan sebuah regulasi yang bisa mengurangi dampak pencemaran lingkungan khususnya pencemaran udara di Indonesia.

Di Indonesia sendiri sebuah indeks yang menyatakan tingkat pencemaran udara yang terjadi sudah ditentukan dalam keputusan Kabapedal tahun 1997 (Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan No:KEP- 107/KABAPEDAL/11/1997) mengenai pedoman teknis perhitungan dan pelaporan Indeks Standard Pencemaran Udara (ISPU) [4].

Gambar 3.1. Kriteria Kualitas Udara Berdasarkan KEPMEN LH No : KEP- 107/KABAPEDAL/11/1997

(22)

13

Gambar 3.2. Polusi Udara Akibat PM2.5 di Jakarta

Sumber : Yudha, Satya Widya. 2017. Air Pollution and Its Implications For Indonesia: Challenges and Imperatives For Change.Indonesia: Green Economy Caucus.

Nilai dari ISPU memiliki nilai yang sama dengan AQI (Air Quality Index) yang digunakan untuk mengukur konsentrasi PM10 [6].

Gambar 3.3. Polusi Udara di Dunia

(23)

14

Kondisi (Air Quality Index) dari berbagai belahan dunia secara realtime (29 Oktober 2017) [5]. Dalam gambar terlihat bahwa daerah Cina, Amerika Serikah Negara Bagian California, dan beberapa titik di Eropa, memiliki AQI yang cukup tinggi. Di Indonesia sendiri hanya ada beberapa kota yang kualitas udaranya dipantau secara intensif oleh BMKG [5]. Menurut International Energy Agency pada tahun 2015, Indonesia merupakan kontributor emisi gas rumah kaca ke 6 terbesar sedunia dan berkontribusi 4.5% dari total emisi gas rumah kaca secara global [6].

Pada tahun 2010 populasi penduduk jakarta menyentuh 9.6 juta atau sekitar 58% diantarnya merupakan korban dari berbagai kasus penyakit akibat polusi udara. Dana yang dikeluarkan untuk memenuhi kebutuhan kesehatan sampai saat itu adalah sekitar 38,5 triliun rupiah.

Gambar 3.4. Data Sumber Kontribusi Emisi di Indonesia dan Pertambahan Jumlah Emisi

Sumber : Yudha, Satya Widya. 2017. Air Pollution and Its Implications For Indonesia: Challenges and Imperatives For Change.Indonesia: Green Economy Caucus

(24)

15

Gambar 3.5. Data Peningkatan Emisi di Indonesia

Sumber : Yudha, Satya Widya. 2017. Air Pollution and Its Implications For Indonesia: Challenges and Imperatives For Change.Indonesia: Green Economy Caucus

(25)

16

(26)

17

Gambar 3.6b Estimasi Pertumbuhan Kendaraan Bermotor

Sumber : http://pubdocs.worldbank.org/en/183201496935944434/200417-AirQualityAsia-Air-Pollution.pdf (diakses 30 Oktober 2017)

(27)

18

3.2. Kondisi Standar Emisi di Indonesia

Standar regulasi Emisi di Indonesia saat ini adalah EURO 2. Setelah diwacanakan sejak 2012 lalu, aturan emisi Euro IV akhirnya dikeluarkan melalui Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan No. P.20/MENLHK/SETJEN/KUM.1/3/2017 tentang Baku Mutu Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru Kategori M, N, dan O atau yang lebih dikenal dengan Standar Emisi Euro IV.

“Di sini ada dua tahapan, pertama untuk kendaraan bermesin bensin

mulai berlaku efektif 18 bulan lagi (September 2018), sementara untuk kendaraan diesel empat tahun ke depan, sejak Permen ditandatangai pada 10

Maret,” ujar Karliansyah, Direktorat Jendral Pengendalian Pencemaran dan Kerusakan Lingkungan Kementrian Lingkungan Hidup Senin (3/4/2017).

(28)

19

Gambar 3.6. Peta Emisi Berdasarkan Persebaran Partikulate Matter di Indonesia

Sumber : WHO Particulate Matter. Global Ambient Air Pollution http://maps.who.int/airpollution/ [diakses 30 Oktober 2017]

3.3. Perbandingan Kondisi di Indonesia dan Negara Lain

Prediksi dari kenaikan emisis gas buang dipetakkan ke dalam roadmap untuk mnanggulangi kenaikan angka kendaraan bermotor dengan menaikan standar regulasi dari emisi gas buang. Peta strategi ini dilakukan untuk memenuhi kebutuhan regulasi yang sesuai dengan EURO 5 di setiap negara pada tahun 2025. Rincian dari setiap kegiatan itu dapat dilihat paad tabel di bawah ini :

Gambar 3.7. Roadmap Nasional dalam Penerapan Regulasi Emisi hingga 2025

(29)

20

3.3.1.Kualitas Udara di Eropa

Kenaikan emisi bahan bakar yang cukup signifikan dan membuat resah akibatnya dilakukan penetapan regulasi untuk mengurangi kemungkinan

dampat yang lebih besar. Di eropa dibuatlah suatu atura “EURO” untuk

mengatur emisi dari bahan bakar. Regulasi tersebut terus dikembangkan berdasarkan waktu dan kebutuhan yang disesuaikan pada masing-masing kendaraan.

Gambar 3.8. Konsentrasi PM di Eropa dan Klasifikasi Warnanya

(30)

21

3.3.2.Kondisi Emisi Eropa Hingga 2013

Dengan diberlakukan regulasi tentang emisi gas buang dari dkendaraan bermotor itu menghasilkan dampak yang positif. Trend dari emisi gas buang setiap tahunnya bisa mengalami penurunan yang merupakan ciri keberhasilan dalam pemberlakukan regulasi EURO di Eropa. Regulasi ini juga berpengaruh pada sektor yang lain seperti sektor industri dan rumah tangga. Regulasi yang dilakukan terbukti berhasil mengurangi penggunaan bahan bakar sehingga banyak sekali keuntungan yang bisa diambil.

Gambar 3.9. Persen Emisi di Eropa Pada Tahun 2004

(31)

22

Gambar 3.10. Emisi Dari Berbagai Sektor Sumber Emisi di Eropa pada Tahun 2004

(32)

23

3.3.3.Peta pencemaran Emisi di Eropa

Berdasarkan pembagian wilayahnya emisi di eropa dapat dibagi sesuai dengan yang terterra di peta berikut. Ini menunjukkan wilayah yang memiliki tingkat kerapatan dari emisi.

Gambar 3.11. Konsentrasi PM2.5 di Eropa Pada Tahun 2013

(33)

24

Gambar 3.12. Konsentrasi Ozonedi Eropa Pada Tahun 2013

(34)

25

Gambar 3.13. Konsentrasi NO2 di Eropa Pada Tahun 2013

(35)

26

3.3.4.Data kendaraan pribadi yang di Negara Eropa dan negara sekitarnya

Gambar 3.14. Data Jumlah Kendaraan di Dunia dari Tahun 2011 hingga 2015

(36)

27

BAB IV

ANALISIS

4.1Analisis Standar Regulasi di Indonesia Untuk 10 Tahun Kedepan

Saat ini kondisi Indonesia mengalami pertumbuhan pengguna kendaraan bermotor yang akan terus meningkat 10 hingga 15 tahun kedepan. Pertumbuhan pengguna kendaraan akan menghasilkan emisi gas buang semakin banyak. Bisa dilihat pada Gambar 3.4. menunjukan bahwa persentasi kontribusi emisi di Indonesia berasal dari sektor transportasi sebesar 30%. Disisi lain standar regulasi emisi di Indonesia masih belum berkembang. Standar regulasi Euro 2 yang berlaku dan Euro 4 yang dalam tahap pengembangan akan menyebabkan emisi gas buang yang semakin banyak di Indonesia seperti pada Gambar 3.5.

Emisi gas buang di Indonesia dihasilkan dari kendaraan berpotensi paling besar dalam 10 tahun kedepan berdasarkan standar regulasi emisi Euro 2 akan membahayakan masyarakat Indonesia. Peningkatan kadar emisi gas buang di atmosfer akan menyebabkan penyakit dan fenomena alam yang timbul akibat komponen komponen tersebut. Contohnya peningkatan kadar asam di atmosfer akan menyebabkan hujan asam, peningkatan kadar CO akan menyebabkan keracunan akibat CO, menghirup NOx akan menyebabkan kerusakan saluran

pernafasan dan partikulat akan merusak paru paru.

Dengan pembatasan standar regulasi emisi Euro 2 seperti pada Gambar 2.3., konsentrasi HC dan NOx masing masing belum dibatasi, masih dalam

bentuk kombinasi. Pada standar regulasi emisi Euro 5 telah distandarkan polutan seperti Tetrahydrocannabinol (THC) dan Non-methance Hydrocarbon

(37)

28

angka yang jauh lebih rendah dari Euro 2. Dengan peningkatan standar regulasi emisi dari Euro 2 ke Euro 5, kadar polutan di atmosfer akan berkurang selama 10 -15 tahun kedepan.

4.2Teknologi yang di Butuhkan Untuk Mencapai Standar Regulasi Emisi Euro 5

Pada dasarnya penerapan teknologi kendaraan Euro 5 dan Euro 6 dapat terangkum dalam tabel di bawah ini.

Bensin Diesel

Euro 5 • Peningkatan kualitas pembakaran dibandingkan Euro 4

• Peningkatan kecepatan sensor oksigen

• Peningkatan kemampuan penyimpanan oksigen pada katalitik konverter dan penggunaan pelapisan material yang lebih baik Euro 6 • Peningkatan ketepatan waktu

(38)

29

Untuk memenuhi standar euro 5 terdapat beberapa macam kelompok teknologi yang dapat digunakan. Combustion System Development atau pengembangan sistem pembakaran. Sistem pembakaran dimanipulasi sedemikian rupa sehingga proses pembakaran menjadi efektif dan menghasilkan emisi seminimal mungkin. Selanjutnya adalah Emission Control Technology atau lebih umum disebut aftertreatment. Gas sisa pembakaran dimanipulasi secara kimia untuk mengurangi emisi gas yang tidak diinginkan.

4.2.1 Pengembangan Sistem Pembakaran

(39)

30

4.2.1.1 Teknologi untuk mengurangi NOx pada mesin gasoline

Exhaust Gas Recirculation (EGR), Variable Valve Timing (VVT) yang dapat mengimplementasikan internal EGR, dan Controlled Auto Ignition (CAI).

a. External EGR

Gambar 4.1. Skema EGR

Sumber :Premier Auto Trade Archived News.Unserstanding EGR System http://premierautotrade.com.au/news/understanding-EGR-systems-pt-1.php [diakses 30 Oktober 2017]

(40)

31

b. Internal EGR + VVT

Dengan membuka katup inlet dan exhaust secara bersama-sama pada akhir langkah exhaust maka perbedaan tekanan antara exhaust dan inlet akan menyebabkan sedikit gas buang akan masuk kembali ke silinder, teknologi ini disebut Internal EGR. Internal EGR lebih efektif dalam biaya karena tidak memperlukan saluran luar untuk menyalurkan gas buang kembali ke inlet. Dibutuhkan teknologi untuk mengatur bukaan katup yaitu Variable Valve Timing (VVT). Tapi Intenral EGR tidak akan sebaik External EGR dalam mengurangi emisi NOx. Sisi baiknya kadar emisi HC Internal EGR tidak sebesar External EGR.

c. Controlled Auto Ignition (CAI)

Ide utama dari CAI adalah inisiasi pembakaran yang terjadi di banyak titik dan simultan sehingga mengurangi perambatan api. Dengan demikian maka temperatur pembakaran tidak akan setinggi penyulutan normal sehingga kadar NOx dapat ditekan. Pembakaran yang seperti itu hanya bisa terjadi dengan AFR yang spesifik. Maka pengaturan valve menajadi sangat penting pada teknologi CAI.

4.2.1.2Teknologi untuk mengurangi NOx pada mesin diesel a. Reduced Compression Ratio

(41)

32

b. Increased EGR Cooling + Bypass Control

Gambar 4.2. EGR Control Valve

Sumber :Premier Auto Trade Archived News.Unserstanding EGR System http://premierautotrade.com.au/news/understanding-EGR-systems-pt-1.php [diakses 30 Oktober 2017]

Sebelum dimasukkan kembali ke ruang bakar, gas buang terlebih dahulu didinginkan. Dengan demikian makin besar panas yang dapat diserap oleh campuran sehingga NOx dapat diturunkan. Tapi temperatur pembakaran yang rendah menyebabkan peningkatan emisi HC dan CO

c. Advanced fuel injection

Tekanan pada injector yang tinggi dan lubang nozze yang kecil akan menyebabkan bahan bakar lebih mudah teratomisasi dan tercampur merata. Bahan bakar yang tercampur merata akan memudahkan proses pembakaran sehingga temperatur bakar tidak terlalu tinggi dan mengurangi NOx

(42)

33

Suplai udara yang meningkat akan membantu mengurangi emisi NOx.

e. Model Based Combustion Using New Sensor

Dengan sensor baru yang lebih responsif dan sistem kontrol yang lebih baik maka semua penyesuaian yang butuh dilakukan oleh engine dapat langsung cepat dilakukan.

4.2.2 Teknologi Pengontrol Emisi

Menggunakan Selective Catalytic Reduction (SCR) dan Lean NOx Catalyst (LNC).

a. Lean NOx Catalysis

Hidrokarbon (HC) sisa dari gas buang akan menjadi zat reduktan. Gas HC akan direaksikan dengan gas NOx untuk menghasilkan zat yang lebih ramah ingkungan yaitu N2, H2O, dan CO2. Untuk mendapatkan hasil konversi yang maksimal rasio HC:NOx yang dibutuhkan sekitar 6:1. LNC menghasilkan rasio konversi yang relatif rendah, yaitu sekitar 10%. Dengan menambahkan plasma non-termal, efisiensi dapat ditingkatkan sampai menjadi 50-70%.

b. Amonia Based Selective Catalytic Reduction

(43)

34

diinjeksikan dengan menggunakan ammonium carbamate (NH2CO2NH4)

yang merupakan padatan dan akan menyublim pada suhu di atas 60° C.

Berikut reaksi NOx dan NH3 yang mungkin terjadi selama proses.

4.2.3 NOx Storage

Prinsip utamanya adalah menyimpan NOx pada saat kondisi operasi miskin. Kemudian pada saat kondisi operasi kaya yang banyak menghasilkan HC di gas buang, NOx yang telah tersimpan direduksi dengan mereaksikannya sehingga menghasilkan N2, CO2, dan H2O.

Contoh dari NOx Storage adalah teknologi Lean NOx Trap (LNT), yang dapat digunakan baik di motor bensin atau diesel. Lalu Four Way Catalyst (4WC), yang banyak digunakan di motor diesel.

Gambar 4.3. Skema Reduksi NOx

(44)

35

4.2.4 Teknologi Filter Partikulat

Terdapat beberapa teknologi filter yang berpotensi untuk digunakan. Teknologi tersebut dapat dibagi ke beberapa jenis sebagai berikut.

a. Ceramic Wall Flow Filters

Menggunakan bahan keramik sebagai filter partikulat sebelum dilepaskan ke lingkungan. Material keramik yang umum digunakan adalah cordierite, silicon carbide, dan silicon nitride. Keuntungan utamanya adalah nilai trapping efficiency yang tinggi.

b. Metal Filters

Dapat menjadi salah satu opsi filter partikulat selain wall-flow filter. Walaupun nilai efisiensinya lebih rendah jika dibandingkan dengan wall-flow filter teteapi open metal filter tidak teralalu berpengaruh pada peningkatan tekanan balik dari gas buang.

c. Ceramic Fibers, Ceramic Foam dan Electrostatic Filters

(45)

36

4.3. Strategi Penerapan Teknologi Untuk Mencapai Regulasi yang Lebih Baik Dari grafik dibawah dapat dilihat penurunan tingkat PM10 pada

(46)

37

Gambar 4.4. Emisi PM10 dari Sektor Transportasi EU-15

Sumber : Wesselink,L.G., E. Bujisman, J.A. Annema. 2006. The Impact of Euro 5: Facts and Figures. Netherlands:Netherlands Enviromental Assessment Agency.

Gambar 4.5. Standar Emisi Euro 5 dan 6 NEDC

(47)

38

Pada dasarnya penerapan teknologi kendaraan Euro 5 dan Euro 6 dapat terangkum dalam tabel di bawah ini.

Bensin Diesel

Euro 5 • Peningkatan kualitas pembakaran dibandingkan Euro 4

• Peningkatan kecepatan sensor oksigen

• Peningkatan kemampuan penyimpanan oksigen pada katalitik konverter dan penggunaan pelapisan material yang lebih baik Euro 6 • Peningkatan ketepatan waktu

injeksi bahan bakar dan penambahan filter partikel pada GDI

Gambar di bawah ini menjelaskan kerangka tinjauan faktor-faktor yang

mempengaruhi emisi sektor transportasi. Kategori tindakan yang mungkin

dilakukan (baris atas) mencakup teknologi kendaraan, kualitas bahan bakar,

pemeliharaan kendaraan dan perubahan moda. Dalam setiap kategori, terdapat

sejumlah tindakan yang dapat diambil, sebagian di antaranya lebih berpengaruh

terhadap pengurangan emisi polusi lokal yang berbahaya (misalnya partikulat

(48)

39

gas rumah kaca (yang tidak berbahaya di lingkungan lokal). Sejalan dengan

posisi pembangunannya, Indonesia telah membuat kemajuan di bidang-bidang

yang disebutkan dalam kotak kuning (dan ini adalah bidang-bidang yang

menjadi fokus dari bagian ini). Dalam kerangka tersebut, tindakan-tindakan

dapat saling berkaitan. Misalnya, perbaikan kualitas bahan bakar mungkin

dibutuhkan agar teknologi kendaraan tertentu dapat diterapkan (misalnya

converter katalisis, saringanknalpot)

Gambar 4.6. Peninjauan Faktor Yang Mempengaruhi Emisi Sektor Transportasi

Sumber : Wesselink,L.G., E. Bujisman, J.A. Annema. 2006. The Impact of Euro 5: Facts and Figures. Netherlands:Netherlands Enviromental Assessment Agency.

Faktor-faktor utama yang mempengaruhi suatu negara bisa menerapkan regulasi emisi yang lebih tinggi untuk menyelamatkan kondisi kualitas adalah sebagai berikut :

1. Pembahasan kebijakan yang komprehensih yang diikuti dengan kesepakatan antara pemerintah, industry kendaraan bermotor dan indutri bahan bakar untuk mengikuti jadwal pelaksanaan EURO, sehingga dapat kedua industry dapat melakukan perubahan teknis dan finansial.

(49)

40

3. Bukti dan manfaat fiskal dan ekonomi dari tindakan tersebut dan kesadaran akan manfaat-manfaatnya oleh pengambil keputusan uta, termasuk perusahaan minyak nasional.

4. Kemauan politik yang kuat untuk mendorong reformasi kebijakan di sector otomotif dan bahan bakar.

Proses Retrofit Filter PM pada Kendaraan, partikel karsinogenik yang turut berkontribusi pada pemanasan global bisa dihindari. Filter juga bisa mengurangi konsumsi bahan bakar dan usaha pemasangan dan retrofit filter bisa menjadi impas dalam beberapa tahun.

Beberapa negara pun sudah menerapkan beberapa penerapan dari strategi retrofit pada armada diesel lama. Proses retrofit ini namun membutuhkan dukungan sumberdaya teknis yang harus memadahi agar beberapa filter yang dipasang untuk menemui persyaratan standard emisi bisa di terapkan pada kendaraan yang tepat. Beberapa pertimbangan teknis seperti temperatur rata-rata, parameter regenerasi, kapasitas filter, bentuk filter, dan performa pengurangan emisi gas buang dari filter.

Penggunaan filter pada beberapa model armada angkutan umun tentunya butuh untuk di sertifikasi oleh lembaga resmi yang berwenang. Ketahanan dari filter yang diretrofit tentunya harus memenuhi standard agar bisa mencapai target emisi gas buang sesuai dengan standard yang ditentukan.

(50)

41

4.3.2.Permasalahan Bahan Bakar

Gambar 4.7 : Karakteristik Bahan Bakar Bensin Indonesia dan standar R83-05

(51)

42

Jika kita ingin menerapkan standard emisi Euro 5 dalam waktu 10 tahun kedepan, permasalahan utama yang harus kita tangani adalah kualitas bahan bakar, baik bensin maupun diesel. Bisa dilihat dalam kedua tabel diatas mengenai kualitas bahan bakar yang sudah terdistribusi di Indonesia dan standard yang harus di capai bahkan untuk Euro 4. Untuk mencapai standard emisi Euro 5 dalam 10 kedepan tentu permasalahan ini harus segera kita tangani. Tingkat konsentrasi sulfur dalam bahan bakar yang beredar di Indonesia bahkan belum mendekati standard Euro 4.

Bahan bakar yang paling mendekati adalah Pertamax Plus dengan tingkat kandungan sulfur 75-150 ppm. Sedangkan, pada standard Euro 4 minimal tingkat kandungan sulfur yang diperbolehkan adalah 50ppm, pada Euro 5 tingkat sulfur dalam bahan bakar yang diizinkan adalah 10 ppm. Kondisi bahan bakar sekarang masih sangat jauh dari yang dibutuhkan bahkan untuk pemenuhan Euro 4. Untuk itu Pertamina harus memiliki komitmen untuk memperbaiki kualitas bahan bakar. Salah satu hambatan yang sering terdengan mengenai perkembangan peningkatan kualitas bahan bakar adalah ketidaksiapan kilang-kilang Pertamina.

(52)

43

Gambar 4.8 : Tabel perbandingan Harga BBM

Sumber : Safrudin, Ahmad. 2017. Zona Merah Pencemaran Udara. Jakarta: www.kppb.org

Australia memiliki harga yang lebih murah dari Indonesia dengan kualitas BBM standard Euro 6. Mengapa hal ini bisa terjadi ? Dalam tiga tahun terakhir Australia memperoleh bensin dengan RON 95 dengan kadar sulfur maksimal 10 pp pada harga Rp 5.181,00/L. Demikian juga dengan Malaysia yang mampu mendapatkan kualitas BBM Euro 4 walaupun sedikit lebih mahal dari HPP di Indonesia. Namun dengan perbandingan peningkatan harga yang wajar, sangatlah setimpal untuk mendapatkan kualitas BBM Euro 4 peluang untuk meningkatkan minat daam menghadapi adalah kegianbeberapa kajian yang oran gorang tertntu saja yang menghadiri.

(53)

44

kualitas bahan bakar yang sama. Seperti yang dikatakan oleh Direktur

Pengolahan Pertamina, “Jika pemerintah memberikan mandat yang tegas

kepada Pertamina dengan jangka waktu yang jelas untuk memperbaiki kualitas bahan bakar sesuai dengan standar emisi kendaraan Euro 2 maka Pertamina

akan siap dan mampu melaksanakannya”. Dahulu ketika pemerintah melakukan

perbaikan kualitas penyulingan BBM menuju kualitas Euro 2, dibutuhkan dana $500juta.

4.3.3.Strategi Penerapan Untuk Industri Kendaraan

(54)

45

Gambar 4.9: Emisi untuk kendaraan Bensin dan Diesel

Sumber : Setiapraja, Hari. Dkk. 2015. Kesiapan Indonesia Menuju Harmonisasi Regulasi Emisi Kendaraan R83-05 Diantara Negara Asean. Tangerang Selatan : BPPT.

(55)

46

dari beberapa komponen dari kendaran pun direduksi untuk mengurangi ongkos produksi, khususnya pada kendaraan-kendaraan yang berbasis manufaktur di Indonesia. Dalam beberapa jenis emisi gas buang sebenarnya kendaraan yang di uji masih masuk dalam standard, walaupun di beberapa jenis emisi gas buang konsentrasi yang dikeluarkan melebihi dari ketentuan. Berikut adalah peningkatan utama yang dilakukan terkait teknologi yang dibutuhkan untuk memenuhi standard emisi Euro 5.

Untuk bisa menerapkan dan memproduksi komponen-komponen yang disebutkan dalam bagian Analisis Teknologi, dibutuhkan kesiapan dari Industri Komponen yang juga harus memenuhi standard yang diterapkan untuk kenaikan aplikasi teknologi-teknologi yang sudah disebutkan dalam rangka penerapan standard emisi Euro 5. Menurut studi yang dilakukan Biatna DT dkk, tingkat penerapan dan pengetahuan terkait regulasi yang masih rendah hanya berkisar 14%. Diperlukan sosialisasi yang lebih intens pada Industri Kendaraan dan Industri Komponen secara bertahap untuk bisa mewujudkan aplikasi regulasi yang lebih tinggi.

4.3.4 Strategi Penerapan Euro 5 untuk Tahun 2025

Strategi penerapan kebijakan standar emisi yang lebih tinggi sudah dicanangkan oleh pemerintah seperti yang terdapat pada Gambar 3.7.

(56)

47

sebelumnya. Berkaca pada penerapan Euro 4, pada roadmap seharusnya aplikasi Euro 4 secara nasional dilakukan pada bulan Oktober 2016, namun pada kenyataanya penerapan secara kebijakan baru dapat dilakukan pada bulan April 2017 tahun ini, itupun baru akan efektif diterapkan 18 bulan setelah kebijakan diterbitkan untuk beberapa jenis kendaraan bermotor. Permasalahan seperti yang tertera sebelumnya seperti kualitas bahan bakar dan kesiapan industri dalam menerapkan kebijakan adalah faktor yang mempengaruhi

ngaretnya penerapan kebijakan.

Penerapan Euro 5 secara nasional tidak bisa dilakukan secara tiba-tiba, harus dilakukan secara bertahap. Berkaca pada penerapan Euro 4, pada tahap awal bisa dilakukan percontohan dari penggunaan kendaraan angkutan umum pada wilayah Ibu Kota yang sudah mengadopsi standar emisi Euro 5, proses retrofit filter dan beberapa modifikasi bisa dilakukan dalam penerapannya. Selain kendaraan angkutan umum, bisa juga membuat sebuah zonasi wilayah kendaraan dimana hanya kendaraan yang memiliki standar Euro 5 yang bisa memasuki. Setelah penerapan di wilayah Ibu Kota beberapa penerapan di kota-kota besar di Indonesia bisa menyusul, kemudian disusul dengan penerapan secara nasional.

(57)

48 menjadi standar baru yang realistits diterapkan mengingat perlihan menuju Euro 4 sudah dimulai sehingga memudahkan proses transisi nantinya. Perubahan standar menuju Euro 5 juga akan berdampak baik bagi kualitas udara di Indonesia.

2. Dalam proses transisi menuju standar Euro 5 dibutuhkan perubahan di sector teknologi kendaraan. Teknologi dibagi menjadi dua jenis berdasarkan prosesnya, yaitu teknologi pembakaran dan teknologi pengolahan gas buang. Teknologi yang dibutuhkan dalam penerapan standar euro 5 dapat dilihat di sub bab 4.2

(58)

49

(59)

50

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sancez, Francisco Posada, Anup Bandivadekar, John German. 2012. Estimated

Cost of Emission Reduction Technologies for Light-Duty Vehicles. USA: ICCT.

[2] New Delphi. 2015. Worldwide Emissions Standards: Passengers Cars and

Light Duty Vehicles. North America : Delphi.

[3] Heywood, John B. 1988. Internal Combustion Engine Fundamentals.

USA:McGraw-Hill, Inc.

[4] BAPEDAL,R.I.,1998.Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak