2. LANDASAN TEORI
2.1 Pemanasan Global
Jumlah gas carbon footprint rumah kaca diproduksi semakin banyak jumlah gas carbon footprint rumah kaca yang menuju ke atmosfer. Hal ini menyebabkan pemanasan global. Apabila pemanasan global semakin meningkat maka panas matahari yang terperangkap di atmosfer menjadi lebih banyak.
Dengan terperangkapnya panas matahari di bumi, maka suhu permukaan bumi akan meningkat. Gejala ini juga akan diikuti dengan naiknya suhu air laut, perubahan pola iklim seperti meningkatnya curah hujan atau pergeserah iklim.
Naiknya permukaan air laut disebabkan oleh mencairnya es di kutub maupun di gunung yang awalnya bersalju kemudian saljunya mencair.
2.2 Gas Rumah Kaca (GRK)
Gas rumah kaca merupakan gas-gas yang ada di atmosfer. Kumpulan gas ini merupakan hasil dari berbagai kegiatan yang dilakukan oleh manusia. Gas ini berkemampuan untuk menyerap radiasi matahari di atmosfer sehingga suhu di permukaan bumi meningkat. Akibat dari aktivitas manusia, suhu pada permukaan bumi meningkat secara global.
Berdasarkan GHG (Greenhouse Gas) Protocol, Perusahaan Standard klasifikasi carbon footprint membagi gas rumah kaca kedalam 3 lingkup, yaitu : 1. Lingkup 1
Lingkup 1 merupakan carbon footprint langsung dari sumber yang dimiliki atau dikendalikan. Carbon footprint yang muncul berasal dari segala sumber daya yang dimiliki oleh perusahaan itu sendiri. Contoh: Mesin, Air Conditioner, etc
2. Lingkup 2
Lingkup 2 merupakan carbon footprint-carbon footprint tidak langsung.
Carbon footprint yang muncul berasal dari sumber daya yang bukan dari perusahaan namun digunakan oleh perusahaan. Contoh: Listrik
3. Lingkup 3
Lingkup 3 merupakan seluruh carbon footprint tidak langsung (tidak termasuk lingkup 2). Carbon footprint yang muncul bukan berasal dari sumber daya yang dimiliki perusahaan. Contoh: penggunaan jasa angkut
Gambaran lebih jelas mengenai lingkup di atas, dapat dilihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 3 Macam Lingkup atau Scope Sumber: Environtmen Protection Agency (EPA)
Dalam Konvensi PBB mengenai perubahan iklim (United Nations Framework Convention on Climate Change – UNFCCC), jenis gas rumah kaca digolongkan menjadi enam, antara lain:
1. Karbon dioksida ( )
2. Dinitroksida ( ) 3. Metana ( )
4. Sulfurheksafluorida ( ) 5. Perfluorokarbon ( ) 6. Hidrofluorokarbon ( )
Gas rumah kaca yang paling banyak dihasilkan dari kegiatan manusia adalah yang berhubungan dengan penggunaan bahan bakar fosil(minyak, gas dan batubara) seperti pada penggunaan kendaraan bermotor maupun penggunaan alat- alat elektronik. Dari keenam gas rumah kaca, gas yang paling kuat efeknya adalah sulfur heksafluorida ( ) yang mempunyai GWP (Global Warming Potetial) sebesar 23.900 GWP dari . Angka-angka dari GWP akan terlihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Nilai GWP (Global Warming Potential)
Spesies Chemical formula GWP
Karbon dioksida 1
Metana 25
Diniktrosida 298
Hidrofluorokarbon 124 – 14800
Sulfurheksafluorida 22800
Perfluorokarbon 7390 – 12200
Sumber: IPCC, 2007
2.3 Carbon footprint
Carbon footprint pada saat ini belum memiliki definisi yang jelas, namun berakar pada bahasa Ecological Footprinting (Wackernagel, 1996).
Carbon footprint berdasar pada yang tercantum dalam ‘Guide to PAS 2050’
adalah suatu istilah yang digunakan untuk mengGambarkan jumlah emisi gas rumah kaca (green house gas) yang disebabkan oleh kegiatan atau entitas tertentu (Premysis Consulting, 2012). Carbon footprint adalah total emisi gas rumah kaca (GRK) disetarakan karbon dari produk di seluruh siklus hidupnya dari produksi
bahan baku yang digunakan dalam pembuatan dan pelepasan produk jadi (Termwiki, 2014). Carbon footprint adalah ukuran dampak lingkungan dari individu tertentu atau gaya hidup atau operasi organisasi, diukur dalam satuan karbon dioksida. Carbon footprint terdiri dari dua bagian, carbon footprint primer dan carbon footprint sekunder. Carbon footprint primer adalah jumlah dari emisi karbon dioksida langsung pembakaran bahan bakar fosil, seperti konsumsi domestik energi dengan tungku dan pemanas air, dan transportasi, seperti mobil dan perjalanan pesawat. Carbon footprint sekunder adalah jumlah emisi tidak langsung yang terkait dengan pembuatan dan pemecahan dari semua produk, layanan dan makanan individu atau bisnis mengkonsumsi (Rouse, 2010).
Definisi Carbon footprint yang disimpulkan adalah suatu ukuran jumlah total dari carbon footprint karbon dioksida yang secara langsung maupun tidak langsung yang dikarenakan aktivitas manusia yang berlebih dalam penggunaan listrik, bahan bakar fosil, dan energi lainnya. Satuan pengukuran yang digunakan adalah gas karbon dioksida sebagai pembandingnya. Carbon footprint dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
1. Footprint primer
Footprint primer adalah tolak ukur untuk carbon footprint langsung CO2
dari pembakaran bahan bakar, termasuk konsumsi energi domestik dan transportasi (mobil, kereta, pesawat,dll)
2. Footprint sekunder
Footprint sekunder adalah tolak ukur carbon footprint tidak langsung CO2 dari lifecycle produk-produk yang digunakan. Semakin banyak perusahaan membeli, maka semakin banyak pula carbon footprint yang dihasilkan atas nama perusahaan tersebut.
2.4 Faktor Emisi
Faktor emisi merupakan nilai rata-rata suatu parameter pencemaran udara yang dikeluarkan sumber spesifik. Faktor-faktor ini banyak dinyatakan sebagai berat polutan dibagi dengan satuan berat, volume, jarak, ataupun lamanya aktivitas yang dapat mengeluarkan emisi. Adanya variasi tersebut, menimbulkan ekspresi faktor carbon footprint dengan unit yang berbeda (IPCC, 2010).
Berikut adalah perhitungan faktor carbon footprint:
EF = SFC x NCV x CEF x Oxid x 44/12………(1)
Dimana:
EF = Emission factor
SFC = Specific fuel consumption kiloton (kiloton fuel/Mega Watt hour) NCV = Net Calorific Value ton joule/kiloton fuel (ton Joule/kiloton fuel) CEF = Carbon Emission Factor (ton CO2 /ton Joule)
Oxid = Oxidation factor
Setelah didapatkan factor emisi, maka menghitung kg = EF.pemakaian listrik (kiloWatt)
Keterangan:
SFC (Specific fuel consumption kiloton) adalah data spesifik konsumsi bahan bakar yang nilainya didapatkan dari sumber IPCC
NCV (Net Calorific Value) adalah nilai Net Calorific Value per unit massa atau volume bahan bakar. Nilai NCV didapat dari data IPCC.
CEF (Carbon Emission Factor) adalah factor carbon footprint karbon.
Oxid (Oxidation factor) nilainya didapat berdasar jenis bahan bakar.
Nilai-nilai SFC, NCV, CEF, Oxid dapat dilihat pada Tabel berikut:
Tabel 2.2 IPCC Referensi SFC (Sumber: UNFCCC CDM – PDD – Versi 02, 2004)
Jenis SFC Dalam MWh
SFC BATUBARA OC (ton) 0,462 SFC PLTU MFO OC (Kl) 0,23 SFC PLTU gas OC (mmscf) 0,0085
SFC PLTGU HSD CC (Kl) 0,194 SFC PLTGU GAS CC (mmscf) 0,00826
Tabel 2.3 IPCC Indonesian Spesifik NCVs (Sumber: Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories)
Bahan bakar NCV Satuan
Batubara 23 TJ/Kt Fuel
Crude Oil 42,66 TJ/Kt Fuel
Gas/Diesel Oil 42,66 TJ/Kt Fuel
Natural gas 42,77 TJ/Kt Fuel
Tabel 2.4 IPCC Referensi CEFs (Sumber: Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories)
Bahan bakar CEF Satuan
Batubara 26,2 tC/TJ
Crude Oil 20 tC/TJ
Gas/Diesel Oil 20,2 tC/TJ
Natural gas 15,3 tC/TJ
Tabel 2.5 IPCC Referensi Oxidation Factors (Sumber: Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories)
Bahan bakar Oxid
Batubara 0,98
Gas 0,995
Oil ,099
Tabel 2.6 Konversi Massa Karbon per Unit dari Konsumsi Bahan Bakar (Sumber:
UNFCCC CDM – PDD – Versi 02, 2004) Bahan bakar Faktor Konversi Satuan
Batubara 0.98 Kt fuel/KT fuel
Crude Oil 0.0009 Kt fuel/kiloliter
Gas/Diesel Oil 0.0009 Kt fuel/kiloliter
Natural gas 0.019922 Kt fuel/mmscf
2.5 CO2 dari Konsumsi Listrik
Konsumsi energi listri tidak secara langsung berkontribusi terhadap carbon footprint CO2, akan tetapi berperan dalam menghasilkan CO2 di pusat pembangkit listrik yang berbahan bakar fosil. Inventarisasi carbon footprint CO2 untuk pembangkitan energi listrik dihitung berdasarkan carbon footprint CO2 dari pembakaran bahan bakar dengan menggunakan pendekatan (IPCC,1996).
Carbon footprint CO2 ditentukan berdasarkan total massa ton dan tingkat output. Beberapa alat listrik yang umumnya digunakan antara lain lampu, komputer, air conditioner, dll.
2.6 Kalkulator Karbon
Menghitung carbon footprint akan membantu perusahaan maupun perorangan untuk mengetahui berapa besar carbon footprint karbon yang telah dihasilkan untuk dunia pada satu periode tertentu. Untuk mengetahui hal tersebut, dapat dilakukan dengan bantuan alat bantu berupa kalkulator karbon. Perhitungan carbon footprint yang dilakukan untuk sebuah perusahaan dihitung dengan pendekatan yang berbeda atau lebih detail. Untuk individu perhitungan carbon footprint dilakukan yang paling sederhana, yaitu konsumsi energi yang biasa digunakan contohnya tenaga listrik, kendaraan bermotor, dll. Contoh kalkulator karbon dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Kalkulator Karbon IESR (Sumber: Institute for Essential Service Reforms (IERS), 2014)
2.7 Energi dan Konversi
Dalam Carbon footprint yang menjadi topic utama adalah energi.
Energi-energi yang dikumpulkan ini akan dikonversikan menjadi carbon footprint. Dengan menjumlahkan carbon footprint, dapat diketahui carbon footprint yang diperlukan untuk sebuah produk.
2.7.1 Energi
Energi merupakan hal yang tidak terlepas dari kehidupan manusia, salah satu contohnya adalah penggunaan listrik. Perhitungan listrik dapat dilihat pada rumus (2).
Total Power: W = V.I.t (kWh)………(2)
Dimana:
W = Power (kWh)
P = Daya (kWatt) V = Voltase (Volt) I = Arus (Ampere)
t = waktu pemakaian (jam)
2.7.2 Konversi
Faktor konversi merupakan bagian utama dari Carbon footprint. Faktor konversi dari energi ke carbon footprint CO2 dapat dilihat pada Tabel 2.7.
Tabel 2.7 Faktor konversi energi (Sumber: www.carbontrust.com) Bahan bakar kgCO2e per unit Satuan Unit
Grid electricity 0,44548 kWh
Natural gas 0,18404
5,39421
kWh therms
LPG
0,21452 6,28578 1,4929
kWh therms
litres
Gas oil
3.427,2 0,27176 2,9343
Tonnes kWh litres
Fuel oil 3232,7
0,26876
Tonnes kWh
Burning oil 3.164,9
0,24555
Tonnes kWh
Diesel
3.100,1 0,24512 2,6008
Tonnes kWh litres
Petrol
3.005,8 0,23394 2,2144
Tonnes kWh litres
Tabel 2.7 Faktor konversi energi (lanjutan) (Sumber: www.carbontrust.com) Bahan bakar kgCO2e per unit Satuan Unit
Petrol
3.005,8 0,23394 2,2144
Tonnes kWh litres Industrial oil 2.339,1
0,31304
Tonnes kWh
Wood pellets 0
0
Tonnes kWh
Faktor konversi tidak hanya dihitung dari energi yang digunakan, namun faktor carbon footprint juga berasal dari material yang digunakan. Faktor konversi dari material ke carbon footprint CO2 dapat dilihat pada Tabel 2.8.
Tabel 2.8 Faktor Konversi Material (Sumber: www.carbontrust.com) Material kgs CO2e
Iron and steel 1,6
Steel 4,0
Copper 5,5
Aluminium 9,2 PVC plastic 4,4 LDPE plastic 2,5 HDPE plastic 2,0 PET plastic 2,3
Glass 0,6
Plywood 0,57
Lumber 0,19
Silica Sand 0,006 Phosphor Copper 2,9
Coating 0,27
Energi yang berbentuk bahan bakar bisa diubah menjadi satuan kWh.
Konversi untuk energi yang berbentuk bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 2.9.
Tabel 2.9 Konversi satuan bahan bakar (sumber: www.carbontrust.com)
Solid Fuels kWh/tonne
Coal (weigthed average) 7500 Industrial wood 3806 Short rotation coppice 3084
Straw 4389
Liquid Fuels kWh/tonne litres/tonne kWh/litre
Fuel oil 12029 1024 12
LPG 13668 1968 7
Gas/diesel oil 12584 1153 11
Burning oil 12834 1245 10
Petrol 12807 1362 9
Gaseous Fuels kWh/tonne litres/tonne kWh/m3
Natural gas - - 11.13
Setelah mengetahui jumlah carbon footprint karbon, dapat dikonversikan ke dalam biaya. Harga carbon footprint karbon berdasarkan Carbon Trust sama dengan $23/ton.
2.8 Penelitian Sebelumnya
Penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh mahasiswa dari Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya. Penelitian mengenai carbon footprint di ITS dilakukan oleh Yanto. Penelitian yang dilakukan berkaitan dengan carbon footprint sekunder untuk gedung-gedung yang ada di ITS.
Penelitian ini memiliki kesamaan dengan penelitian Yanto dalam perhitungan carbon footprint dan menggunakan lokasi yang sama, yaitu berada di pulau Jawa.
Faktor emisi dari penelitian Yanto tersebut akan digunakan untuk penelitian ini.
Perbedaan penelitian Yanto dengan penelitian penulis adalah dari sisi lingkup.
Lingkup yang dihitung oleh Yanto adalah lingkup 2 saja, sedangkan pada
penelitian ini mencakup lingkup 1, 2 dan 3. Faktor emisi yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut:
Tabel 2.10 Pembangkit Listrik di Jawa (Sumber: Yanto)
Nama Unit pembangkit Jenis pembangkit Bahan bakar Produksi Listrik (MW)
Unit Pembangkit Gresik
PLTG HSD/gas
2259,18
PLTGU HSD/gas
PLTU MFO/gas
PLTG Gili HSD
Unit Pembangkit
Paiton PLTU Batubara 800
Unit Pembangkit
Paiton Baru PLTU Batubara 1 x 660 MW
Unit Pembangkit Muara Karang
PLTU unit 1-2-3 MFO/HSD
1.208,58 PLTU unit 4-5 Campuran gas
dan minyak
PKTG Gas
Unit Pembangkit Muara Tawar
PLTG Gas
920 PLTGU Gas dan uap
Perhitungan faktor emisi dari penelitian Yanto didapatkan sebagai berikut:
2.9 Benchmark
Nilai emisi rata-rata yang digunakan pada saat ini di Indonesia menurut Direktur Eksekutif Indonesian Iron and Steel Industry Association (IISIA), Edward Pinem adalah untuk satu ton logam steel akan mengasilkan emisi CO2 sebanyak 0,46-0,9 ton.
Emisi negara untuk ekspor akan disesuaikan dengan negara yang dituju.
Emisi untuk setiap negara tidak akan dihitung dengan lingkup 1 dan lingkup 3, namun hanya akan dibandingkan dengan lingkup 2. Beberapa nilai emisi rata-rata negara mengenai emisi peleburan dapat dilihat pada Tabel 2.11.
Tabel 2.11 Emisi Rata-rata Mengenai Emisi Peleburan (Sumber: World Energi Council)
Nama Negara toe/t
Australia 0,4
Filipina 0,6
Thailand 0,31
Jepang 0,37
Korea Selatan 0,32
Taiwan 0,3
China 0,49
India 0,51
