Evaluasi Penggunaan Energi dan Emisi Gas CO2
pada Rantai Pasok Daur Ulang Sampah Plastik
Marudut Sirait
Teknik Industri, Universitas Brawijaya Jln. MT. Haryono 165, Malang, Jawa Timur
marudut@ub.ac.id ABSTRAK
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menilai dan mengevaluasi dampak lingkungan pada setiap rantai pasok daur ulang plastik jenis Polyethylene (PE) mulai dari proses transportasi pengambilan sampah plastik, proses sortir, pembersihan, proses daur ulang dan sampai distribusi hasil daur ulang, berupa biji plastik ke konsumen/perusahaan di Jawa Timur. Metode yang digunakan untuk mengevaluasi dampak lingkungan sepanjang rantai pasok daur ulang plastik adalah dengan pendekatan Life cycle assessment (LCA). Studi LCA ini digunakan untuk menila potensi kerusakan lingkungan untuk menghasilkan 1 ton biji plastik PE. LCA daur ulang plastik ini hanya fokus pada pengunaan energy dan emisi gas CO2 sebagai gas penyebab utama pemanasan global dan perubahan iklim. Selanjutnya, untuk mengekspresikan pengunaan energi dan emisi gas CO2 metode yang digunakan adalah metode single score, seperti energy demand dan metode global warming gas.
Hasil penilaian menunjukkan bahwa, pengunaan energi paling besar sepanjang rantai pasok daur ulang plastik terdapat pada bagian proses produksi (proses pemanasan, pendinginan dan pemotongan) yaitu sebesar 25552 MJ diikuti pada proses distribusi biji plastik ke konsumer sebesar 6710 MJ, proses pengemasan sebesar 662.4 MJ dan proses transportasi sebesar 616 MJ. Untuk emisi gas CO2, penghasil emisi gas CO2 terbesar juga terdapat pada proses produksi sebesar 1486 KgCO2eq, diikuti oleh proses distribusi ke kostumer sebesar 89,2 KgCO2eq, kemudian pada proses pengemasan sebesar 126 KgCO2 eq, dan yang terakhir adalah pada proses transportasi bahan baku dari supplier sebesar 45 KgCO2Eq.
Kata kunci— Daur ulang plastik, Pengunaan energy, Emisi Gas CO2, life cycle assessment.
I. PENDAHULUAN
Sejak ditemukannya plastik pada tahun 1968, pengunaan plastik sangat luas di seluruh dunia sebagai bahan penganti bahan logam dan kayu untuk kebutuhan manusia. Plastik menjadi material primadona karena materialnya yang kuat, ringan dan murah. Implikasinya, plastik menjadi bahan utama pada pembuatan produk peralatan elektronik, industri otomotif, kemasan makanan, kemasan air mineral dan peralatan rumah tangga. Sebagai akibatnya, pengunaan plastik dari tahun ke tahun semakin meningkat di seluruh dunia yang mengakibatkan penumpukan sampah plastik dari berbagai produk dan kemasan. Saat ini Indonesia sebagai penghasil sampah plastik terbesar kedua dengan kontribusi sebesar 187 juta ton setelah negara China sebagai negara terbesar penghasil sampah plastik dengan kontribusi sebesar 263 juta ton (Hidayat, et al, 2016). Di Indonesia, menurut data dari Kementrian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK, 2016) yang menyatakan bahwa plastik hasil dari 100 toko atau anggota Asosiasi Pengusaha Ritel Indonesia (APRINDO) dalam waktu satu tahun , sudah mencapai 10,95 juta lembar sampah kantong plastik. Hasilnya, sampah plastik, seperti botol air mineral, kantong plastik sangat mudah ditemui di berbagai tempat di Indonesia, sehingga sampah plastik menjadi persoalan serius bagi semua negara, termasuk Indonesia.
Sampah plastik telah menjadi musuh serius bagi kelestarian lingkungan hidup karena telah membawa dampak yang negatif terhadap lingkungan tanah, air, laut dan udara. Sampah plastik telah menjadi sampah yang berbahaya dan sulit dikelola, karena untuk menguraikan sampah plastik dibutuhkan waktu puluhan bahkan ratusan tahun sampai sampah bekas plastik itu
benar-benar terurai (Boustead, I, 2005). Bahkan diperlukan waktu 1000 tahun untuk dapat terurai oleh tanah secara sempurna atau terdekomposisi . Juga pada saat terurai , partikel-partikel plastik akan mencemari tanah dan air tanah sehingga menurunkan kulitas tanah. Tindakan pembuangan sampah plastik ke laut juga membawa dampak yang merusak terhadap lingkungan biota laut, termasuk kematian ikan dan biota laut lainnya. Dampak lingkungan yang lain yang penting dikelola adalah pada polusi udara, terutama produksi gas pembentuk pemanasan global, seperti gas CO2 selama proses produski dan transportasi palstik. Sebagai tambahan, selama proses
produksi sampai tahap akhir, sampah plastik menghasilkan gas- gas pembentuk rumah kaca ke atmosfer yang menyebakan pemanasan global (Awaja F, Pavel D., 2005).
Untuk merespon dan mengatasi persoalan sampah tersebut, sejumlah negara mulai mengurangi penggunaan plastik, khususnya kantong plastik seperti negara, Australia, Fiipina, Irlandia, Swedia, Denmark, Taiwan, Skotlandia, Hongkong, Finlandia, Jerman, dan Swiss. Indonesia melalui Kementrian Lingkungan Hidup (KLHK, 2016) menargetkan penurunan sampah plastik Indonesia sebesar 1.9 ton sampai pada tahun 2019. Juga berbagai metode dan strategi sudah diperkenalkan untuk mengurangi sampah plastik. Saat ini metode yang paling banyak digunakan dan paling efisien adalah dengan metode daur ulang (recycling) dan pembakaran sampah plastik (Shen L, Worrell E, Patel MK, 2010,). Faktor ekonomis juga mendorong munculnya usaha – usahan untuk mendaur ulang sampah plastik (Awaja F, Pavel D., 2005). Di Indonesia, khususnya di Jawa timur banyak bermunculan usaha-usaha daur ulang plastik baik yang formal maupun yang tidak formal. Disisi lain, selain membawa dampak terhadap ekonomi, usaha daur ulang plastik juga membawa dampak negatif terhadap penurunan kulitas lingkungan sehingga perlu dikelola dengan manajemen yang baik. Untuk itu perlu dilakukan penilaian dan evaluasi dampak lingkungan terhadap usaha daur ulang plastik.
Saat ini penelitian tentang penilaian dampak lingkungan terhadap pengunaan plastik dan daur ulang plastik sudah ada dilakukan , seperti penelitian mengenai analis dampak lingkungan pada sampah kantong plastik (Hidayat et al, 2015), juga Ilhandika et al,(2017) melakukan penilaian dampak lingkungan pada daur ulang sampah plastik. Tetapi saat ini belum ditemukan penelitian yang fokus melakukan penilaian dan evaluasi terhadap pengunaan energi dan emisi gas CO2. pada
daur ulang sampah plastic. Oleh karena itu, makalah ini mencoba melakukan evaluasi dan
penilaian terhadap pengunaan energi dan polusi udara berupa gas emisi CO2 yang dihasilkan pada
setiap rantai pasok pada daur ulang sampah plastik. Hal ini sangat penting dalam mengurangi pengunaan energi dan menurunkan gas karbon untuk mengurangi dampak pada perubahan iklim dan pemanasan global yang menjadi masalah global saat ini.
II. MATERIAL DAN METODE A. Material
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah plastik yang didapatkan dari berbagai daerah di Jawa Timur, seperti Malang, Pasuruan, Surabaya dan Sidoarjo. Bahan baku yang digunakan adalah sampah plastik yang dihasilkan dari plastik sebesar 1 ton yang diproduski pada perusahhan XYZ di kota Pasurauan Jawa Timur.
B. Methodologi
Untuk melakukan evaluasi dan penilaian terhadap dampak lingkungan pada setiap rantai pasok pada proses daur ulang plastik, pada makalah ini menggunakan pendekatan life cycle assessment ( LCA). Tahapan implementasi LCA mengikut ISO 14000 dan (Sirait, M, 2016) dengan tahap-tahap sebagai berikut. Tahap I, penentuan tujuan dan Skope, tahap II adalah analisa inventori, tahap III adalah penilaian dampak dan tahap IV adalah interpretasi. Selanjutnya, tiap tahap akan dijelaskan seperti berikut ini.
1. Tahap I : Penentuan Tujuan dan batas.
Tujuan dari studi LCA ini adalah untuk menilai dan mengevaluasi pengunaan energy dan produski gas emisi CO2 pada setiap rantai pasok daur ulang plastik PE. Batasan untuk LCA ini adalah dimulai dari proses transportasi bahan baku dari supplier dari berbagai daerah di Jawa Timur, seperti Malang, Surabaya dan Pasuruan (Gambar 1). Selanjutnya unit yang akan digunakan dalam perhitungan adalah untuk menghitung dampak lingkungan 1 ton biji plastik PE yang dilakukan pada salah satu usaha di Jawa Timur.
Transportasi Polusi Udara Air Tanah Polusi Udara Air Tanah Polusi Udara Air Tanah Polusi Udara Air Tanah Bahan Baku Energi Bahan Baku Energi Bahan Baku Energi Boundaries
Tujuan dari inventori ini adalah untuk mengidentifikasi input ( bahan baku, energy), proses (mesin) dan Output ( limbah) yang dihasilkan selama proses pembentukan biji plastik. Proses Inventori pada tiap rantai pasok daur ulang plastik seperti pada table 1 dibawah ini.
Tabel 1 Inventori rantai pasok daur ulang plastik
Tahap Input Proses Output Sumber data
Transportasi Bahan Baku
Energi, Gasolin Truk Polusi Udara,
Tanah dan Air
Perhitungan Manufacturing
Pemanasan Pendinginan Pemotongan
Energi Listrik Mesin Pemanas Pompa Air Mesin Pemotong
Polusi Udara, Tanah dan Air
Perhitungan
Pengepakan Bahan Baku Polusi Udara,
Tanah dan Air
Hischier R., 2007
Disribusi Energi Truk Polusi Udara,
Tanah dan Air
Perhitungan
.
Gambar 1 Frame Work LCA rantai pasok daur ulang plastik 3. Tahap III. Penilaian dampak.
Karena malaklah ini fokus pada pengunaan energy dan produksi emisi gas CO2, maka
penilaian dampak yang akan dianalisa adalah jumlah pengunaan energi dan polusi udara emisi gas CO2. Meode penilaian yang digunakan untuk menilai pengunaan energy dan polusi udara
emisi gas CO2 adalah dengan metode single score. Untuk Pengunaan energi adalah dengan
metode energy demand dan global warming gas 4. Tahap. IV. Interpretasi.
Proses Manufakturing Proses Pemanasan Proses Pendinginan Proses Pemotongan Tujuan dan Batasan
Bahan Baku 3.2 Ton sampah plastik
Pengemasan
Distribusi ke Konsumen 1 Ton Biji Plastik Transportasi
Pada tahap ini akan dilakukan evaluasi dan interpretasi terhadap dampak lingkungan sebelum melakuakn pengambilan keputusan terhadap dampak lingkungan yang dihasilkan untuk produksi 1 ton biji plastik.
III. HASIL DAN DISKUSI
Hasil penilaian dan evaluasi pengunaan energy dan produksi emisi gas CO2 setiap rantai
pasok daur ulang plastik dapat dilihat pada gambar 1 dan gambar 2 dan kemudian dibahas seperti dibawah ini.
A. Pengunaan Energi
Pengunaan energi pada setiap rantai pasok pada proses daur ulang plastik yang dimulai dari tahap transportasi bahan baku, tahap manufacturing (pemanasan, pendinginan, pemotongan), pengemasan dan distribusi ke pelanggan ditunjukkan pada gambar 1. Gambar 1 menjelaskan bahwa selama proses daur ulang palstik untuk memproduksi 1 ton biji plastik mengunakan beberapa sumber energi yang tidak dapat diperbaharui (non renewable energy), seperti sumber energy dari fosil, nuclear, biomas. Juga digunakan sumber energi yang dapat diperbaharui (
renewable energy) seperti energi dari air, biomas, angin, matahari, angin dan geothermal.
Hasil penilaian mununjukkan jumlah energy yang dibutuhkan untuk semua tahapan rantai pasok daur ulang plastik untuk memproduksi 1 ton biji plastik adalah sebesar 33540.5 MJ dengan proses manufacturing memiliki kontribusi paling besar dengan kontribusi sebesar 25552 MJ dengan kontribusi masing-masing proses adalah sebagai berikut, proses pemanasan 22000 MJ, pendinginan 2960 MJ dan pemotongan 592 MJ ) , proses distribusi 6710 MJ, proses pengemasan 662.4 MJdan proses transportasi bahan baku dari supplier sebesar 616 MJ. Pegunaan energi, terutama energi listrik selama proses produksi biji plastik mengakibatkan pengunaan energi pada tahap ini menjadi pengguna energi yang paling besar. Sebaliknya pada tahap pengiriman bahan baku sampah plastik memiliki kontribusi paling kecil, karena pengunaan energy (bensin dan solar) paling sedikit disbanding dengan siklus yang lain.
Gambar 2 Penggunaan energy pada rantai pasok daur ulang plastik
0 5000 10000 15000 20000 25000
Non Renewable, Fosil Non Renewable, Nuclear Non Renewable, Biomas Renewable, Biomas Renewable, wind, solar,…
Renewable, Water Total
MJ
Penggunaan Energi
DistribusiPackaging Pemotongan Pendinginan Pemanasan Transportation Bahan Baku
3.2. Emisi Gas CO2
Gambar 3 Produksi emisi gas CO2 pada rantai pasok daur ulang sampah plastik
Hasil penilaian dampak lingkungan berupa emisi gas CO2 pada setiap rantai pasok untuk
mendaur ulang plastik untuk menghasilkan 1 ton biji plastik ditinjukkan pada gambar 1 dibawah ini. Emisi gas CO2 eqivalen didapatkan dari penjumlahan produksi CO2 fosil, CO2 Biogenik, CO2
from land Transformation dan CO2 Uptake.
Dari hasil penilaian dengan Software Simparo 18, menunjukkan bahwa total emisi CO2 yang
dihasilakan selama siklus hidup produk untuk menghasilkan 1 ton biji plastik adalah sebesar 2099 KgCO2eq, dimana penyumbang terbesar adalah pada proses manufacturing sebesar 1486
KgCO2eq dengan kontribusi tiap proses sebagai berikut, yaitu proses pemanasan kontribusi 1279
KgCO2eq, pendinginan dengan kontribusi 171 KgCO2eq, dan kontribusi proses pemotongan
sebesar 35 KgCO2eq), disusul proses distribusi biji plastik sebesar 442 KgCO2eq, kontribusi
pengemasan sebesar 126 KgCO2eq dan transportasi bahan baku sebesar 45 KgCO2eq.
Produksi terbesar polusi emisi gas CO2 terdapat pada proses siklus proses manufaktur. Hal ini
disebabkan pengunaan energi yag cukup besar selama proses pembentukan biji plastik. Disisi lain Proses transportasi bahan baku dari supplier mempunyai kontribusi paling kecil dari total jumlah emisi gas CO2 selama siklus hidup daur ulang plastik disebabkan tahap ini mengunakan energi
paling kecil dibanding dengan tahap lainnya.
Sebagai tambahan peningkatan jumlah emisi gas CO2 berbanding lurus dengan pengunaan energi.
Dengan kata lain, semakin tinggi pengunaan energi maka emisi gas CO2 juga akan meningkat.
Sehingga untuk mengurangi emisi gas CO2 adalah dengan cara mengurangi penggunaan energi
secara efisien dan efektif. Pengurangan emisi gas CO2 perlu diperhatikan karena emisi gas CO2
merupaka gas utama pembentuk gas rumah kaca yang menyebabkan pemanasan global dan perubahan iklim di dunia.
IV. PENUTUP
Hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.
1. Proses daur ulang plastik melibatkan beberapa rantai pasok, mulai dari proses pengiriman bahan baku, proses produksi, proses pengepakan dan proses pendistribusian produk jadi berupa biji plastik tipe PE.
2. Penilain dampak lingkungan yang fokus pada pengunaan energy dan polusi udara berupa emisi gas CO2 mengunakan metode LCA untuk menilai dampak lingkungan daur ulang plastik untuk sebesar untuk menghasilkan 1 ton biji plastik.
0 500 1000 1500
Transportation Bahan Baku Pemanasan Pendinginan Pemotongan Packaging Distribusi KgCO2eq
Emisi Gas CO2
CO2 Uptake Co2 From Land Transformation Biogenic Co2 Fosil Co2
3. Pengunaan energi pada rantai pasok daur ulang plastik adalah 33540.5 MJ dengan proses manufacturing memiliki kontribusi paling besar dengan kontribusi sebesar 25552 MJ dengan kontribusi masing-masing proses adalah sebagai berikut, proses pemanasan 22000 MJ, pendinginan 2960 MJ dan pemotongan 592 MJ ) , proses distribusi 6710 MJ, proses pengemasan 662.4 MJdan proses transportasi bahan baku dari supplier sebesar 616 MJ. 4. Produksi emisi gas CO2 selama proses daur ulang plastik adalah 2099 KgCO2eq, dimana
penyumbang terbesar adalah pada proses manufacturing sebesar 1486 KgCO2 dengan kontribusi tiap proses sebagai berikut, yaitu proses pemanasan kontribusi 1279 KgCO2, pendinginan dengan kontribusi 171dan kontribusi proses pemotongan sebesar 35 KgCo2eq), disusul proses distribusi biji plastik sebesar 442 KgCO2eq, kontribusi pengemasan sebesar 126 KgCO2eq dan transportasi bahan baku sebesar 45 KgCo2eq.
5. Pengunaan energi sangat berhubungan dengan produski emisi gas CO2. Semakin tinggi energy yang digunakan akan menghasilkan polusi emisi gas CO2 jugan akan tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Awaja F, Pavel D., 2005,” Recycling of PET”. Eur Polym J . 41(7):1453-1477.
Hidayat, A., Tama, I.P. and Kusuma, L., 2015. “Analisis dampak lingkungan pada proses produksi kantong plastik dengan metode life-cycle assessment (lca)”. Jurnal Rekayasa dan Manajemen Sistem Industri,
3(9).
Hischier R., 2007, “ Life Cycle Inventories of Packaging and Graphical Papers. ecoinvent-Report No. 11. Part II - Plastics. Dübendorf: Swiss Center for Life Cycle Inventories.
Boustead, I, 2005,” PET Bottles. Brussels: Association of Plastics Manufacturers, Europe.
Ilhamdika, M., Sirait, M. and Hamdala, I., 2017.,“Analisis dampak lingkungan dari proses daur ulang plastik dengan pendekatan life cycle assessment (LCA)”. Jurnal Rekayasa dan Manajemen Sistem
Industri, 5(13), pp.p2697-2707.
International Organization for Standardization, 2006,” Environmental management --- Life cycle assessment --- Requirements and guidelines. Geneva.
Kementrian Lingkungan Hidup dan Hutan Indonesia, 2016,” Pengelolaan Sampah Plastik di Indonesia Sirait, M., 2016, “Potensi Dampak Lingkungan Pada Proses Produksi Liquid Cristal Display (LCD)
Komputer”, Journal of Engineering and Management in Industrial System, 4(1), pp.40-48.
Shen L, Worrell E, Patel MK, 2010, “ Open-loop recycling: A LCA case study of PET bottle-to-fibre recycling “. Resources, Conservation and Recycling .55(1):34-52.
