EFEK RUMAH KACA

Efek rumah kaca (ERK) adalah prosealami yang membantu terjadinya pemanasan pada lapisan atmosfer dan permukaan bumi. Hal ini terjadi karena gas-gas yang terdapatdalam lapisan atmosfer, seperti karbon dioksida (CO2), gas metan (CH4), nitrogen dioksida (NO2), chlorofluorocarbon (CFxCx) dan gas-gas lainnya mampu merubah kesetimbangan energi dari planet bumi melalui penyerapan radiasi gelombang panjang (longwave) yang diemisikan dari permukaan bumi. Tanpa adanya ERK, suhu di permukaan bumi akan dingin berkisar –18 oC, dibandingkan saat ini suhu rata-rata permukaan bumi sebesar 15 oC [4,5]. Energi sinar matahari yang melewati lapisan atmosfer sebanyak (26 %) dipantulkan kembali ke ruang angkasa oleh awan dan sebanyak 19 % diserap oleh partikel-partikel dan gas-gas yang terdapat dalam lapisan atmosfer. Sisanya sebanyak 55 % diteruskan ke permukaan bumi, di permukaan bumi sinar radiasi matahari ini digunakan untuk berbagai proses, untuk pemanasan bumi, pencairan es dan salju, penguapan air permukaan (laut, danau, sungai, waduk, dll.) dan photosintesis [4,5]. Pemanasan permukaan bumi oleh sinar matahari menyebabkan permukaan bumi seperti sebuah radiator energi gelombang panjang (radiasi infra merah). Emisi radiasi infra merah seharusnya kembali ke ruang angkasa, namun sebagian besar diserap oleh GRK yang terdapat pada lapisan atmosfer. Penyerapan radiasi infra merah oleh GRK menyebabkan terjadinya penambahan energi panas terhadap sistem lapisan atmosfer bumi. Sebanyak 90 % sinar infra merah yang dipantulkan permukaan bumi dipantulkan kembali oleh GRK yang terdapat dalam lapisan atmosfer ke permukaan bumi, sekali lagi diserap dan dipantulkan kembali oleh permukaan bumi, demikian proses ini terjadi berulang-ulang. Proses ini dikenal dengan sebutan ERK dan dampaknya menyebabkan terjadinya pemanasan global (global warming). Jumlah energi panas yang diserap oleh lapisan atmosfer dikendalikan oleh konsentrasi GRK. Konsentrasi CO2, NO2 dan CH4 dalam lapisan atmosfer telah banyak mengalami peningkatan, pada tahun 1750 konsentrasinya masing-masing adalah 280 ppm , 280 ppb dan 0,70 ppm, saat ini telah mengalami peningkatan masingmasing mencapai 360 ppm (29 %), 360 ppb (11 %) dan 1,7 ppm (143 %). Berdasarkan sejarah pengukuran suhu bumi yang dilakukan secara independen, disimpulkan bahwa suhu rerata global permukaan bumi  telah meningkat sebesar 0,5 oC selama 100 tahun terakhir. Para ilmuwan meyakini bahwa pemanasan global ini disebabkan oleh adanya peningkatan ERK. Peningkatan ERK disebabkan oleh adanya peningkatan konsentrasi GRK di lapisan atmosfer melampaui yang ditimbulkan secara alami. Walaupun terdapat ketidak-pastian yang besar, para ilmuwan meramalkan bahwa emisi GRK dan aerosol sulfat dengan laju peningkatan yang saat ini terjadi pada akhir abad yang akan datang dapat meningkatkan suhu global rata-rata sebesar 1 – 4 oC [4,5]. Dampak pemanasan global selain menyebabkan terjadinya peningkatan suhu udara juga mengakibatkan mencairnya es dan salju, meningkatkan penguapan air permukaan lebih besar lagi, sehingga meningkatkan terjadinya awan, frekuensi dan intensitas hujan. Hal ini menimbulkan perubahan iklim global, sementara mahlukhidup di bumi sangat bergantung terhadap iklim. Perubahan iklim akan berdampak negatif pada ketersediaan sumber air,sumberdaya pesisir, kesehatan, pertanian kehutanan, energi dan transportasi. Jumlah dan kualitas air minum, ketersediaan air untuk irigasi, industri, pembangkitan listrik, perikanan dan kesehatan secara signifikan dipengaruhi oleh intensitas hujan dan tingkat evaporasi. Peningkatan curah hujan dapat menimbulkan terjadinya banjir dan memberi tekanan pada daerah aliran sungai. Pada tahun 2100 para ahli telah memprakirakan bila lapisan es di kutub terus mengalami pencairan karena peningkatan Prosiding Seminar _asional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATA_ ISSN 1410-6086 Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK   123 suhu global, maka permukaan air laut akan meningkat dapat mencapai hingga 50 cm. Hal ini akan menyebabkan lebih dari 5000 mil2 lahan produktif di permukaan bumi akan terendam air. Peningkatan suhu udara dalam jangka panjang akan menyebabkan terjadinya peningkatan kematian yang disebabkan heat stress, selain itu juga akan memacu perkembangan berbagai jenis penyakit di suatu kawasan. Perubahan suhu udara dan pola hujan dapat meningkatkan potensi terjadinya kebakaran hutan dan terganggunya/ punahnya kehidupan berbagai jenis serangga, dan akan meningkatkan kebutuhan akan alat pendingin, serta transportasi air akan dipengaruhi oleh banjir  dan tingkat permukaan air [4,5].     UPAYA I_TER_ASIO_AL Berbagai dampak yang mengglobal seperti halnya ERK, hujan asam dan penipisan lapisan ozon diketahui setelah  terjadi, kejadiannya di luar jangkauan prakiraan para ahli dari berbagai disiplin ilmu. Pada pertemuan Conference Of the Parties ketiga (COP-3) di Kyoto pada bulan Desember 1997, para kepala negara menyetujui ketetapan untuk mengurangiemisi GRK yang menyebabkan terjadinya ERK. Ketetapan protokol Kyoto, Annex-I, menyatakan bahwa tiap negara secara sendiri-sendiri atau secara kelompok sepakat untuk mengurangi emisi GRK sebesar 5,2 % di bawah tingkat emisi tahun 1990. Ketetapan ini merupakan komitmen untuk periode 2008 – 2012. Ketetapan lainnya, tiap negara dianjurkan untuk melakukan penelitian, pengembangan dan peningkatan penggunaan energi baru dan terbarukan, teknologi pengurangan emisi CO2 danteknologi ramah lingkungan [6]. EMISI GAS RUMAH KACA Pembangkitan listrik dan transportasi merupakan kontribusi utama emisi GRK, saat ini emisi GRK dari sektor pembangkitan listrik diprakirakan mencapai 1/3 emisi global. Emisi GRK sisanya adalah dari kegiatan lainnya yang dilakukan manusia, di antaranya adalah dari berbagai kegiatan industri, pembakaran biomas, penggundulan hutan, pembukaan lahan untuk pembangunan dan berbagai kegiatan lainnya. Badan tenaga atom internasional (International Atomic Energy Agency, IAEA) pada tahun 1994 – 1998 telah melakukan pengkajian nilai faktor emisi GRK dari tiap jenis rantai pembangkitan listrik. Jenis rantai pembangkitan listri yang menjadi objek studi meliputi bahan bakar (BB) lignite, batu-bara, minyak bumi, gas alam, tenaga nuklir, biomas, tenaga air,tenaga angin dan tenaga surya berdasarkan teknologi tahun 1990 dan teknologi yang diharapkan beroperasi pada era 2005 – 2020. Dalam studi yang dimaksud dengan total emisi GRK untuk BB fosil adalah jumlah emisi dari cerobong selama pembakaran dan pelepasan (release) yang terjadi selama kegiatan hulu hingga hilir (seluruh rantai produksi).  Untuk pembangkitan listrik dengan tenaga air, tenaga surya dan tenaga angin ukuran dan jenis teknlogi merupakan faktor kunci dalam analisis. Analisis beban terhadap lingkungan hidup, aliran masa dan energi pada tiap tahapan posedur dihitung dengan menggunakan perangkat lunak Life Cycle Assessment (LCA). Dalam penggunaan metode LCA ataupun Process Chain Analysis (PCA) dilengkapi dengan Input Output Analysis (IOA). Pembangkitan listrik dengan tenaga nuklir dan BB terbarukan tidak ada emisi GRK pada saat produksi, emisi GRK hanya terjadi pada saat penambangan dan transportasi dan  pembangunan instalasi pembangkit listrik (IPL), dekomisioning dan pabrikasi peralatan. Dalam membandingkan seluruh tahapan (cradel to grave) diperhatikan beban terhadap lingkungan untuk berbagai jenis BB untuk teknologi yang berbeda dalam pembangkitan listrik. Dalam pembangkitan listrik dengan tenaga angin, tenaga surya dan tenaga air, analisis emisi dihitung untuk sistem primer dan sistem back-up secara terpisah. Hasil analisis ditampilkan dalam Tabe1 1 dan Gambar 1. Dalam Tabel 1 ditampilkan potensi pemanasan global dari beberapa jenis gas yang dihitung oleh International Panel on Climate Change untuk beberapa jenis GRK yang ditimbulkan dari rantai pembangkitan listrik. Potensi pemanasan global adalah ukuran suatu gas di atmosfer menangkap radiasi panas dari permukaan bumi dibandingkan terhadap gas acuan. Gas acuan yang digunakan adalah CO2. Umur gas di atmosfer bervariasi, sehingga hasil yang diperoleh diintegrasi terhadap waktu, waktu yang dipilih adalah 100 tahun kedepan. Dalam Tabel 1 dapat dilihat bahwa SF6 mempunyai kemampuan menangkap radiasi panas yang tertinggi, selanjutnya Prosiding Seminar _asional Teknologi Pengolahan Limbah VI Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATA_ ISSN 1410-6086 Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK 124 diikuti oleh ((CFCs): CFC-114)), CF4, (HCFCs): HCFC-22), ((HFCs):HFC- 134A)), N2O dan CH4. Gambar 1 menampilkan total emisi GRK untuk berbagai jenis BB, yang dinyatakan dalam setara karbon per kilowat jam listrik (g C/kWh). Data dalam Gambar 1 menampilkan data untuk pembangkitan listrik berdasarkan teknologi tahun sembilan puluhan dan teknologi yang akan beroperasi pada era 2005–2020. Hasil perkiraan yang ditampilkan dalam Gambar 1 menggambarkan perbedaan metodologi pengkajian, efisiensi konversi, kegiatan penyiapan BB, transportasi BB ke IPL dan isu-isu yang bersifat lokal. Teknologi yang akan beroperasi di masa depan adalah penyempurnaan proses konversi, reduksi selama ekstraksi dan transportasi serta emisi GRK yang rendah selama konstruksi dan pengoprasian IPL. Total emisi GRK untuk BB fosil adalah jumlah emisi dari lepasan cerobong selama pembakaran dan dari kegiatan hulu hingga hilir (penambangan, pengolahan, transportasi). Khusus emisi GRK dari pembangunan IPL, dekomisioning dan kontribusi daya dari IPL ke jaringan distribusi relatif kecil hanya 1 % dari total, sehingga diabaikan. Teknologi pembangkitan listrik dari tenaga air, surya dan angin, ukuran dan jenis merupakan faktor kunci dalam analisis. Pertimbangan mengenai lokasi geografis dan regulasi lokal untuk pembangunan IPL sangat kuat mempengaruhi laju emisi GRK. Hasil pegkajian IAEA menunjukkan bahwa teknologi untuk BB fosil mempunyai faktor emisi GRK yang tertinggi, gas alam separuh dari batu-bara atau lignite dan 2/3 dari BB minyak. Tenaga nuklir dan air mempunyai faktor emisi yang terendah dalam emisi GRK, 50 – 100 kali lebih kecil dari batu-bara, tenaga surya sedikit lebih tinggi dari tenaga nuklir