Apa yang akan Menjadi Masa Depan Bahan Bakar Jet?

Foto: Airport Technology

Teknologi.id x Indonesian Engineering Association - Dunia saat ini sedang dalam perubahan paradigma yang cepat untuk mendekarbonisasi hampir setiap industri, sektor penerbangan tampaknya berada di ambang krisis. 

Pesawat saat ini bertanggung jawab atas sekitar 2-3% emisi CO2 di seluruh dunia, tetapi diperkirakan akan meningkat menjadi sekitar 25% pada tahun 2050 karena kami melihat permintaan untuk perjalanan udara meningkat secara eksponensial. 

Meskipun industri lain telah membuat roadmaps yang jelas tentang bagaimana mereka dapat membuat teknologi mereka lebih ramah lingkungan, seperti bergerak menuju kendaraan listrik di industri otomotif, sektor penerbangan masih merasa sulit untuk menemukan alternatif kerosene yang layak.

Kerosene adalah hidrokarbon yang mudah terbakar yang dapat diekstraksi dari penyulingan minyak mentah dan biasanya memiliki antara 10 hingga 16 atom karbon dalam molekulnya. 

kerosene adalah bahan bakar utama untuk pesawat karena beberapa alasan, terutama titik beku, titik nyala, dan kepadatan energi. 

Semakin panjang rantai hidrokarbon, yaitu jumlah atom karbon yang dimilikinya, semakin tinggi titik leleh/bekunya. 

Untuk kerosene, meskipun tergantung pada grade bahan bakar jet, titik beku standarnya adalah -47ºC dan memiliki titik nyala antara 36 dan 65ºC. 

Kadang-kadang, kerosene dicampur dengan bensin, rantai hidrokarbon yang lebih pendek, untuk mengurangi titik bekunya, tetapi ini menurunkan titik nyala bahan bakar, yang merupakan suhu terendah di mana bahan bakar dapat menguap untuk membuat campuran yang mudah terbakar. 

Ini berbahaya karena dapat membuat ledakan yang tidak diinginkan menjadi lebih mungkin terjadi, yang diperburuk oleh fakta bahwa titik didih menurun pada ketinggian jelajah karena tekanan yang lebih rendah. 

Terakhir, kepadatan energi volumetrik yang tinggi (38,3 MJ/m^3) kerosene membuatnya layak untuk terbang jarak jauh.

Ada beberapa gagasan tentang bahan bakar yang mampu menjadi pengganti kerosene yang baik, dan salah satunya adalah etanol, alkohol rantai karbon pendek. 

Itu memang memiliki titik beku yang jauh lebih rendah pada -113 C tetapi juga titik nyala yang lebih rendah pada 13ºC bersama dengan kepadatan energi volumetrik 40% lebih sedikit daripada kerosene membuat bahan bakar ini tidak layak untuk penerbangan. 

Di sisi lain, biodiesel memiliki masalah sebaliknya, titik nyala yang sangat tinggi, tetapi titik beku sekitar 1 C, yang berarti bahan bakar akan hampir seperti lilin di tangki bahan bakar, sehingga tidak dapat digunakan. 

Hidrogen merupakan salah satu bahan bakar yang banyak dicari merupakan alternatif revolusioner, karena bahan bakunya hanya air. 

Namun, masalah utama dengan hidrogen adalah bahwa pesawat saat ini tidak dapat menampung bahan bakar ini karena kebutuhan penyimpanannya serta pembangkit listrik. 

Menggunakan hidrogen sebagai standar berarti bahwa pesawat terbang perlu didesain ulang dari awal, dan setiap pesawat operasional saat ini harus dinonaktifkan; biaya yang dibutuhkan tentunya tidak memungkinkan hidrogen menjadi pesaing utama alternatif kerosene.

Lalu bagaimana jika kita membuat kerosene menggunakan teknologi yang lebih hijau? Itu mungkin dan campuran yang dihasilkan adalah apa yang dikenal sebagai electrofuel, yang merupakan alternatif karbon netral untuk bahan bakar yang ada. 

Di sisi teknis, tidak sepenuhnya sulit untuk membuatnya, karbon diekstraksi dari atmosfer melalui penangkapan karbon, dan akan direaksikan dengan hidrogen hijau, yaitu hidrogen yang diciptakan melalui sistem energi terbarukan. 

Hasilnya adalah metana, dan hidrokarbon ini dapat dimurnikan lebih lanjut untuk mendapatkan kerosene dengan hampir tidak ada emisi CO2 yang tertanam. 

Ini adalah ide bagus sampai kami menyadari hambatan biaya yang akan dipasang oleh teknologi ini; membuat e-kerosene akan mahal karena tidak memiliki skala ekonomi seperti yang dimiliki rantai pasokan kerosene saat ini. 

Hasil dari ini akan menjadi lonjakan harga perjalanan udara yang tak terhindarkan bahkan jika bahan bakar akan diperkenalkan secara bertahap. 

Oleh karena itu wajar untuk mengatakan bahwa suka atau tidak suka, mengubah netral karbon tidaklah murah, dan konsumen harus menerima perubahan gaya hidup untuk mengakomodasi netralitas karbon yang tersebar luas, tidak hanya di industri ini tetapi semuanya.