Diterbitkan: 4 Juni 2024
Kontributor: Alexandra Jonker, Amanda McGrath
Sekuestrasi karbon adalah proses menangkap dan menyimpan karbon dioksida (CO2) di atmosfer, salah satu gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap pemanasan global.
Sekuestrasi karbon dapat terjadi secara alami melalui proses biologis dan geologis atau dengan menggunakan teknologi rekayasa manusia. Kedua metode tersebut membantu menghilangkan CO2 dari atmosfer dan dapat membantu mengurangi dampak perubahan iklim. Oleh karena itu, minat pada sekuestrasi karbon kemungkinan akan tumbuh karena negara-negara mengejar tujuan emisi net zero dan perusahaan mencari praktik yang lebih berkelanjutan.
Atmosfer bumi mengalami tingkat konsentrasi karbon dioksida yang belum pernah terjadi sebelumnya karena emisi gas rumah kaca meningkat—sebagian besar karena aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan deforestasi. PeningkatanCO2 dari polutan ini memerangkap panas, yang menyebabkan pemanasan global dan konsekuensinya, termasuk naiknya permukaan air laut, kejadian cuaca ekstrem, dan gangguan ekosistem.
Menurut Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), langkah-langkah mendesak harus diambil untuk membatasi pemanasan global hingga 1,5°C (34,7°F) di atas tingkat pra-industri.1 Sekuestrasi karbon dapat memainkan peran penting dalam mencapai target ini. Menangkap dan menyimpan CO2 secara langsung mengurangi keberadaannya di atmosfer, yang memperlambat laju pemanasan global dan mengurangi tingkat keparahan dan frekuensi kejadian yang terkait dengan perubahan iklim.
Selain mitigasi perubahan iklim, sekuestrasi karbon menawarkan manfaat lain. Proses sekuestrasi karbon alami, seperti fotosintesis, memainkan peran penting dalam menjaga ekosistem yang sehat. Upaya sekuestrasi juga dapat meningkatkan kesehatan tanah, meningkatkan produktivitas pertanian, dan melindungi keanekaragaman hayati dengan mendorong pertumbuhan penyerap karbon (seperti hutan dan lahan basah).
Metode untuk melakukan sekuestrasi karbon umumnya termasuk dalam empat categories ini:
Dalam sekuestrasi karbon biologis, proses alami akan menangkap dan menyimpan karbon dalam ekosistem. Sebagai contoh, melalui fotosintesis, tanaman menyerap CO2 dari atmosfer dan mengubahnya menjadi bahan organik. Kawasan alami seperti hutan, padang rumput, dan lahan basah berperan sebagai penyerap karbon yang signifikan dan dapat menyimpan karbon dalam jumlah besar untuk jangka waktu yang lama. Tanah secara alami dapat menyerap karbon, tetapi kemampuan ini terganggu ketika praktik pertanian mengganggu dan membalikkan prosesnya sehingga melepaskan karbon organik yang terperangkap.
Beberapa praktik pengelolaan lahan membantu sekuestrasi karbon biologis. Reboisasi dan penghijauan secara signifikan meningkatkan kapasitas penyimpanan karbon. Pertanian berkelanjutan—seperti pertanian tanpa olah tanah, yang meminimalkan gangguan terhadap karbon tanah, atau wanatani, yang mengintegrasikan pepohonan dan semak belukar di samping tanaman dan ternak—juga membantu sekuestrasi karbon. Memulihkan lahan basah yang terdegradasi, seperti rawa dan hutan bakau, meningkatkan penyimpanan karbon dalam sedimen dan biomassa. Namun, ekosistem ini juga dapat memancarkan metana.
Sekuestrasi karbon laut melibatkan penyimpanan karbon dioksida di lautan. Lautan secara alami menyerap sekitar seperempat dari CO2 yang dihasilkan manusia.
Ada dua strategi utama untuk membantu sekuestrasi karbon laut:
- Metode injeksi langsung menangkap CO2 dari sumber emisi dan menyuntikkannya langsung ke laut dalam. Tekanan tinggi dan suhu rendah di lautan menyebabkanCO2 larut atau membentuk struktur padat yang dikenal sebagai hidrat.
- Metode pemupukan laut bertujuan untuk meningkatkan penyerapan alami laut dengan menambahkan nutrisi, biasanya zat besi, ke permukaan laut. Metode ini merangsang pertumbuhan tanaman mikroskopis dan mikroba yang menyerap CO2 dari atmosfer melalui fotosintesis. Ketika mati, mereka tenggelam ke dasar lautan, sehingga membawa karbon yang diserap bersama mereka. Namun, metode ini masih eksperimental dan efek jangka panjangnya pada ekosistem laut tidak sepenuhnya dipahami.
Sekuestrasi karbon geologis menangkap CO2 dan menyuntikkannya ke dalam formasi batuan berpori bawah tanah yang dalam untuk penyimpanan jangka panjang—yaitu ribuan tahun. CO2 dikompresi, diangkut melalui jaringan pipa dan disimpan di lokasi seperti reservoir minyak dan gas alam yang sudah habis, lapisan batu bara yang tidak dapat digunakan, atau akuifer air asin yang dalam. Disuntikkan pada kedalaman minimal 800 meter, kondisi tekanan dan suhu tinggi memastikan penyimpanan yang efisien dalam ruang pori alami formasi geologi.
Sekuestrasi karbon dengan teknologi adalah serangkaian metode rekayasa manusia yang dirancang untuk menangkap dan menyimpan karbon dioksida dari sumber-sumber besar atau langsung dari atmosfer. Teknologi ini bertujuan untuk menghilangkan emisi karbon dari siklus karbon dan mencegah pelepasannya ke atmosfer.
Pendekatan teknologi paling terkenal untuk menyerap karbon adalah penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS). Pendekatan ini melibatkan penangkapan emisi CO2 dari kontributor utama, seperti pembangkit listrik, pabrik, dan fasilitas industri. CO2 yang ditangkap dikompresi dan diangkut (biasanya melalui jaringan pipa) ke lokasi penyimpanan geologis yang sesuai. Sekuestrasi karbon geologis adalah salah satu bagian dari proses tersebut, tetapi CCS adalah istilah yang lebih luas yang mencakup seluruh proses penangkapan, pengangkutan, dan penyimpanan karbon.
Metode teknologi lainnya termasuk:
- Penangkapan udara langsung (DAC), yang mengekstraksi CO2 langsung dari udara sekitar, menawarkan cara untuk menghilangkan emisi historis yang sudah ada di atmosfer.
- Bioenergi dengan penangkapan dan penyimpanan karbon (BECCS), yang melibatkan pembakaran biomassa (tanaman atau elemen pertanian) untuk menghasilkan energi, kemudian menangkap dan menyimpan emisi CO2 yang dihasilkan. Metode ini mungkin menawarkan potensi "emisi negatif" karena CO2 yang diserap oleh biomassa selama pertumbuhan dikeluarkan dari atmosfer dan disimpan.
- Karbonasi mineral, yang merupakan metode untuk mengubah CO2 menjadi mineral karbonat yang stabil (seperti batu kapur) melalui reaksi dengan oksida logam atau silikat. Konversi ini mencegah emisi mempengaruhi atmosfer.
Meskipun istilah "penyimpanan karbon" dan "sekuestrasi karbon" terkadang digunakan secara bergantian, ada perbedaan utama antara keduanya.
Penyimpanan karbon adalah keadaan statis karbon yang disimpan dalam suatu sistem, yang dikenal sebagai kolam karbon atau reservoir. Ini adalah snapshot dari kandungan karbon pada titik waktu tertentu.
Sekuestrasi karbon adalah proses aktif menangkap dan memindahkan karbon dioksida di atmosfer ke dalam reservoir penyimpanan jangka panjang. Ini adalah tindakan dinamis yang menghilangkan CO2 dari atmosfer.
Meskipun sekuestrasi karbon menawarkan cara yang menjanjikan untuk mengurangi jumlah karbon dioksida yang berkontribusi terhadap perubahan iklim, tetapi pendekatan ini juga memiliki beberapa tantangan dan keterbatasan:
Proyek sekuestrasi air skala besar memiliki biaya modal awal yang tinggi dan biaya operasional yang berkelanjutan, yang membuatnya mahal untuk diimplementasikan dan dipelihara.
Ada kekhawatiran tentang keamanan dan efektivitas jangka panjang penyimpanan geologi, dan potensi kebocoran.
Ada beberapa dampak negatif terhadap lingkungan yang terkait dengan sekuestrasi, seperti perubahan penggunaan lahan, keasaman laut, kebakaran hutan, dan gangguan ekosistem lainnya.
Terlepas dari tantangan-tantangan ini, kemajuan dalam teknologi dan kebijakan diharapkan dapat menjadikan sekuestrasi karbon sebagai alat utama dalam memerangi perubahan iklim.
Sekuestrasi karbon diharapkan memainkan peran yang makin penting dalam memerangi perubahan iklim. Sebuah studi menemukan bahwa berbagai metode CCS dapat mewujudkan sekuestrasi setidaknya 550 juta ton karbon dioksida per tahun—setara dengan menghilangkan lebih dari 1 miliar kendaraan penumpang dari jalan raya.2
Permintaan akan solusi sekuestrasi karbon yang efektif terus meningkat seiring dengan makin banyaknya negara dan perusahaan yang menetapkan target pengurangan emisi yang ambisius. Penelitian dan pengembangan yang sedang berlangsung di bidang-bidang seperti DAC dan BECCS diharapkan dapat memperluas cakupan dan dampak sekuestrasi karbon di tahun-tahun mendatang. Selain itu, meningkatkan penyerap karbon alami melalui reboisasi, pengelolaan lahan yang lebih baik, dan restorasi lahan basah juga makin populer.
Pemerintah juga menerapkan mekanisme penetapan harga karbon, kredit pajak, dan insentif lainnya untuk mendorong investasi dalam proyek-proyek sekuestrasi karbon di dalam negeri dan melalui kemitraan dan kolaborasi lintas batas. Sebagai contoh, di Amerika Serikat, perusahaan yang menangkap dan menyimpan CO2 akan memenuhi syarat untuk mendapatkan kredit pajak per metrik ton karbon dioksida yang diserap.3
Kemampuan geospatial analytics dalam IBM Environmental Intelligence Suite dapat mendeteksi dan mengurangi dampak perubahan iklim pada perusahaan Anda.
IBM Environmental Intelligence Suite menawarkan sumber data cuaca yang kaya dan kunci API yang memungkinkan Anda mengintegrasikannya untuk membuat keputusan berbasis data yang dapat ditindaklanjuti.
Sederhanakan pelaporan emisi gas rumah kaca Anda dengan perangkat lunak yang membantu menghitung, melacak, dan melaporkan data emisi Cakupan 1, 2, dan 3 Anda secara akurat.
Dekarbonisasi adalah metode mitigasi perubahan iklim yang mengurangi emisi gas rumah kaca (GRK).
Mulai dari perubahan iklim dan kelebihan populasi hingga keanekaragaman hayati, masalah lingkungan merupakan tantangan yang kompleks dan saling terkait yang dihadapi Bumi dan sistem alamnya.
Para pakar dan pembuat kebijakan mengambil langkah-langkah untuk memahami dan mengukur dampak perubahan iklim, serta mencari cara untuk mengurangi risikonya.
Berikut adalah bagaimana teknologi yang terus berkembang dapat membantu manusia beradaptasi dengan dampak perubahan iklim saat ini dan mempersiapkan diri untuk masa depan.
Penting bagi kita untuk tidak hanya berfokus pada meminimalkan dampak perubahan iklim terhadap lingkungan di masa depan, tetapi juga belajar bagaimana beradaptasi dengan dampak perubahan iklim yang kita hadapi saat ini.
CCS adalah proses menangkap dan menyerap emisi karbon dioksida sebelum masuk ke atmosfer bumi dan berkontribusi terhadap pemanasan global.
Catatan kaki
¹ "IPCC Sixth Assessment Report" (tautan berada di luar ibm.com), Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), April 2022.
² "The technological and economic prospects for CO2 utilization and removal" (tautan berada di luar ibm.com), Nature, 6 November 2019.
³ "Carbon capture and storage in the United States" (tautan berada di luar ibm.com), United States Congressional Budget Office, Desember 2023.