Apa itu waste-to-energy?
Waste-to-energy (WtE) mengacu pada teknologi pengolahan sampah yang mengubah sampah menjadi energi dengan menggunakan panas, yang paling umum adalah insinerasi. WtE dianggap sebagai metode pengelolaan limbah terkendali di samping penimbunan dan daur ulang.
Membakar sampah padat kota (MSW) untuk menghasilkan listrik adalah implementasi limbah menjadi energi yang paling umum. Secara global, sekitar 13% sampah kota digunakan sebagai bahan baku di fasilitas pengolahan sampah menjadi energi (Waste-to-Energy).1 MSW mencakup sampah padat seperti sisa makanan, kemasan produk, pakaian, perabot, dan potongan rumput dari perumahan, properti komersial, dan institusi.
Waste-to-energy dapat menjadi salah satu dari sekian banyak solusi untuk masalah sampah yang terus meningkat di dunia karena dapat mengurangi volume sampah yang dikirim ke tempat penimbunan. Teknolog ini juga dapat menghasilkan emisi gas rumah kaca (GRK) yang lebih rendah daripada metode pengelolaan limbah lainnya.
WtE adalah alternatif untuk produksi energi berbasis bahan bakar fosil, tetapi ini bukan sumber energi terbarukan karena bukan sumber daya alam atau tak terbatas seperti angin atau matahari. WtE juga bukan sumber energi yang sepenuhnya bersih, karena pembakaran sampah dan proses pengangkutan WtE menghasilkan emisi karbon dan partikulat udara lainnya.
Buletin industri
Berita teknologi terbaru, didukung oleh insight dari pakar
Tetap terinformasi tentang tren industri yang paling penting—dan menarik—tentang AI, otomatisasi, data, dan di luarnya dengan buletin Think. Lihat Pernyataan Privasi IBM®.
Langganan Anda akan disediakan dalam bahasa Inggris. Anda akan menemukan tautan berhenti berlangganan di setiap buletin. Anda dapat mengelola langganan atau berhenti berlangganan di sini. Lihat Pernyataan Privasi IBM® kami untuk informasi lebih lanjut.
Sebagian besar fasilitas WtE besar menghasilkan energi dari limbah dengan menggunakan metode insinerasi terkontrol. Prosesnya biasanya mengikuti langkah-langkah ini:
- Limbah diangkut ke pabrik WtE, di mana setiap bahan yang dapat didaur ulang dipisahkan.
- Derek mengaduk limbah dan memindahkannya ke ruang pembakaran.
- Sampah dibakar pada suhu tinggi—antara 850°C (1.562°F) dan 1.450°C (2.642°F).2
- Panas yang dihasilkan mengubah air (biasanya dalam pipa vertikal di dalam ruangan) menjadi uap.
- Tekanan uap memutar bilah pada generator, dan menghasilkan listrik.
Jenis limbah yang berbeda memiliki nilai kalor yang berbeda, atau kandungan energi, saat dibakar. Limbah dengan nilai kalor tinggi, seperti plastik, menghasilkan lebih banyak panas dan akan menghasilkan energi paling banyak. Limbah organik, seperti tanah, memiliki nilai kalor yang rendah.
Insinerasi, pembakaran sampah secara langsung pada suhu tinggi, merupakan teknologi WtE yang paling umum dan paling layak secara komersial. Namun, ada metode pemulihan energi lain yang menggunakan limbah, seperti:
Penguraian anaerobik (AD)
Selain pengomposan, pencernaan anaerobik adalah proses terkontrol tanpa oksigen yang mendorong dekomposisi limbah padat organik dengan menggunakan mikroorganisme. Meskipun dapat terjadi secara alami, AD juga digunakan di lingkungan perumahan atau industri untuk menghasilkan bahan bakar yang disebut biogas. Biogas, yang terutama terdiri dari metana dan karbon dioksida, dianggap sebagai sumber energi terbarukan.
Pirolisis
Sebagai perlakuan termokimia, pirolisis mengekspos limbah organik ke suhu tinggi tanpa oksigen. Proses ini memulai dekomposisi dan disintegrasi material. Produk sampingan umumnya arang kaya karbon (biochar) dan gas yang mudah terbakar. Beberapa gas ini kemudian dapat dikondensasi menjadi cairan yang mudah terbakar yang disebut bio-oil atau bio-crude.
Pemulihan gas penimbunan sampah (LFG)
Penguraian bahan organik di tempat penimbunan sampah menghasilkan produk sampingan alami yang disebut gas tempat penimbunan sampah. LFG terdiri dari metana, karbon dioksida dan sejumlah kecil senyawa non-metana. LFG dapat dikumpulkan, diolah, dan digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan industri, kendaraan, dan banyak lagi. Pemulihan LFG merupakan salah satu metode untuk mengurangi emisi metana dari tempat pembuangan akhir.
Gasifikasi
Gasifikasi juga merupakan pengolahan termokimia, yang mengubah sampah organik (biomassa) menjadi gas yang mudah terbakar dengan menggunakan suhu tinggi dan jumlah oksigen, uap, atau keduanya yang terkontrol. Hasilnya adalah gas alam yang mudah terbakar yang disebut syngas atau gas produser yang digunakan untuk membuat amonia dan metil alkohol (metanol). Gas ini juga dapat menggantikan bensin sebagai alternatif biofuel.
Pabrik waste-to-energy yang melakukan insinerasi MSW menghasilkan dua jenis abu: abu terbang dan abu dasar.
Abu terbang
Abu terbang—atau residu pengendalian polusi udara (APC)—terdiri dari partikulat berbahaya dan halus yang dipisahkan dari gas buang pabrik WtE, asap yang dihasilkan dari pembakaran. Abu terbang umumnya menjalani pengolahan untuk mengurangi dampak negatifnya terhadap lingkungan, sebagian besar dalam bentuk polusi udara dan air pada ekosistem di sekitarnya. Meskipun ada upaya untuk mendaur ulang dan menggunakan kembali abu terbang, abu terbang biasanya dikirim ke tempat pembuangan sampah berbahaya.
Abu dasar
Abu dasar—atau abu dasar insinerator (IBA)—adalah semua abu yang tersisa yang bukan abu terbang. Ini terutama terdiri dari silika, kalsium, oksida besi, dan aluminium oksida. Magnet besar dapat memisahkan beberapa bahan ini untuk didaur ulang dan digunakan kembali. Misalnya, perusahaan konstruksi mungkin menggunakan abu dasar untuk membuat beton atau bulk fill. Sisanya dikirim ke tempat penimbunan sampah.
Output abu yang dihasilkan oleh pabrik WtE secara signifikan lebih kecil daripada sampah yang masuk ke dalamnya. Abu ini berkisar dari 15—25% berdasarkan berat dan 5—15% berdasarkan volume pra-pembakaran limbah.3
Waste-to-energy memiliki banyak manfaat jika dibandingkan dengan sistem pengelolaan limbah tradisional:
Setiap tahun, dunia menghasilkan lebih dari dua miliar ton MSW—yang diproyeksikan meningkat sebesar 56% pada tahun 2025.1 Meningkatnya volume aliran sampah dan polusi yang terkait dengannya secara inheren terkait dengan perubahan iklim. Meskipun cara terbaik untuk mengurangi sampah adalah dengan memproduksi lebih sedikit sampah, WtE menawarkan solusi sementara: Pembangkit listrik tenaga sampah mengurangi volume sampah sekitar 87%.4
Pabrik WtE mengeluarkan lebih sedikit gas rumah kaca dan polutan daripada tempat penimbunan sampah dan pembakaran limbah secara terbuka karena proses WtE secara signifikan lebih terkontrol dan dipantau. Sebagian besar pabrik WtE modern memiliki standar emisi yang ketat di seluruh polutan, termasuk logam berat dan dioksin.
Proses WtE memberikan kesempatan yang lebih baik untuk pemulihan sumber daya daripada penimbunan, terutama untuk logam yang tertinggal setelah insinerasi. Ini sejalan dengan prinsip-prinsip ekonomi sirkular yang berfokus pada menjaga bahan dalam sistem loop tertutup dan mengurangi limbah.
Sistem waste-to-energy mendapat sorotan dari para aktivis lingkungan karena sistem ini tidak menghambat produksi sampah atau mendorong sirkularitas. WtE sering kali berada di garis batas antara sirkularitas dan penggunaan sumber daya secara linear. Meskipun logam dapat diekstraksi dan didaur ulang atau digunakan kembali, akan lebih baik bagi lingkungan dan lebih hemat energi untuk mendaur ulang bahan tersebut secara langsung, terutama plastik dan kertas, yang tidak dapat diekstraksi setelah pembakaran.
WtE juga membutuhkan pembuangan sampah berskala besar dan sistem pengelolaan sampah padat agar dapat berfungsi dalam skala komersial. Persyaratan tersebut pada dasarnya membuat solusi ini tidak dapat dijangkau oleh sekitar 2,7 miliar orang di seluruh dunia yang masih belum memiliki sistem pengumpulan sampah.1
Pembangkit listrik waste-to-energy banyak ditemukan di daerah padat penduduk dengan lahan terbatas, seperti Jepang dan negara-negara Eropa seperti Denmark, Swedia, Jerman, dan Prancis. Di Eropa Barat, WtE adalah metode utama pengelolaan MSW, mengolah sekitar 40 juta ton sampah. Waste-to-energy akan makin berkembang di wilayah ini karena adanya kesepakatan antara Uni Eropa dan Inggris pada tahun 2023 untuk memasukkan waste-to-energy dalam skema perdagangan emisi.1 WtE mengalami pertumbuhan yang lebih lambat di Amerika Serikat, di mana lahan yang luas dan biaya yang lebih rendah membuat penimbunan sampah menjadi pilihan yang lebih menarik.
Di Timur Tengah, Dubai memiliki fasilitas waste-to-energy terbesar di dunia. Dioperasikan oleh Warsan Waste Management Company, pembangkit listrik ini akan menggunakan 1,9 juta metrik ton sampah setiap tahunnya, sekitar 45% dari total sampah di Dubai. Proyek ini akan menghasilkan 200 megawatt listrik setiap hari, cukup untuk memberi daya pada 135.000 rumah.5