Tulisan blog ini mengkaji masalah polusi udara dari kendaraan diesel dan keterbatasan serta potensi teknologi pengolahan lanjutan untuk mengatasinya.
Seoul selalu menjadi tempat yang menarik. Saat Anda naik KTX dari Stasiun Busan, menempuh perjalanan selama dua setengah jam, dan turun di Stasiun Seoul, Anda seringkali terkejut. Terutama, hal pertama yang menarik perhatian Anda saat tiba di Stasiun Seoul adalah langit yang berkabut dan keruh. Hanya tiga jam sebelumnya, langit di Busan tampak cerah dan transparan, tetapi di Seoul, langit seringkali berubah menjadi keabu-abuan. Polusi udara ini berasal dari populasi dan jumlah kendaraan di Seoul yang jauh lebih besar dibandingkan dengan Busan. Meskipun warga Seoul, yang setiap hari menjumpai langit kelabu ini, sudah agak terbiasa, ini bukan hanya masalah Seoul. Kualitas udara yang memburuk dan kabut asap telah lama dianggap sebagai masalah lingkungan serius yang dihadapi kota-kota besar di seluruh dunia.
Memang, masalah polusi udara akibat asap knalpot mobil telah menjadi subjek perdebatan sosial sejak awal abad ke-20. Misalnya, sebuah museum mobil di Alaska memamerkan alat pelindung diri yang dikenakan para wanita pada awal tahun 1900-an untuk mencegah pakaian atau kulit mereka terkena asap knalpot, menunjukkan bahwa polusi udara telah diakui sebagai masalah sejak awal era otomotif. Masalah polusi udara akibat mobil semakin parah seiring waktu, mendorong banyak negara, termasuk Amerika Serikat dan Eropa, untuk memperketat regulasi emisi kendaraan di era modern.
Kekhawatiran akan polusi udara khususnya semakin meningkat seiring meningkatnya permintaan mesin diesel, yang menghasilkan lebih banyak polutan daripada mesin bensin. Meskipun mesin diesel menawarkan efisiensi bahan bakar yang tinggi, konsekuensinya adalah menghasilkan lebih banyak polutan. Akibatnya, berbagai perangkat dan teknologi aftertreatment untuk mengurangi polutan dari mesin diesel sedang dikembangkan, dan pentingnya teknologi ini semakin diakui.
Perbedaan antara mesin diesel dan bensin dimulai dengan sifat fisik bahan bakar. Komponen yang relatif lebih ringan dari minyak bumi diklasifikasikan sebagai bensin, sementara komponen yang lebih berat menjadi diesel. Perbedaan berat antara bahan bakar ini menyebabkan perbedaan titik didihnya (suhu di mana mereka menguap), yang pada gilirannya menentukan bagaimana mereka disuntikkan ke dalam mesin. Bensin dicampur terlebih dahulu dengan udara sebelum memasuki mesin, di mana pembakaran terjadi dalam keadaan tercampur merata. Hal ini memungkinkan bensin mencapai pembakaran yang relatif lengkap. Sebaliknya, bahan bakar diesel, dengan titik didihnya yang lebih tinggi, memasuki mesin terpisah dari udara. Bahan bakar disuntikkan dan dibakar setelah udara dipaksa masuk di bawah tekanan tinggi. Perbedaan ini menyebabkan mesin diesel memancarkan partikel bahan bakar yang belum sepenuhnya bereaksi dengan oksigen. Partikel-partikel ini adalah partikulat berbahaya (PM) yang merupakan salah satu polutan udara utama yang dipancarkan oleh kendaraan diesel.
Polutan lain yang dihasilkan oleh mesin diesel adalah nitrogen oksida (NOx). Karena mesin diesel beroperasi pada suhu dan tekanan tinggi, molekul nitrogen yang stabil di atmosfer bergabung dengan oksigen untuk membentuk nitrogen oksida. Nitrogen oksida memicu reaksi kimia di atmosfer, yang menyebabkan pembentukan ozon dan debu halus. Hal ini dapat menyebabkan penyakit pernapasan dan kardiovaskular dalam jangka panjang. Sementara itu, zat seperti nitrogen oksida yang terkandung dalam gas buang kendaraan umumnya tidak terlihat sehingga mudah diabaikan. Namun, ketika polusi terakumulasi, hal itu dapat menyebabkan kabut asap di atmosfer dan menyebabkan masalah lingkungan jangka panjang.
Berbagai perangkat aftertreatment telah dikembangkan untuk mengurangi masalah polusi udara dari kendaraan diesel. Salah satu perangkat yang representatif adalah Filter Partikulat Diesel (DPF), yang memerangkap partikel dalam gas buang melalui filter, mengurangi jutaan partikel yang dipancarkan mesin menjadi hanya ribuan. DPF bekerja dengan memerangkap partikel di dalam filter tertutupnya saat gas buang masuk, sehingga hanya gas buang bersih yang keluar. Untuk menjaga fungsi filter ini, proses 'regenerasi' harus dilakukan secara berkala. Proses ini melibatkan peningkatan suhu internal untuk membakar partikel yang terakumulasi. Meskipun perangkat tersebut dapat secara efektif mengurangi partikel, mengabaikan perawatan filter dapat menyebabkan filter tersumbat, yang berpotensi meningkatkan emisi polutan. Oleh karena itu, pengelolaan yang menyeluruh sangat penting.
Perangkat aftertreatment lainnya adalah sistem Exhaust Gas Recirculation (EGR). EGR meresirkulasikan sebagian gas buang kembali ke ruang bakar mesin untuk menurunkan suhu pembakaran, sehingga menekan pembentukan nitrogen oksida (NOx). Meskipun EGR mengurangi emisi NOx, sistem ini memiliki kekurangan yang berpotensi memengaruhi efisiensi mesin. Selain itu, sistem Selective Catalytic Reduction (SCR) telah dikembangkan untuk menetralkan nitrogen oksida secara kimiawi. SCR meningkatkan efisiensi pemurnian gas buang dengan menyuntikkan material yang mengandung agen pereduksi, yang menguraikan nitrogen oksida dalam gas buang menjadi air dan nitrogen. Teknologi ini khususnya banyak digunakan oleh produsen mobil Eropa seperti Mercedes-Benz dan BMW.
Namun, keberadaan perangkat aftertreatment ini tidak menyelesaikan semua masalah. Sistem aftertreatment otomotif hanya berfungsi dengan baik di atas suhu tertentu. Sistem ini mungkin tidak beroperasi secara efektif selama perjalanan singkat atau berkendara dengan kecepatan rendah berulang kali di daerah perkotaan. Misalnya, sebagian besar polutan dipancarkan secara intensif dalam waktu sekitar 10 menit setelah mesin dinyalakan, periode ketika sistem aftertreatment seringkali tidak dapat berfungsi secara efektif. Lebih lanjut, perangkat aftertreatment tertentu memiliki masalah seperti peningkatan konsumsi bahan bakar atau berpotensi menyebabkan timbulnya polutan lain, yang berarti masih banyak tantangan yang harus diatasi.
Seiring meningkatnya kekhawatiran akan polusi udara, regulasi emisi gas buang otomotif semakin ketat di seluruh dunia, mendorong pengembangan teknologi secara aktif untuk mengurangi polutan. Peningkatan teknologi untuk memastikan sistem aftertreatment mesin diesel tetap efisien dan stabil dalam berbagai kondisi berkendara akan tetap menjadi tantangan krusial. Untuk mewariskan lingkungan yang lebih baik kepada generasi mendatang, industri otomotif menuntut pengembangan perangkat pengurangan emisi yang lebih baik dan teknologi inovatif. Hal ini akan secara bertahap berkontribusi dalam menyediakan udara yang lebih bersih dalam kehidupan kita sehari-hari.
