PENTINGNYA FAKTOR LINGKUNGAN ODP DAN GWP DALAM PEMILIHAN REFRIGERAN

Visualisasi efek ODP dan OWP terhadap lingkungan (Sumber : https://www.waroengteknologiac.id/)

Metode pendinginan ikan di atas kapal nelayan ukuran di bawah 30 GT selain penggunaan es balok antara lain adalah air laut yang direfrigerasi (ALREF) atau sistem refrigerated sea water (RSW) dengan refrigerasi kompresi uap.  Air laut didinginkan dengan mesin refrigerasi dan selanjutnya air laut dingin digunakan untuk mendinginkan ikan di dalam palka. Di dalam mesin dengan sistem refrigerasi kompresi uap, perpindahan panas terjadi melalui suatu fluida penukar kalor yang sangat penting, disebut Refrigeran. Namun ternyata substansi refrigeran memiliki dampak yang berbahaya bagi lingkungan yang dinyatakan dengan pengukuran ODP dan GWP. 

ODP adalah singkatan dari Ozone Depletion Potential, secara harfiah diartikan sebagai Potensi Penipisan Ozon, adalah substansi yang merusak lapisan ozon, relatif terhadap CFC-11. CFC-11 dianggap paling merusak ozon, bernilai ODP maksimum atau 1. ODP adalah ukuran relatif degradasi lapisan ozon yang disebabkan suatu senyawa. ODP merupakan nilai perbandingan degradasi lapisan ozon suatu senyawa dalam satuan massa tertentu terhadap CFC-11 dengan massa yang sama. ODP memiliki potensial merusak lapisan ozon. Dampak  rusaknya ozon adalah sinar ultra violet dari matahari akan langsung memancar ke bumi. Sinar ultraviolet yang langsung memancar ke bumi dapat mengakibatkan penyakit, suhu bumi meningkat dan tidak ada perlindungan terhadap bumi dari benda - benda dari langit yang jatuh ke bumi.

GWP atau Global Warming Potential, secara harfiah disebut potensi pemanasan global, menurut UNEP adalah ukuran dari efek pemanasan global relatif dari berbagai gas. Ukuran tersebut memberikan nilai untuk jumlah panas yang terperangkap oleh massa gas tertentu relatif terhadap jumlah panas terperangkap oleh massa karbon dioksida (CO2) yang sama pada jangka waktu tertentu. Karbon dioksida dipilih oleh Intergovernmental Panel on Climate Chang (IPCC) sebagai gas referensi dan diambil GWP-nya sebagai 1. Semakin tinggi nilai GWP, semakin spesifik gas menghangatkan bumi dibandingkan dengan karbon dioksida. Nilai GWP untuk bahan perusak ozon dapat berkisar misalnya dari 2 hingga sekitar 14.000. GWP dari HFC yang umum digunakan dapat berkisar dari <1 sampai sekitar 12.500. GWP berkontribusi pada pemanasan bumi akibat panas yang terjebak di dalam atmosphere sehingga terjadi apa yang disebut pemanasan global.

Refrigeran terdiri dari banyak jenis sesuai dengan unsur-unsur penyusunnya. Pertimbangan dampak terhadap lingkungan penting dalam pemilihan refrigeran selain kriteria pemilihan yang lain (tingkat penyerapan panas, mudah terbakar, nilai ekonomi, dan lain-lain). United Nations Environmental Programme (UNEP) adalah organisasi PBB yang menangani lingkungan dan saat ini sangat fokus untuk menanggulangi efek ODP dan OWP. UNEP didukung penuh oleh banyak pihak salah satunya ASHRAE. 

Pemilihan refrigeran untuk aplikasi HVAC & R menjadi semakin kompleks. Masalah lingkungan telah mennjadikan potensi perusak ozon (ODP), potensi pemanasan global (GWP), efisiensi energi, dan life-cycle climate performance (LCCP) menjadi hal yang sangat penting. Beberapa negara telah menanggapinya dengan mengembangkan batasan regulasi, protokol internasional, atau perjanjian sukarela. Sejak pelaksanaan Protokol Montreal 1987 (UNEP 2017), chlorofluorocarbons (CFCs) dan hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) mengandung klorin (misalnya, CFC-11, CFC-12, HCFC-22, R-502, dan HCFC-123) sedang dihapus karena ODP. Pada Oktober 2016, Amandemen Kigali pada Protokol Montreal (UNEP 2016) dinegosiasikan karena kekhawatiran tentang perubahan iklim, yang mendorong transisi pada pilihan GWP yang lebih rendah juga. Kebutuhan refrigeran GWP yang lebih rendah telah menyebabkan peningkatan pengembangan dan pemanfaatan opsi refrigeran yang mudah terbakar untuk memenuhi target GWP. Akibatnya, standar keselamatan sedang dinilai kembali dan diperbarui untuk memenuhi meningkatnya minat pada cairan kerja yang mudah terbakar atau agak mudah terbakar. Karena standar sedang dikembangkan dan penelitian tentang refigeran baru sedang dilakukan, pergeseran dari hidrofluorokarbon (HFC) untuk menurunkan GWP terjadi di negara maju dan beberapa negara berkembang. 

Masing-masing kelas refrigeran memiliki kinerja dan / atau aspek lingkungan yang menguntungkan masing-masing, tidak ada yang memiliki sifat yang ideal dari keduanya. Bahkan yang disebut refrigeran alami seperti amonia, hidrokarbon, dan karbon dioksida (CO2) memiliki masalah, termasuk sifat mudah terbakar, toksisitas, tekanan tinggi, dan dalam beberapa kasus memiliki efisiensi pengoperasian yang lebih rendah, bergantung pada fluida. Beberapa campuran hydrofluoroolefin (HFO) dan HFC telah dikembangkan untuk mengoptimalkan kinerja dan meminimalkannya aspek negatif. 

Gambaran ODP dan GWP pada refrigeran saat ini ditunjukkan seperti pada Gambar 2. Tampak bahwa refrigeran CFC mempunyai nilai ODP dan GWP yang tinggi, HCFC masih cukup tinggi dan HFC paling rendah. Saat ini refrigeran HCFC sudah dikurangi penggunaanya dan ditargetkan berakhir pada tahun 2030 dan R-22 pada 2020. Beberapa refrigeran HFC masih digunakan karena memiliki nilai ODP dan GWP yang cukup rendah. 

ODP dan GWP pada beberapa refrigeran CFC dan non CFC relatif terhadap CFC-11 (Sumber: World Meteorological Organization)

Beberapa refrigeran yang sudah ada antara lain CFC-11 atau R-11, memiliki nilai GWP 5000 dalam rentang tahun 20 tahun atau 5000 kalinya dampak efek rumah kaca yang disebabkan CO2. HCFC-22 atau R-22 yang saat ini masih banyak digunakan memiliki nilai GWP 4300 dalam rentang tahun 20 tahun atau 4300 kalinya dampak efek rumah kaca yang disebabkan CO2 sedangkan ODP HFC-22 bernilai 0.05 atau 0.05 kalinya besar degradasi lapisan ozon yang disebabkan CFC-11. Untuk HFC-134a memiliki ODP bernilai 0, namun GWP refrigerant tersebut masih bernilai 1300 dalam rentang waktu 100 tahun atau 1300 kalinya dampak efek rumah kaca yang disebabkan  CO2.

Dengan pertimbangan dampak lingkungan, maka nilai ODP dan GWP ini sangat penting untuk diperhatikan pada pemilohan refrigeran. Sebaiknya refrigeran yang dipilih memiliki nilai ODP nol dan GWP yang rendah. Sebaik apapun sistem tetap masih ada kebocoran dan juga adanya pembuangan limbah refrigeran yang dapat terbuang dan merusak lingkungan.

Saat ini banyak sistem pendingin pada kapal ikan di Indonesia yang masih menggunakan R-22 sebagai refrigeran karena saat ini R-22 yang banyak tersedia, sementara jenis refrigeran lain masih terbatas untuk kalangan nelayan. Alternatif refrigeran yang dapat digunakan sebagai pengganti R-22 yaitu R410A dan R-407C karena memiliki ODP nol dan GWP rendah dan kinerja dan suhu kerja yang hampir sama dengan R-22. Alternatif lain pengganti R-22 yaitu R-507A & R-404A dengan mengganti valve dan lubricant namun memiliki tekanan operasi dan kapasitas yang lebih tinggi. R-417a (Nu-22) dapat juga dipilih namun dilaporkan bermasalah pada oli balik dan kapasitas turun pada suhu rendah. Sedangkan pada pembekuan suhu rendah dengan freezer yang menggunakan antara lain CFC 502, dapat dipilih refrigeran alternatif R-404A (HFC) dan R-507A (HFC).

Penulis : Ahmat Fauzi