Sampah plastik menjadi salah satu masalah besar bagi kelangsungan hidup manusia dan seluruh mahluk di muka Bumi. Struktur kimia dengan ikatan kovalen stabil yang sempurna membuat plastik membutuhkan waktu 100 sampai 1000 tahun untuk terurai membuat tumpukan plastik menjadi masalah serius. Pirorilis menjadi satu-satunya cara yang dapat dilakukan untuk mengurai struktur kimia plastik jadi lebih aman bagi alam.
Daftar Isi
Pirolisis sebagai Alternatif Pengolahan Sampah Plastik Menjadi Sumber Energi
Sampah plastik tidak hanya menjadi persoalan lingkungan, tetapi juga mulai dilirik sebagai sumber bahan baku energi. Sebuah tinjauan ilmiah yang diterbitkan dalam Renewable and Sustainable Energy Reviews membahas teknologi pirolisis, yaitu proses memanaskan plastik tanpa oksigen untuk menghasilkan minyak, gas, dan residu padat. Produksi plastik dunia yang tercatat dalam kajian tersebut meningkat dari sekitar 15 juta ton per tahun pada 1964 menjadi 311 juta ton pada 2014. Sekitar 4% produksi minyak dunia juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan plastik.
Masalahnya, sebagian besar plastik yang sudah digunakan belum kembali ke sistem pengelolaan yang efektif. Data Amerika Serikat yang dikutip dalam kajian menunjukkan bahwa dari 35,4 juta ton plastik yang diproduksi pada 2017, hanya sekitar 3 juta ton atau 8,4% yang didaur ulang.
Sebanyak 5,6 juta ton atau 15,68% dimanfaatkan untuk pemulihan energi, sementara 26,8 juta ton atau 75,04% berakhir di tempat pembuangan akhir. Angka tersebut menunjukkan besarnya material plastik yang berpotensi membutuhkan pendekatan pengelolaan lain.
Minyak Pirolisis dan Besarnya Hasil dari Berbagai Jenis Plastik
Pirolisis menawarkan salah satu alternatif dengan mengubah rantai polimer menjadi hidrokarbon yang lebih sederhana. Proses ini umumnya berlangsung pada temperatur sekitar 300–700 °C tanpa oksigen. Produk yang terbentuk dapat berupa gas, minyak, dan residu padat, sedangkan fraksi cairnya dapat mengandung hidrokarbon pada rentang gasoline C5–C12 dan diesel C13–C20. Jenis plastik, temperatur, katalis, reaktor, serta laju pemanasan sangat menentukan komposisi produk akhirnya.
Menariknya, hasil percobaan sangat berbeda bergantung pada jenis plastik. Untuk HDPE, berbagai penelitian yang dirangkum dalam kajian menghasilkan minyak pirolisis sekitar 60–96% berat (wt%). Pada salah satu percobaan menggunakan katalis ZSM-5, hasil cair bahkan mencapai 96%, dengan gas sekitar 4% dan tanpa residu. Sementara itu, percobaan lain pada HDPE dengan katalis ZnO/WBKD menghasilkan 90% cairan dengan nilai kalor sekitar 32,20 MJ/kg. Ini menunjukkan bahwa pemilihan katalis dan kondisi operasi dapat mengubah hasil proses secara signifikan.
Pada plastik campuran, hasilnya juga cukup besar tetapi lebih bervariasi. Kajian tersebut mencatat bahwa pirolisis plastik campuran umumnya menghasilkan sekitar 40–80% produk cair dan 20–60% gas, dengan sisanya berupa residu padat. Dalam salah satu penelitian pada campuran plastik yang terdiri dari 59% PE, 27% PP, 6% PET, dan 9% PS, proses pada 500 °C menghasilkan sekitar 82% minyak, 10–14% gas, dan 2–10% char. Namun, keberadaan bahan tambahan, pengotor, katalis, dan kondisi reaktor dapat menyebabkan hasil tersebut berubah cukup besar.
Dari Sampah Plastik Menuju Bahan Bakar Bernilai Energi
Teknologi ini juga dapat dikombinasikan dengan biomassa melalui co-pyrolysis. Menurut kajian tersebut, penambahan plastik pada biomassa dapat meningkatkan hasil cair sekitar 1,42–22% dibandingkan pirolisis biomassa saja. Nilai kalor minyak hasil co-pyrolysis dilaporkan berada pada kisaran 26,78–34,79 MJ/kg, sedangkan hasil gas dalam berbagai penelitian berkisar 4–69%. Pada komposisi 25% biomassa dan 75% HDPE, beberapa penelitian bahkan melaporkan selektivitas lebih dari 90% menuju hidrokarbon rentang bensin.
Temuan tersebut menunjukkan bahwa sampah plastik memiliki potensi untuk dikonversi menjadi sumber hidrokarbon bernilai, tetapi hasilnya tidak otomatis sama pada setiap proses. Temperatur, jenis plastik, katalis, kebersihan dan ukuran bahan, serta desain reaktor menjadi faktor penting. Kajian ini juga mencatat bahwa teknologi produksi bahan bakar dari plastik telah mencapai technology readiness level (TRL) 6–9, sementara co-pyrolysis plastik dan biomassa masih berada di bawah TRL 5. Dengan demikian, tantangan berikutnya bukan hanya menghasilkan minyak, tetapi juga mengoptimalkan kualitas produk, efisiensi proses, dan penerapannya pada skala yang lebih besar.