Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Kebutuhan air bersih terus meningkat secara global, sementara sumber daya air tawar semakin terbatas. Teknologi desalinasi air laut muncul sebagai solusi untuk mengatasi krisis ini, tetapi sebagian besar teknologi desalinasi konvensional masih sangat bergantung pada sumber energi fosil, yang berdampak negatif terhadap emisi gas rumah kaca (GHG) dan kesehatan ekosistem laut. Dalam konteks ini, penelitian ini menawarkan pendekatan baru melalui sistem desalinasi terintegrasi yang memanfaatkan energi termal laut sebagai sumber daya energi terbarukan.
Sistem yang diusulkan terdiri dari seawater source heat pump (SSHP), multi-effect desalination (MED), dan pressure retarded osmosis (PRO). Dengan mengombinasikan ketiga teknologi ini, sistem memanfaatkan panas dari air laut untuk menjalankan proses desalinasi. Studi ini melakukan analisis mendalam dari empat perspektif utama: energi, exergi, eksergoekonomi, dan lingkungan, atau yang dikenal sebagai analisis 4E. Dengan pendekatan ini, kinerja sistem tidak hanya diukur dari segi efisiensi energi, tetapi juga dari potensi optimalisasi biaya dan dampak lingkungan.
Hasil dari analisis exergi menunjukkan bahwa kondensor pada pompa panas memiliki tingkat kerusakan exergi terbesar, yaitu 29%. Komponen lainnya seperti katup ekspansi, kompresor, dan penukar panas air laut menyumbang kerusakan exergi masing-masing sebesar 12%, 11%, dan 8%. Kondisi ini mengindikasikan bahwa terdapat potensi signifikan untuk peningkatan efisiensi pada komponen-komponen tersebut, khususnya pada kondensor yang menjadi penyebab utama kerusakan energi. Selain itu, modul membran PRO dan kompresor pompa panas menunjukkan faktor eksergoekonomi tertinggi, yang berarti mereka memberikan manfaat ekonomi yang besar dalam operasional sistem.
Keunggulan signifikan dari sistem ini dibandingkan dengan teknologi desalinasi konvensional (seperti MED) adalah biaya produksi air tawar yang lebih rendah, dengan penghematan mencapai 80%. Selain itu, emisi karbon dioksida berkurang sebesar 15%, yang menunjukkan kontribusi besar dalam upaya pengurangan dampak perubahan iklim. Penggabungan unit PRO di hilir proses MED juga memberikan manfaat tambahan dengan mengurangi salinitas air buangan (brine) dari 51,89 g/kg menjadi 39,4 g/kg, dan menurunkan suhu dari 38℃ menjadi 32℃. Hal ini penting karena mengurangi dampak negatif air buangan terhadap lingkungan laut, terutama dalam hal degradasi ekosistem.
Dari perspektif lingkungan, teknologi ini tidak hanya menyediakan solusi bagi krisis air bersih, tetapi juga mengurangi ketergantungan pada energi fosil, yang sejalan dengan tujuan global untuk menurunkan emisi GHG dan menjaga keberlanjutan ekosistem. Sensitivitas sistem terhadap berbagai parameter operasi juga dievaluasi melalui studi sensitivitas. Penelitian ini menunjukkan bahwa dengan pengaturan kondisi operasional yang optimal, sistem dapat mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah dibandingkan sistem desalinasi tradisional.
Sebagai seorang dosen dalam bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, penelitian ini menawarkan inovasi yang sangat relevan dengan tantangan masa depan. Sistem desalinasi berbasis energi laut ini menunjukkan arah baru dalam pengembangan teknologi desalinasi yang lebih efisien, ekonomis, dan ramah lingkungan. Penelitian ini memberikan kontribusi signifikan pada integrasi energi terbarukan dengan teknologi desalinasi, yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan air bersih secara berkelanjutan di masa mendatang. Integrasi inovasi seperti SSHP, MED, dan PRO dengan pendekatan 4E merupakan langkah maju yang perlu dikembangkan lebih lanjut untuk implementasi di skala global.
Kesimpulannya, inovasi desalinasi berbasis energi terbarukan ini menawarkan solusi yang tidak hanya menjawab masalah krisis air bersih, tetapi juga mendorong pengurangan emisi karbon dan menjaga keseimbangan ekosistem laut. Teknologi ini dapat menjadi bagian penting dari strategi global dalam menghadapi krisis air dan perubahan iklim di masa depan.
