Kamis, 24 Juni 2021

Perkembangan Mesin Kapal (Marine Engine) dengan Menggunakan System SCR (Selective Catalytic Reduction System) untuk menjawab tantangan IMO Tier III - EPA III/IV (Case Study : Baudouin Marine engine)


By Alyuan Dasira
Indonesia Sales Manager
Moteurs Baudouin (France)
+628111039614

 

 


Sebagai Insan perkapalan kita tentunya tidak asing lagi dengan term IMO Tier I, Tier II, etc. Adapun term ini mengacu pada ketentuan IMO (International Maritim Organization) tentang aturan pecemaran/polusi dari Kapal.  “International Convention on the Prevention of Pollution from Ships”, yang dikenal sebagai MARPOL 73/78. Pada 27 September 1997, MARPOL Convention ini telah diamandemen dengan “1997 Protocol”, yang mana telah ditambahkan Annex VI nya dengan titled “Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships”.

Marpol Annex VI ini menetapkan batasan emisi NOx dan SOx dari gas buang kapal dan melarang emisi dari bahan perusak ozon yang dihasilkan dari gas buang kapal dengan tonnage kapal 400 GT keatas yang melakukan pelayaran ke pelabuhan atau lepas pantai dibawah yurisdiksi negara negara yang telah meratifikasi Annex VI tersebut.

Menurut INSA, Negara Indonesia telah  meratifikasi MARPOL 73/78 Annex VI  yang melarang penggunaan bahan  bakar dengan kandungan sulfur  melebihi 0,5%, baik yang beroperasi di  dalam negeri maupun luar negeri,  melalui Peraturan Presiden Republik  Indonesia No. 29 tahun 2012. Sehingga  Indonesia wajib melaksanakannya. Pembatasan ini erat kaitannya dengan kadar Sox pada gas buang yang dihasilkan oleh mesin Kapal dan peralatan lainnya. Solusi dari ini adalah penyedian bahan bakar oleh pemerintah yang mengandung sulfur dibawah 0,5%.

Namun demikian, selain pembatasan bahan bakar yang mengandung sulfur maksimum 0,5%, yang relevansinya pada kadar Sox,  pembatasan NOx pada gas buang juga sangat krusial. Beda halnya jika Sox adalah focus pada bahan bakar (Before treatment), Maka reduksi NOx fokus pada teknologi setelah pembakaran (aftertreatment).

Seperti yang kita tahu sendiri, IMO Tier II, ini mengatur bahwa penurunan kadar NOx 20% lebih besar dari IMO Tier I pada engine dengan power engine di atas 130 kw. Saat ini, marine engine dipasaran Indonesia masih banyak yang bisa memenuhi sertifikasi untuk IMO Tier II.

Sedangkan untuk IMO Tier III semakin difokuskan pada pembatasan kandungan NOx pada gas buang pada engine lebih kecil diatas kadar IMO Tier II. Disisi lain, untuk bisa mendapatkan Tier III, saat ini hanya bisa dengan menambahkan alat/system tambahan dengan mengintegrasikan dengan system electronic engine. Oleh karena itu, tidak heran jika hanya engine electronic saja yang bisa mengaplikasi IMO Tier III dengan alat tambahan yang dikenal dengan nama SCR (Selective Catalytic Reduction).

Negara negara Maju seperti USA, CANADA, EU bahkan sudah mulai menjalankan regulasi IMO Tier III di perairan negara mereka. Mungkin saat ini belum jadi konsentrasi dari pemerintah Indonesia, namun saat yang akan datang dengan tekanan dari global dan isu isu lingkungan, tentunya mau tidak mau ini harus menjadi pertimbangan.  

Sebagai tambahan informasi, selain IMO Tier III yang kita kenal secara global, untuk negara USA mereka mempunyai aturan sendiri tentang polusi ini yang mana diatur oleh badan U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Sama halnya dengan IMO Tier III, maka EPA juga mengeluarkan aturan tentang emisi yaitu EPA Tier III/EPA Tier IV. Untuk lebih lengkapnya mengenai perbebaan dari sisi regulasi dan aplikasinya, dapat dilihat pada table perbandingan  di bawah ini.


Saat ini untuk menjawab tantangan ini, Engine engine maker sudah mengeluarkan product product terbaru dengan dilengkapi dengan teknologi tertentu untuk mendapat Klasifikasi IMO Tier III. Salah satu teknologi yang digunakan oleh Engine Maker (Pabrik Pembuat Engine) adalah dengan menerapkan teknology SCR (Selective Catalytic Reduction System).

Disini, penulis akan menjelaskan tentang Teknologi SCR, dengan mengambil kasus dari pengembangan teknology oleh salah satu pembuat engine dari France yaitu Moteurs Baudouin.

Sebelum itu, penulis akan terlebih dahulu mengenalkan sekilas tentang Moteurs Baudouin. Moteurs Baudouin sendiri merupakan produsen dari Mesin & genset Kapal yang berkantor pusat di Cassis, France. Mereka mulai Memproduksi engine khusus kapal pada tahun 1918, atau lebih dari 1 Abad yang lalu. Dimulai dari riset untuk Mesin kapal Nelayan di pantai selatan France.



Foto : Kunjungan penulis ke Baudouin Headquarters Facility November Tahun 2019

 

Selective Catalyst Reduction System (SCR) adalah teknologi atau system aftertreatment yang ditambahkan pada gas buang engine yang bertujuan untuk menurunkan kadar emisi gas buang (NOx) dengan melewati proses berkesinambungan menggunakan Urea (Amonia) sebagai agen pereduksi NOx Nya.  Penggunakan SCR ini berpotensi untuk menurunkan NOx sebesar 90% keatas.

Penggunaan SCR system ini bukanlah alat “just plug & play”, lalu masalahnya akan selesai. Tentunya dengan menggunakan alat ini, juga mempunyai efek dari segi efisiensi performance terhadap Engine, yaitu dengan menurunnya beberapa parameters efisiensi performance engines. Namun demikian, Saat ini SCR adalah proven teknology atau system yang banyak digunakan oleh stakeholder di sector industry Marine.

 Animasi diatas merupakan gambaran singkat tentang cara kerja system SCR pada penerapannya di gas buang Kapal. Inti dari system ini adalah penambahan Urea untuk bereaksi dengan gas buang yang menghasilkan penurunan kadar NOx dengan system yang terintegrasi dengan Engine.

System & Instalasi

Dalam Instalasi system SCR pada engine Baudouin ini, pada umumnya bisa dibagi menjadi 2 komponen/System besar;  Yaitu Reactor  system & USD (Urea Dosing System). Reactor system ini bertanggung jawab sebagai tempat terjadinya reaksi antara Gas NOx & Urea, yang hasilnya beruba H20 & N2



Sedangkan 1 system besar lainnya adalah UDS (Urea Dosing System), UDS ini bertanggung jawab dalam hal dosing urea (pengaturan dosis Urea) yang akan di proses di reactor. Adapun system UDS ini meliputi Fluid Delivery System (FDS) yang didalamnya terdapat Pompa, DCU (Dosing Control Unit) yang diatur dalam integrasi program software. Oleh karena itu, saat ini system SCR ini hanya bisa di Integrasikan dengan Electronic engine.



Sebagai engine maker yang terkenal dengan reliability & Durability di industry marine, Baudouin dengan solution SCR nya juga memberikan Flexibility & Compatness untuk SCR ini. Yaitu dengan dimensi produk Reactor yang lebih compatible untuk dipasang di engine room dibandingkan competitor dan Flexibility pemasangan SCR yang bisa di adopsi dengan berbagai kesulitan Engine Room.

Compactness & Flexilibility




Faktor ini sangat menjadi concern untuk para Ship consultant/Shipdesigner. Karena perlu diketahui, bahwa engine room (Kamar mesin) kapal mempunyai space yang terbatas dan contrainst lainnya.

Maintenance :

Selain dari sisi Installation & Operation, Maintenance adalah sisi yang sangat harus diperhatikan. Maintenance memegang peranan penting dalam menjaga keberlangsungan bisnis didunia perkapalan. Dengan design yang compatible dan Flexibity tujuannya tidak lain adalah untuk memudahkan dalam maintenance selain dari sisi instalasi. Adapun Tindakan maintenance yang perlu diperhatikan pada system SCR ini adalah :

Routine Check :

-          Catalyst Cleaning (Removal of dirt/dust/Urea Cristallisation)

-          Penggantian Filter Urea

-          Maintenance Plan : 1-2/year, Inspeksi penuh setiap 5 Tahunan

-          Adanya pintu Inspeksi Catalyst memudahkan untuk pembersihan secara periodic, tergantung pada pengecekan rutinitas sehari hari  

-          Tangki Urea harus dicek dan diisi



Product Range :

Saat ini, tidak banyak engine maker atau brand lain yang memberikan solusi pada product range engine dengan SCR system ini. Satu diantaranya yang mempunyai range power yang cukup luas cangkupannya  adalah Baudouin Engine. Engine Baudouin memberikan solusi kepada stakeholder untuk range power dari 600 BHP – 815 BHP (dengan engine 6 cylinder), dan 1200 BHP – 1650 BHP (dengan 12 Cylinder) untuk power sebagai Main propulsion System. Sedangkan untuk auxiliary engine (fifi pump application, etc) Range power 600 BHP  & 1363 BHP. Untuk data lengkapnya bisa dilihat pada table dibawah ini.



 

Reference :

Dalam pengambilan keputusan stakeholder untuk pengimplementasian suatu product/teknologi, Faktor reference adalah hal yang biasa menjadi salah satu factor pengambil keputusan. Sama halnya dengan SCR teknologi. Engine Baudouin dengan system SCR ini sudah banyak di pasang dibeberapa kapal didunia. 2 diataranya adalah kapal Charlotte Amalie (SEA EXPRESS II) di Virgin Islands, USA dan Kapal Hornblower (INCAT Shipyard) di New York Ciity, USA.



https://www.seacatships.com/design/29m-ferry/

youtube : https://www.youtube.com/watch?v=STkhHijaH3U

kapal ini dilengkapi dengan menggunakan 2 x  engine Baudouin 12M26.3_1500-1650 BHP dengan SCR system. Selesai Dibangun pada tahun 2019, dengan LOA 28M speed maksimum 30 Knots.  


Selain itu, kapal pelayaran passenger ferries ini juga menggunakan engine 12M26.3 dengan sertifikasi EPA IV. Saat ini melayari penyebrangan di New york City, USA.

Perkembangan teknologi mesin kapal saat ini sangat pesat. Selain fokus pada ke efisiensi dengan pengembangan engine engine electronic, fokus pada isu lingkungan menjadi perhatian khusus para engine maker. Saat ini negara negara maju sudah menerapkan peraturan khusus untuk polusi; IMO Tier III, EPA III serta EPA IV, yang concernnya lebih berat pada NOx dari gas buang Engine Kapal. Prediksinya,  10 tahun sampai 20 tahun kedepan penggunaan SCR ini sudah menjadi hal yang wajib digunakan untuk sebagian besar kapal kapal dunia. Untuk itulah, sebaiknya kita mempersiapkan segala sesuatu dari sekarang, yaitu dengan mempelajari teknologinya maupun melakukan penerapan pada Kapal kapal baru yang akan dibangun nantinya. Saya sangat open untuk berdiskusi atau bertukar pikiran mengenai perkembangan engine Baudouin terhadap teknologi SCR ini.

Salam,

Alyuan Dasira

 

·        Data yang disampaikan diambil dari berbagai sumber data Baudouin engine