Data emisi CO2 secara global

Berdasarkan laporan Global Carbon Project pada COP26, emisi CO2 diproyeksikan mencapai 36 billion metric tons pada tahun 2021. Data ini meningkat sekitar 5% dari tahun 2020 yaitu sebesar 34,81 billion metric tons. Hal ini menyebabkan konsentrasi CO2 mencapai 415 ppm.

Menurut The Environmental Protection Agency 2017, CO2 menyumbang sekitar 81,6% dari total gas rumah kaca. Menurut data dari Our World in Data, sektor industri menyumbang emisi CO2 sebesar 5,2%. Dari total emisi global dan 3% diantaranya berasal dari industri semen.

Data dari Global Carbon Project di tahun 2020, sebanyak 35 gigaton CO2 dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil dan produksi semen. Inilah yang menjadikan industri semen menjadi emitter CO2 terbesar ketiga di dunia (Cramer, 2018).

Produksi Semen

Produksi 1 ton semen menghasilkan emisi gas CO2 sebesar 0,55 ton dari reaksi kimia yang yang terjadi. Sebanyak 0,4 ton dari total pembakaran bahan bakar fosil yang dibutuhkan untuk memanaskan kiln hingga suhu 1500 Celcius. Dengan demikian, produksi 1 ton semen setara dengan 0,95 ton CO2 yang dihasilkan (Davidovits, 1944).

Berikut merupakan reaksi yang menghasilkan CO2 dalam produksi semen (Brewer, 2014):

CaCO3 à CaO + CO2

Peran Semen di dalam Beton

Semen menjadi bahan inti dalam pembuatan beton (concrete). Sedangkan beton merupakan bahan utama yang digunakan dalam pembangunan gedung, jalan maupun jembatan.

Oleh sebab itu beton menjadi material yang paling banyak digunakan didunia. Ini menjadi permasalahan dimana permintaan beton sejalan dengan produksi semen yang sejalan dengan emisi CO2 yang dihasilkan.

CO2 disimpan di dalam beton

Pada tahun 2015, sebuah inovasi baru muncul dari 2 perusahaan yang memenangkan Carbon X Prize. CarbonCure dan CarbonBuilt adalah 2 perusahaan yang berhasil menyimpan CO2 di dalam beton.

CarbonCure memanfaatkan CO2 daur ulang yang bereaksi dengan semen dan air. Dengan begitu akan mengalami mineralisasi dan akan tersimpan secara permanen di dalam beton.

Berikut merupakan produksi beton dari teknologi yang dikembangkan oleh CarbonCure:

1. Semen (CaO) dan air (H2O) dimasukkan ke dalam sebuah alat bernama CarbonCure Control Box yang terintegrasi dengan software.

2. CO2 akan diinjeksikan secara otomatis kedalam CarbonCure Control Box. Kemudian akan bereaksi dengan air dan semen kemudian membentuk beton. Terdapat 2 reaksi yaitu:

• Reaksi 1 : H2O + CO2 à H2CO3 menghasilkan ion 2H+ dan CO3-
• Reaksi 2 : H2O + CaO à Ca(OH)2 menghasilkan ion Ca2+  dan 2OH-

3. Ion 2H+ + 2OH- à 2H2O dan ion Ca2+ + CO3- à CaCO3                       

Proses ini mampu mengurangi jumlah CO2 dari dua sisi yaitu penginjeksian CO2 dan pengurangan jumlah semen yang digunakan. Dengan begitu, ini mampu mengurangi CO2 yang dihasilkan.

Beton yang dihasilkan memiliki kekuatan yang lebih tinggi karena CaCO3 yang dihasilkan akan melekat kuat di dalam struktur beton. Teknologi ini mampu mengurangi emisi CO2 sebesar 64.597 ton pada tahun 2020.

Berbeda dengan CarbonCure, CarbonBuilt Menggunakan material berupa portlandite (kalsium hidroksida/Ca(OH)2) sebagai bahan pereaksi CO2. Berikut merupakan produksi beton dari teknologi yang dikembangkan oleh CarbonBuilt:

1. Kalsium hidroksida (Ca(OH)2) dimasukkan kedalam caring chamber.
2. Gas buang (CO2) diinjeksikan ke dalam caring chamber, sehingga terjadi reaksi antar keduanya
   Ca(OH)2 + CO2 à CaCO3 + H2O + gas buang tanpa CO2

Proses ini menguntungkan karena tidak memerlukan CO2 murni. Disamping itu, proses ini mampu mengurangi emisi CO2 kurang lebih 60%. Sebab, CO2 akan tersimpan secara permanen di dalam beton.