Dual Fuel Engine pada Mesin Kapal

Dalam industri pelayaran yang semakin mengutamakan efisiensi energi dan ramah lingkungan, penggunaan dual fuel engine (mesin bahan bakar ganda) pada kapal menjadi pilihan yang semakin populer. Mesin ini memungkinkan kapal untuk beroperasi dengan dua jenis bahan bakar, biasanya bahan bakar fosil dan bahan bakar alternatif, seperti LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), atau bahkan biofuel.

Dual fuel engine adalah jenis mesin yang mampu beroperasi menggunakan dua jenis bahan bakar yang berbeda, umumnya bahan bakar cair (seperti Heavy Fuel Oil (HFO) atau Marine Diesel Oil (MDO)) dan bahan bakar gas (seperti LNG, LPG, atau gas alam). Mesin ini dirancang untuk berpindah di antara dua bahan bakar tersebut secara otomatis tergantung pada ketersediaan bahan bakar dan kondisi operasional kapal.

Jenis Dual Fuel Engine

1. Dual Fuel Diesel Engine. Mesin ini menggunakan bahan bakar gas (LNG, LPG) pada saat beroperasi, tetapi jika gas tidak tersedia, mesin dapat beralih ke bahan bakar diesel atau HFO.
2. Dual Fuel Gas Engine. Mesin ini mengutamakan penggunaan gas (LNG atau LPG) dan menggunakan bahan bakar diesel hanya untuk memulai proses pembakaran (sebagai bahan bakar pilot).

Keuntungan menggunakan dual fuel engine pada kapal,

1. Pengurangan emisi dan dampak lingkungan.

Penggunaan gas alam seperti LNG sebagai bahan bakar utama mengurangi emisi gas rumah kaca secara signifikan dibandingkan dengan bahan bakar minyak fosil. Beberapa keuntungan utama termasuk:

·       Pengurangan emisi sulfur (SOx): LNG hampir tidak mengandung sulfur, yang berarti emisi SOx dari mesin kapal berkurang drastis.

·       Pengurangan emisi nitrogen oksida (NOx): Pembakaran LNG menghasilkan emisi NOx yang lebih rendah dibandingkan bahan bakar minyak.

·       Pengurangan karbon dioksida (CO₂): LNG menghasilkan emisi CO₂ yang lebih rendah dibandingkan dengan HFO atau MDO.

·       Mengurangi partikel halus (PM) yang berbahaya bagi kesehatan.

2. Efisiensi energi yang lebih baik.

Mesin dual fuel yang menggunakan LNG atau LPG memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin berbahan bakar HFO. Penggunaan gas menghasilkan pembakaran yang lebih bersih dan lebih efisien, yang berkontribusi pada pengurangan konsumsi bahan bakar.

3. Fleksibilitas operasional.

Kemampuan untuk menggunakan dua jenis bahan bakar memberi kapal fleksibilitas dalam pengoperasian di berbagai wilayah dengan ketersediaan bahan bakar yang berbeda. Jika LNG tidak tersedia, kapal dapat beralih ke bahan bakar diesel atau HFO.

4. Kepatuhan terhadap regulasi lingkungan.

Dengan regulasi yang semakin ketat, seperti batas emisi sulfur yang lebih rendah dari IMO 2020 dan aturan lingkungan dalam IMO MARPOL Annex VI, mesin dual fuel membantu kapal untuk memenuhi persyaratan emisi internasional dan regional.

Contoh penataan sistem pipa dual fuel engine. (gambar: https://www.sciencedirect.com/)

Sistem injeksi bahan bakar pada dual fuel egine. (Gambar: POUNDER’S MARINE DIESEL ENGINES AND GAS TURBIES 8TH EDITION).

 

Komponen utama dalam dual fuel engine kapal

• Fuel injection system: Memungkinkan mesin untuk menyuntikkan dua jenis bahan bakar secara terpisah ke dalam ruang bakar.
• Pilot fuel system: Bahan bakar ini digunakan untuk menyalakan bahan bakar gas pada saat start-up mesin, atau ketika bahan bakar gas tidak mencukupi.
• Switch-over mechanism: Sistem otomatis yang mengalihkan mesin dari bahan bakar satu ke bahan bakar lainnya sesuai dengan kondisi operasional dan ketersediaan bahan bakar.
• Gas supply system: Sistem yang mengalirkan gas ke mesin dalam jumlah yang tepat dan pada tekanan yang diperlukan.
• Exhaust gas cleaning system (scrubber): Beberapa mesin dual fuel dilengkapi dengan sistem pembersih gas buang untuk memenuhi standar emisi yang ketat.

Tantangan dalam pengoperasian dual fuel engine,

1. Infrastruktur pengisian LNG yang terbatas.

Meskipun LNG menawarkan banyak keuntungan, salah satu tantangan utama adalah keterbatasan infrastruktur pengisian LNG di banyak Pelabuhan. Terutama di negara berkembang atau di daerah-daerah yang jauh dari jalur pelayaran utama. Hal ini dapat menyulitkan kapal untuk mengoperasikan dengan bahan bakar gas secara terus-menerus.

2. Biaya awal yang lebih tinggi.

Pengadaan dan instalasi mesin dual fuel biasanya lebih mahal dibandingkan dengan mesin konvensional. Selain itu, sistem penyimpanan gas LNG di kapal (terutama untuk LNG yang membutuhkan suhu rendah) juga memerlukan investasi lebih besar.

3. Keahlian teknis yang diperlukan.

Operasi dual fuel engine memerlukan perawatan dan pengoperasian yang lebih kompleks, karena mesin harus mampu beralih antara bahan bakar cair dan gas dengan lancar. Kru kapal perlu dilatih untuk mengelola sistem ganda ini secara efektif.

4. Ketersediaan bahan bakar gas.

Sumber bahan bakar gas seperti LNG tidak tersedia di semua lokasi, sehingga kapal yang menggunakan dual fuel engine harus merencanakan jalur pelayaran dengan cermat agar tetap dapat mengisi bahan bakar gas.

Dengan semakin ketatnya regulasi lingkungan global dan kebutuhan akan pengurangan emisi karbon, dual fuel engine diharapkan akan menjadi solusi utama untuk mencapai keberlanjutan dalam industri pelayaran. Teknologi ini memberikan fleksibilitas bahan bakar dan memenuhi standar emisi yang semakin ketat, meskipun ada tantangan terkait dengan biaya dan infrastruktur.

Selain LNG, bahan bakar alternatif lainnya seperti biofuel dan hidrogen juga mulai dipertimbangkan untuk pengoperasian mesin dual fuel, membuka peluang baru dalam transisi menuju sistem propulsi yang lebih ramah lingkungan.