Rekayasa iklim (Climate Enginering) untuk Mitigasi Dampak Pemanasan Global
https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2019/03/BECCS-Perspective_FINAL_18-March.pdf

Rekayasa iklim (Climate Enginering) untuk Mitigasi Dampak Pemanasan Global

Rekayasa iklim (climate enginering; geoengineering; climate intervention) adalah kegiatan berskala besar yang sengaja dilakukan dengan tujuan memitigasi dampak global warming. Kegiatan ini memiliki dua strategi umum yaitu: pengelolaan radiasi sinar matahari dan pengurangan gas rumah kaca. Strategi pertama berusaha mengurangi dampak pemanasan global dengan mengurangi energi cahaya matahari yang masuk ke bumi. Dengan demikian, diharapkan pemanasan global dapat ditekan. Cara kedua berfokus pada pengurangan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Hal ini akan menekan efek rumah kaca sehingga dinamika atmosfer kembali normal.[1]

Untuk memudahkan penulisan, selanjutnya kita akan menggunakan singkatan SRM (solar radiation management) dan CDR (carbondioxide removal) untuk menyebutkan dua strategi yang dikatakan sebelumnya. Selain itu, silahkan cek daftar strategi lengkap rekayasa perubahan iklim di bawah ini sebelum melanjutkan.

Strategi solar radiation managementstrategi carbondioxide removal
Modifikasi albedo permukaanMembuat biochar
Mencerahkan awan lautanAlat penangkap karbon dari udara (carbon air capture)
Injeksi aerosol stratosfermembuat bioenergi dari penangkapan dan penyimpanan karbon (bioenergy carbon capture storage)-BECCS
Memasang sunshade di luar angkasaMenanam pohon atau memperluas wilayah hutan (aforestasi)
pemupukan dan penghijauan laut

Modifikasi Albedo Permukaan (SRM)

Simplenya, modifikasi albedo permukaan bekerja dengan meningkatkan tingkat kecerahan (albedo) permukaan bumi sehingga cahaya matahari dapat dipantulkan lebih banyak. Dengan bahasa yang lebih sederhana lagi, yang dilakukan strategi ini adalah merubah warna permukaan bumi menjadi lebih terang.

Albedo (tingkat kecerahan permukaan) adalah sebuah istilah yang digunakan untuk mengukur berapa fraksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh suatu permukan. Nilai albedo berada pada rentang 0 – 1 dimana albedo nol artinya seluruh cahaya matahari diserap, albedo satu artinya seluruh cahaya matahari dipantulkan. Semakin cerah warna suatu permukaan, semakin tinggi nilai albedonya. Umumnya, salju yang baru turun memiliki nilai albedo lebih dari 0,9 (warna putih) sedangkan jalan aspal memiliki albedo kurang dari 0.1(warna gelap).

Apa hubungannya albedo ini dengan perubahan iklim, pemanasan global, atau rekayasa iklim?

Ide utama dari modifikasi albedo permukaan adalah untuk mengurangi jumlah energi yang diserap oleh permukaan bumi dengan meningkatkan persentase cahaya matahari yang dipantulkan. Dengan demikian, energi yang beredar di atmosfer akan berkurang. Meskipun konsentrasi gas rumah kaca masih tinggi, jika energi panas yang beredar di atmosfer berkurang, maka pemanasan global dapat dikurangi.

Beberapa contoh usaha yang dlakukan dengan strategi ini antara lain:

Contoh aplikasiPenjelasanResiko
Menanam tanaman dengan albedo tinggi [3]idenya dengan memodifikasi genetik tanaman agar daunnya bisa memantulkan cahaya matahari lebih banyakTanaman2 ini masih dpertanyakan kualitas nutrisinya. Efek menambah reflektifitas terhadap tanaman dan fotosintesisnya belum diketahui.
Menutupi gurun dengan film plastik berwarna putih yang memantulkan cahaya [4]Warna gurun diubah lebih cerah dan albedonya ditingkatkandampak terhadap lingkungan dan ekosistem gurun perlu dipelajari lebih lanjut.
Menutupi es dengan film, kaca atau plastik [5]Mirip dengan gurun, hanya saja ini dilakukan di kutub dengan harapan bisa mengurangi pencairan es jugaSedang dikembangkan bahan terbaik yang bisa digunakan serta dampak lingkungannya.
White blanket. Pengecatan atap, jalan, bahkan gunung dengan warna putih [6]intinya hanya mengecat putih saja.Hanya berdampak lokal sehingga kurang efektif. Membutuhkan biaya tinggi. Dampak lingkungan yang serius.
Menebang hutan bersalju [7]Menebang hutan bersalju akan mengubah albedo wilayah itu secara signifikan. hutan biasanya memiliki albedo rendah sehingga jika digantikan salju, dampaknya besar.dampak ekosistem dan pengaruh terhadap masyarakat yang bergantung pada hutan tersebut perlu diperhatikan.

Apakah modifikasi albedo permukaan efektif? Penulis baru menemukan 2 jurnal yang mengatakan metode ini bisa efektif digunakan. Itupun masih berdasarkan model saja. Lihat [9] [10]

Mencerahkan Awan Lautan (SRM)

Rekayasa iklim ini memanfaatkan efek pemantulan dari awan untuk mengurangi cahaya matahari yang masuk. Praktisnya, suatu aerosol akan disebarkan di sekitar awan untuk membuatnya lebih cerah dan bertahan lebih lama.[8]

Apa yang dimodifikasi pada proses ini?

Puncak awan adalah salah satu yang memantulkan cahaya matahari kembali ke luar angkasa. Usia dan tingkat reflektivitas awan akan meningkat jika jumlah titik-titik air bertambah dan ukurannya berkurang. Titik-titik air yang terlalu kecil tidak akan cukup berat untuk jatuh sebagai hujan. Inilah kenapa rekayasa iklim ini dapat memperpanjang usia awan.

Untuk menambah jumlah titik-titik air, inti kondensasi harus ditambah agar sebagian air melekat di inti kondensasi baru. Inti kondensasi ini umumnya berupa aerosol seperti debu, serbuk sari, garam, yang bisa bersumber dari proses alami maupun proses-proses yang dilakukan manusia. Setelah aerosol ini dicampur ke dalam awan-awan rendah (di atas laut) biasanya kecerahan awan akan bertambah.

Apakah metode mencerahkan awan lautan efektif? efek ini belum dapat dikuantifikasi dengan baik. Selain itu efek aerosol di dalam awan adalah salah satu yang belum benar-benar bisa dipahami. Oleh karena itu, efektifitasnya masih perlu diteliti.

Injeksi Aerosol Stratosfer (SRM)

Proses ini mengimitasi efek letusan gunung berapi dahsyat. Sejumlah aerosol sulfat disebarkan di lapisan stratosfer dengan harapan aerosol ini mampu memblokir cahaya matahari. Dengan demikian, energi matahari akan berkurang dan bumi bisa mendingin. Lihat https://veantiworld.com/belajar-iklim/faktor-penyebab-perubahan-iklim-lengkap.html untuk membaca dampak letusan gunung berapi besar terhadap perubahan iklim.

Setelah dimodelkan, strategi ini mampu untuk menstabilkan efek-efek perubahan iklim berbasis rata-rata tahunan seperti: rata-rata suhu global dan gradien suhu skala besar. Musim dingin akan lebih hangat dan musim panas akan lebih sejuk jika dibandingkan kondisi sekarang. Sayangnya, aksi ini akan mengganggu siklus musiman di daerah lintang tinggi. [11]

Perdebatan masih terjadi tentang apakah hal ini perlu dilakukan mengingat skalanya yang besar. Letusan gunung mungkin memberikan gambaran akan apa yang sebaiknya dilakukan. Namun, belum diketahui dampaknya terhadap ekosistem, gangguan musim apa yang akan terjadi. Terlebih lagi jika gangguan musim ini mempengaruhi cadangan makanan yang ada.

Apakah injeksi aerosol stratosfer efektif? : dari berbagai jurnal, metode ini cukup efektif (model) namun dampak yang mungkin dihasilkan masih tanda tanya.

Memasang sunshade di luar angkasa (SRM)

Sunshade (sun shield) adalah alat yang digunakan untuk menghalangi cahaya matahari untuk memasuki bumi. Teorinya, jika kita memasang pelindung di luar angkasa untuk memblokir atau mengurangi sinar matahari yang masuk, maka energi yang diterima bumi akan berkurang. Teknik geoengineering ini hanya mengubah satu parameter iklim yakni radiasi matahari dan tidak mempengaruhi parameter lain. [12]

Beberapa praktik yang mungkin digunakan antara lain:

  • Perawanan dari benda-benda ruang angkasa kecil (cloud of small spacecrafts). Jika dua persen saja cahaya matahari dikurangi oleh alat ini, efek pemanasan global akan berkurang selama beberapa waktu sehingga kita punya lebih banyak waktu untuk melakukan mitigasi
  • Penggunaan lensa Fresnel. Lensa ini berfungsi untuk menyebarkan cahaya matahari sebelum menuju bumi sehingga radiasi yang masuk berkurang. Lensa ini diletakkan di ruang antara bumi dan matahari.
  • Kisi difraksi. Mirip dengan yang sebelumnya tapi yang dipasang kali ini adalah kisi difraksi.

Apakah memasang sunshade di luar angkasa efektif? : satu hal yang saya pikirkan melihat ide climate engineering yang ini adalah biayanya. Secara teori, efektif namun untuk mengaplikasikannya perlu biaya yang tidak sedikit.

Pembuatan Biochar (CDR)

Biochar adalah sebuah material organik yang dibuat dengan memanaskan suatu bahan organik dalam kondisi rendah oksigen (pyrolisis). Dengan demikian, pembakaran tidak akan menghasilkan CO2 dan karbon disa disimpan lama di dalam tanah. Nah, kalau karbonnya tidak dilepas ke atmosfer, diharapkan konsentrasi CO2 di atmosfer berkurang.

Apakah membuat bichar efektif?: Kedengarannya memang seperti solusi yang murah dan efektif. Terutama untuk mengurangi karbondioksida hasil pembakaran dan penguraian bahan organik. Namun, kestabilan biochar jika disimpan di dalam tanah masih belum ada buktinya. Kalau misalnya biochar yang dibuat ternyata terurai di dalam tanah, CO2 tetap masuk ke atmosfer. [13]

Carbon Air Capture / Direct Air Capture (CDR)

Carbon air capture adalah sebuah teknologi yang mengambil karbon langsung dari udara bebas menggunakan kecanggihan teknologi. Dalam prosesnya, carbon air capture menghisap udara bebas kemudian, melalui proses kimia, mengekstrak karbondioksida. Sisa udara yang sudah bersih dari CO2 dikembalikan ke atmosfer. Sistem kerja Carbon Air Capture mirip dengan fotosintesi tapi dilakukan dalam waktu yang lebih singkat dan tanpa jejak lingkungan yang besar. Karbondioksida sendiri disimpan dalam bentuk terkompress dan murni sehingga bisa digunakan untuk hal lain. [14]

direct air capture https://carbonengineering.com/our-technology/
direct air capture https://carbonengineering.com/our-technology/

Perkembangan carbon air capture ini cukup pesat. Dua tahun lalu banyak yang masih mempertanyakan tentang bagaimana jejak karbon yang dihasilkan oleh teknologi ini. Intinya, ini kan mesin, pasti dong ada sisa pembakaran (macam asap knalpot). Nah itu dibawa kemana? Produk terakhir yang saya baca sudah dikonfigurasi untuk mengelola semua CO2 yang dihasilkan akibat pekerjaan mesinnya sehingga alat dari Carbon Engineering ini sudah bebas emisi CO2. Di samping itu, pengembangan teknologi juga sudah berhasil mengurangi ongkos produksi. Apakah ini harapan untuk iklim kita? Kita lihat saja perkembangannya.

Apakah carbon air capture efektif? Sejauh ini klaim tentang kemampuan alat ini cukup meyakinkan [16]. Penulis membaca beberapa kabar miring namun pada akhirnya tulisan [17] memperlihatkan bahwa alat ini dapat berperan untuk mengurangi emisi.

Membuat Bioenergi dari Penangkapan dan Penyimpanan Karbon – BECCS

Bioenergy and carbon capture and storage (BECCS) adalah salah satu alternatif untuk mengurangi emisi karbondioksida dengan membuat bioenergi dari biomass kemudian menyimpannya. Dengan bahasa simpel, metode ini memanfaatkan kemampuan tumbuh-tumbuhan untuk mengambil carbon dari udara. Setelah karbondioksida itu terkumpul dalam badan tanaman (digunakan untuk tumbuh), tanaman kemudian diproses dengan berbagai cara agar bioenergi bisa diekstrak. Karbondioksidanya tidak kembali ke atmosfer karena sudah dijadikan bioenergi. mudah-mudahan bisa dipahami.

https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2019/03/BECCS-Perspective_FINAL_18-March.pdf
https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2019/03/BECCS-Perspective_FINAL_18-March.pdf

Banyak yang menulis kalau ini adalah metode yang paling efektif. Pada dasarnya metode ini adalah versi lebih besar dari pembuatan biochar. Strategi ini secara sengaja mengambil karbon dari udara menggunakan biomassa yang kemudian memang ditanam di kedalaman geologi agar tidak gampang terurai kembali.

Apakah ioenergy and carbon capture and storage (BECCS) efektif? Metode ini dikatakan metode yang paling efektif dan murah untuk mengatasi kelebihan karbon di atmosfer. Asalkan carbon yang ditangkap memang disimpan dengan baik, metode ini cukup menjanjikan untuk dilakukan.

Menanam pohon atau memperluas wilayah hutan (aforestasi)

Aforestasi (penghutanan) dan reboisasi (penanaman hutan kembali) dianggap mampu mengurangi kadar CO2 di atmosfer karena tanaman hijau menggunakan karbon dioksida untuk fotosintesis. Ini adalah metode climate engineering yang sudah digaungkan sejak lama. Akan tetapi, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam metode ini.

Yang pertama, hutan tidak hanya berfotosintesis tapi juga ber-respirasi. Pada siang hari ketika ada cahaya matahari, proses fotosintesis akan mendominasi sehingga terjadi pengambilan karbon. Namun, jika tidak ada cahaya matahari, tumbuhan juga ikut jadi sumber karbon dioksida. Oleh karenanya, pada musim dingin atau musim gugur, tidak jarang tumbuhan bisa jadi sumber karbon (pohon di wilayah tropis tidak punya masalah begini). Meskipun demikian,setelah dikalkulasi, tumbuhan masih mengurangi karbon.

Yang kedua, Setelah tanaman mati atau bagian-bagiannya rontok ke tanah, akan terjadi penguraian yang menghasilkan CO2 dan gas rumah kaca lain. Kecuali kalau sisa-sisa bagian tumbuhan ini disimpan di dalam lahan gambut yang masih basah. Ini malah akan menjadi sumber karbon.

Yang ketiga, tanaman yang banyak menyerap karbondioksida adalah tanaman yang sedang masa pertumbuhan. Tanaman yang terlalu tua (>80tahun) tidak lagi menyerap karbon sebanyak ketika mereka muda dulu. Artinya, kalau pohon sudah tua, mending dijadikan meja, kursi, atau lainnya sehingga karbonnya tersimpan. Gantikan saja dengan pohon baru. Tolong pernyataan ini jangan disimpangkan. Penulis tidak mendorong Anda untuk membabat hutan!

Metode BECCS sebenarnya sudah mengantisipasi hal-hal di atas. Tumbuhan tetap menangkap karbondioksida untuk fotosintesis namun bagian-bagian biomassa diproses agar bisa disimpan tanpa melepas karbon kembali.

Apakah aforestasi dan reboisasi efektif? Iya, namun lebih efektif lagi kalau karbon dari sisa-sisa tanaman tidak dibiarkan terurai sehingga melepaskan CO2 lagi.

Pemupukan dan Penghijauan Laut

Laut dan organisme autotrof di dalamnya berpotensi untuk mengambil karbon dari atmosfer. Oleh karena itu, penghijauan laut diharapkan mampu memberi efek yang sama dengan reboisasi dan aforestasi. Contohnya saja, menanam rumput laut untuk mengambil karbon kemudian mengubahnya menjadi bioenergi yang tersimpan [16].

Pemupukan laut sendiri merupakan upaya yang dilakukan untuk menambah nutrisi yang kurang di area laut tertentu sehingga pythoplankton dapat tumbuh subur di sana. Area yang menjadi sorotan biasanya Southern Ocean (laut yang mengelilingi kutub selatan). Wilayah ini memiliki nutrien yang tinggi namun tidak banyak plankton. Diperkirakan hal ini dikarenakan oleh kurangnya Fe (zat besi). Dengan menambahkan zat besi, diharapkan daerah itu menjadi lebih hijau.

Permasalahannya, dimana-mana ada yang namanya jaring-jaring makanan. Dimana ada pythoplankton, di sana pasti ada ikan. Jika ditambahkan besi sehingga jumlah plankton meningkat, ini tentu akan mengundang ikan-ikan untuk memakan plankton tersebut kemudian mengemisikan CO2 lagi lewat respirasi. Kalau begini, metode ini mungkin tidak berefek.

Apakah aforestasi dan reboisasi efektif? Penghijauan laut : iya, pemupukan laut: perlu penelitian lebih lanjut.

Pembahasan mengenai climate engineering akan terus berkembang dan perkembangannya sangat pesat. Jika Anda memiliki informasi lainnya, bisa dishare di sini. Penulis sudah berusaha semampunya untuk mengumpulkan berbagai informasi dari internet namun masih banyak yang belum terbaca sehingga pendapat Anda akan sangat bermanfaat.

Sekian tulisan ini. terima kasih.

sumber:

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_engineering#Proposed_strategies
  2. http://www.geoengineeringmonitor.org/2018/05/surface-albedo-modification-technology-factsheet/
  3. https://nerc.ukri.org/planetearth/stories/298/
  4. https://www.slideshare.net/AlviaGaskillJr/theglobalalbedoenhancementproject-53664037
  5. https://www.ice911.org/process
  6. https://www.bbc.com/news/10333304
  7. https://www.nature.com/articles/nature10588
  8. http://mcbproject.org/about.html
  9. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/10/8/084018/pdf
  10. https://www.researchgate.net/publication/241779308_The_long-term_effect_of_increasing_the_albedo_of_urban_areas
  11. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019GL085758
  12. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_sunshade
  13. https://www.ucsusa.org/resources/biochar-climate-change-mitigation-strategy
  14. https://carbonengineering.com/our-technology/
  15. https://www.carbonbrief.org/direct-co2-capture-machines-could-use-quarter-global-energy-in-2100
  16. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0957582012001206

veanti

Siapa penulis utama veantiworld.com? Blog ini dibuat, dikelola, dan ditulis oleh Desak Putu Okta Veanti. Penulis adalah dosen jurusan klimatologi dan juga salah satu lulusan terbaik Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. Penulis lulus Master Program of School of Integrated Climate System Science, University of Hamburg, Germany pada tahun 2017. Saat ini penulis aktif menekuni pekerjaan sebagai dosen, menulis blog, belajar Python, meningkatkan kemampuan bahasa asing, serta mencari informasi mengenai pseudo-science seperti astrologi dan tarot.

Tinggalkan Balasan