WiDE: Memperpanjang Masa Pakai Diesel di Dunia yang Mengalami Dekarbonisasi

Transportasi menyumbang sekitar... seperlima dari emisi CO2 global, dengan transportasi jalan raya saja bertanggung jawab atas tiga perempat dari emisi tersebut.

Sebagian besar emisi transportasi jalan raya berasal dari kendaraan penumpang seperti mobil dan bus, diikuti oleh truk barang. Meskipun bensin adalah bahan bakar yang paling umum untuk kendaraan ringan, diesel adalah bahan bakar utama untuk kendaraan komersial seperti truk dan bus.

Hal itu karena campuran hidrokarbon yang diperoleh melalui distilasi minyak mentah ini memiliki efisiensi mesin yang lebih tinggi.

Diesel sebenarnya memiliki 25% untuk 35% Mesin diesel memiliki efisiensi bahan bakar yang lebih baik daripada bensin, menjadikannya pilihan terbaik untuk kendaraan komersial. Selain menawarkan penghematan bahan bakar yang lebih baik, mesin diesel juga memberikan akselerasi dan potensi penarikan serta pengangkutan yang lebih baik, membutuhkan perawatan yang lebih sedikit, dan menawarkan daya tahan yang lebih besar.

Namun pada saat yang sama, diesel merupakan salah satu penyumbang terbesar polusi udara melalui polutan seperti jelaga, karbon monoksida (CO), nitrogen oksida (NOx), sulfur oksida (SOx), hidrokarbon (HC), dan partikulat (PM).

Mesin diesel juga mengeluarkan karbon dioksida (CO2), yang, meskipun tidak beracun seperti gas lainnya, merupakan gas rumah kaca yang signifikan. Data menunjukkan bahwa konsumsi bahan bakar diesel menyumbang sekitar 25% dari total sektor transportasi AS emisi CO2 di 2022.

Untuk membantu mengurangi dampak negatif bahan bakar diesel terhadap kesehatan dan lingkungan, para peneliti dari Universitas Teknologi Federal Owerri (FTO) di Nigeria beralih ke teknologi Emulsi Air dalam Diesel (WiDE) dan mengidentifikasinya sebagai solusi yang efektif. Strategi yang menjanjikan untuk mengurangi polusi dari mesin diesel.¹ sambil mempertahankan, atau bahkan meningkatkan, kinerja mereka.

Emisi Diesel: Mengapa Emisi Diesel Tetap Menjadi Tantangan Polusi Utama

Sebagai sumber utama emisi berbahaya, mesin diesel menimbulkan risiko kesehatan yang serius, seperti masalah pernapasan dan masalah kardiovaskular. Mesin diesel juga berkontribusi terhadap masalah lingkungan seperti kabut asap, hujan asam, dan pemanasan global.

Untuk mengurangi dampak lingkungan dari mesin pembakaran kompresi, mesin diesel modern menggunakan berbagai teknologi pengendalian emisi, seperti Katalis Oksidasi Diesel (DOC), Reduksi Katalitik Selektif (SCR), Resirkulasi Gas Buang (EGR), dan Filter Partikulat Diesel (DPF).

Meskipun teknologi ini dapat membantu mengurangi emisiNamun, mereka tidak sepenuhnya melakukan hal itu, dan selain itu, mereka meningkatkan biaya dan kompleksitas mesin.

Sebagai contoh, DOC secara efektif mengurangi CO dan HC tetapi memiliki efek minimal pada emisi partikulat dan NOx, sedangkan DPF efektif untuk mengurangi emisi partikulat tetapi tidak mengatasi CO atau NOx, yang dapat dikurangi secara efektif oleh EGR yang hemat biaya, tetapi mungkin sedikit meningkatkan emisi partikulat.

Ada alternatif lain, seperti biodiesel, yang berasal dari biomassa dan telah berhasil mengurangi PM, CO, dan HC secara signifikan, tetapi sekali lagi, hal ini dapat meningkatkan emisi NOx.

Seperti yang dicatat oleh para peneliti FTO dalam studi mereka, pembentukan NOx dan PM bergantung pada suhu dan menunjukkan hubungan terbalik, yang berarti mengurangi salah satunya seringkali meningkatkan yang lainnya.

Salah satu solusi untuk masalah ini adalah dengan memasukkan air ke dalam ruang pembakaran, yang secara substansial mengurangi emisi NOx dan PM. Saat ini, ada beberapa cara berbeda untuk memasukkan air ke dalam mesin diesel. Ini termasuk Fumigating Water into the Inlet Manifold (FWIM) dan Direct Water Injection (DWI), yang mengurangi emisi NOx dan PM tetapi dapat meningkatkan emisi HC dan CO.

Ada satu lagi cara mudah namun efektif untuk mengurangi polusi mesin diesel, yaitu Emulsi Air dalam Diesel (WiDE).

WiDE: Memperpanjang Masa Pakai Diesel di Dunia yang Mengalami Dekarbonisasi

Pencampuran air ke dalam diesel, dengan bantuan surfaktan, menunjukkan efek positif pada pengurangan emisi, performa mesin, dan efisiensi pembakaran. Teknik ini bahkan dapat memangkas emisi gas buang dan NOx hingga lebih dari 60% sambil mempertahankan performa yang kuat, atau bahkan meningkatkan efisiensi mesin dalam beberapa kasus.

Opsi yang lebih bersih ini, yang menurunkan suhu pembakaran, mengurangi durasi pembakaran suhu tinggi, meningkatkan momentum jet, dan meningkatkan efisiensi bahan bakar, dapat diterapkan pada mesin diesel yang ada tanpa modifikasi.

Teknologi WiDE: Bagaimana Penggunaan Air dalam Diesel Mengurangi Emisi dan Meningkatkan Kinerja

Saat dicampur langsung, diesel cenderung mengapung di permukaan karena lebih ringan daripada air. Namun, bahan bakar emulsi adalah campuran dua cairan yang tidak dapat bercampur sempurna, dengan satu zat tersebar di seluruh zat lainnya. Oleh karena itu, emulsi dibuat menggunakan teknik berenergi tinggi dengan bantuan surfaktan.

Agar mesin diesel dapat beroperasi dengan bahan bakar emulsi, waktu stabilitas WiDE sangat penting, karena penurunan stabilitas emulsi saat mesin beroperasi akan berdampak negatif pada sistem pembakaran dan menyebabkan mesin mengalami kerusakan sebelum waktunya.

Bahan kimia khusus yang disebut surfaktan memainkan peran penting dalam menjaga agar diesel dan air tercampur secara merata. Surfaktan menciptakan emulsi yang stabil dengan mengurangi tegangan permukaan antara keduanya, sehingga secara efektif mengikatnya bersama.

Jadi, dalam teknologi WiDE, tetesan air yang sangat kecil dicampur ke dalam bahan bakar diesel, dan surfaktan ditambahkan untuk menjaga agar tercampur merata, sehingga emulsi tetap stabil hingga 60 hari. Ketika kombinasi ini terbakar di dalam mesin, tetesan air menguap dengan cepat, memicu fenomena yang dikenal sebagai "mikro-ledakan" yang memecah bahan bakar menjadi partikel yang lebih halus.

Hal ini meningkatkan pencampuran udara dan bahan bakar selama pembakaran, menurunkan suhu puncak pembakaran dan mengurangi pembentukan nitrogen oksida. Pembakaran sempurna juga mengurangi emisi jelaga dan PM.

Mengingat potensi teknik sederhana ini untuk secara signifikan mengurangi polusi mesin diesel, tanpa memerlukan desain ulang mesin, para peneliti di FUTO meneliti lebih dalam teknologi ini dan janjinya sebagai jalan cepat menuju penggunaan diesel yang lebih bersih dengan menganalisis studi dari seluruh dunia.

Menurut studi yang ditinjau dalam analisis WiDE, menjalankan mesin diesel dengan WiDE dapat secara drastis mengurangi emisi berbahaya. Secara khusus, emisi NOx menurun sebesar 67% dan PM turun sebesar 68% dibandingkan dengan bahan bakar diesel standar, "menempatkannya sebagai bahan bakar alternatif yang lebih bersih untuk mesin diesel."

Selain keuntungan lingkungan, beberapa percobaan juga melaporkan manfaat kinerja. Ini termasuk peningkatan efisiensi termal rem (BTE), yang mengukur efektivitas sistem dalam mengubah bahan bakar menjadi keluaran kerja yang bermanfaat. Lebih lanjut, studi tentang karakteristik kinerja mesin lainnya, seperti daya rem, BSFC, dan torsi, juga menunjukkan hasil yang menjanjikan dengan WiDE.

Jadi, mesin WiDE tidak hanya menghasilkan gas buang yang lebih bersih, tetapi juga menggunakan bahan bakar dengan lebih efisien.

“Emulsi air dalam diesel adalah cara praktis dan hemat biaya untuk membuat mesin diesel lebih bersih,” kata penulis utama Dr. Chukwuemeka Fortunatus Nnadozie. “Karena teknologi ini tidak memerlukan desain ulang mesin, teknologi ini menawarkan jalan langsung menuju emisi yang lebih rendah baik di negara berkembang maupun negara maju.”

Sementara itu, penelusuran mengenai pentingnya surfaktan mengungkapkan bahwa pemilihan surfaktan yang tepat dan konsentrasinya sangat penting untuk stabilitas emulsi, yang memengaruhi kinerja dan keamanan bahan bakar.

Para peneliti menemukan bahwa penggunaan beberapa surfaktan memberikan hasil terbaik, meningkatkan stabilitas campuran bahan bakar dan kualitas pembakaran di dalam mesin.

Terlepas dari hasil yang menggembirakan, para peneliti menekankan perlunya penelitian tambahan, yang berfokus pada penyempurnaan kombinasi surfaktan dan penilaian efek jangka panjang emulsi terhadap komponen mesin.

Yang lebih penting, WiDE dapat menawarkan cara praktis untuk mengurangi polusi dari mesin yang saat ini beroperasi dan berkontribusi pada teknologi bersih lainnya, alih-alih menggantikan solusi yang lebih bersih dan jangka panjang. Menurut tim tersebut, menggabungkan pendekatan bahan bakar ini dengan biodiesel dan sistem pengendalian emisi canggih dapat membantu mendukung tujuan iklim dan kualitas udara yang lebih luas.

“Teknologi ini dapat menjembatani kesenjangan antara penggunaan diesel konvensional dan masa depan energi yang lebih bersih,” kata salah satu penulis, Profesor Emeka Emmanuel Oguzie. “Dengan formulasi dan pengujian yang tepat, teknologi ini dapat menjadi bagian penting dari sistem transportasi berkelanjutan dan sistem tenaga industri.”

Alternatif Pengganti Diesel: Bahan Bakar Rendah Emisi dan Solusi Transportasi Bersih

Teknologi WiDE hanyalah salah satu dari banyak cara sektor transportasi dapat mengatasi keterbatasan diesel. Pencarian alternatif yang lebih bersih telah menghasilkan berbagai bahan bakar dan teknologi penggerak yang dapat membantu industri mencapai dekarbonisasi jangka panjang. Salah satu jalur yang menjanjikan untuk mengurangi emisi adalah biodiesel dan diesel terbarukan, yang berasal dari biomassa.

Biodiesel diproduksi melalui transesterifikasi minyak nabati seperti minyak kedelai, minyak bunga matahari, minyak rapeseed, dan minyak sawit, lemak hewan dari pabrik pengolahan daging, dan minyak goreng bekas dari restoran. Alga juga merupakan sumber bahan baku biomassa yang menjanjikan.

Diesel terbarukan mirip dengan biodiesel tetapi merupakan hidrokarbon yang secara kimia setara dengan diesel minyak bumi.

Hidrogen merupakan solusi lain untuk membatasi emisi gas rumah kaca dari kendaraan bermotor melalui mesin pembakaran internal hidrogen (H2ICE) dan sel bahan bakar hidrogen (FCEV). Keduanya dapat menggerakkan kendaraan menggunakan bahan bakar tanpa karbon.

Jika berbicara tentang H2-ICE, mesin pembakaran internal biasa menggunakan hidrogen sebagai pengganti diesel atau bensin.

FCEV menghasilkan listrik dari hidrogen menggunakan perangkat yang disebut sel bahan bakar, di mana hidrogen dikombinasikan dengan oksigen untuk menghasilkan listrik yang menggerakkan motor listrik, sama seperti kendaraan listrik.

Meskipun mesin pembakaran internal paling efisien pada beban tinggi, sehingga H2-ICE menjadi pilihan paling tepat untuk truk berat, FCEV lebih efisien pada beban rendah, sehingga ideal untuk truk derek atau truk pengaduk beton.

Baik H2-ICE maupun FCEV memiliki profil emisi yang serupa, tetapi sementara yang pertama dapat menghasilkan NOx dan sejumlah kecil CO2, yang kedua hanya menghasilkan uap air.

Akibatnya, beberapa produsen mobil secara aktif mengejar rencana FCEV (Fluorescence Cell Electric Vehicle), termasuk BMW Group, Toyota, dan Hyundai Motor. Baru-baru ini, Alpine juga meluncurkan supercar konsep bertenaga hidrogennya, Alpine Alpenglow, yang menghasilkan 740 bhp pada 7,600 rpm, mencapai batas putaran mesin 9,000 rpm, dan kecepatan maksimal 205 mph.

Namun seperti yang baru-baru ini disampaikan, Hidrogen memiliki biaya tersendiri. serta hambatan infrastruktur yang perlu diatasi dengan dukungan kebijakan, investasi, dan kemitraan publik-swasta untuk mendorong adopsi.

Kemudian ada bahan bakar sintetis, atau e-fuel, yang diproduksi menggunakan karbon yang ditangkap dan hidrogen hijau. Bahan bakar alternatif ini dibuat melalui proses kimia. Sebagian besar bahan bakar sintetis telah diproduksi dengan mengolah sumber bahan bakar fosil yang ada, seperti mengubah gas alam menjadi minyak bakar, mencairkan batubara dan mengubahnya menjadi diesel dan bensin, dan belakangan ini mengubah kayu atau limbah hewan menjadi minyak bakar.

Namun, pilihan-pilihan ini menggunakan karbon padat atau karbon yang diisolasi, yang berarti mereka melepaskan CO2 ke atmosfer. Bahan bakar elektronik (e-fuel) menghilangkan masalah ini dengan menghilangkan ketergantungan pada bahan bakar fosil, sehingga memungkinkan dekarbonisasi sektor-sektor yang intensif energi.

Bahan bakar ini dibuat dengan mengekstrak CO2 dari atmosfer, dan jika emisi yang dilepaskan selama pembakaran setara dengan CO2 yang digunakan untuk memproduksinya, maka metode ini dianggap netral karbon.

Untuk mensintesis bahan bakar elektronik, CO2 diperoleh melalui penangkapan udara, yang menyedot CO2 langsung dari atmosfer sekitar menggunakan pelarut cair atau adsorben padat, atau dengan menangkap CO2 yang dipancarkan dari proses industri lainnya. CO2 yang ditangkap kemudian dikombinasikan dengan hidrogen dan dikenakan suhu dan tekanan tinggi yang mengubahnya menjadi hidrokarbon.

Secara bersama-sama, solusi-solusi ini membantu mengatasi dampak lingkungan dari diesel dan membuka jalan bagi masa depan transportasi yang lebih bersih dan berkelanjutan.

Berinvestasi dalam Teknologi yang Lebih Bersih

Cummins Inc. (CMI ) adalah salah satu produsen mesin diesel dan gas alam terkemuka di dunia, khususnya untuk truk tugas berat dan aplikasi industri.

Perusahaan ini secara aktif berinvestasi dalam teknologi dekarbonisasi, termasuk mesin hidrogen, sel bahan bakar, dan sistem pengolahan emisi canggih. Melalui strategi “Destination Zero”, Cummins berupaya meningkatkan efisiensi dan emisi diesel dalam jangka pendek sambil mengembangkan solusi tanpa emisi untuk jangka panjang.

Perusahaan solusi energi global ini beroperasi melalui beberapa segmen utama.

Segmen Komponen mendesain dan memproduksi poros, rem, sistem penggerak, dan sistem suspensi, sementara segmen Sistem Tenaga berfokus pada alternator dan genset pembangkit listrik utama. Segmen Akselera memproduksi dan mendukung sistem tenaga listrik, termasuk teknologi baterai, sel bahan bakar, dan sistem penggerak listrik, serta teknologi produksi hidrogen. Kemudian ada segmen Mesin, yang memproduksi berbagai mesin berbahan bakar gas alam dan diesel, sementara segmen Distribusi mendukung sistem pembangkit listrik, mesin berdaya kuda tinggi, dan mesin tugas berat dan menengah.

Keseimbangan antara inovasi diesel dengan tujuan transisi energi jangka panjang telah membantu saham CMI melonjak 6.65% YTD dan 68.78% selama setahun terakhir, kini diperdagangkan pada harga $543.42. Dengan demikian, Cummins yang memiliki kapitalisasi pasar $75 miliar ini memiliki EPS (TTM) sebesar 20.51 dan P/E (TTM) sebesar 26.54. Perusahaan ini membayar dividen dengan imbal hasil 1.47%.

Mengenai posisi keuangan perusahaan, Cummins membukukan pendapatan sebesar $33.7 miliar untuk keseluruhan tahun 2025. Segmen Distribusi dan Sistem Tenaga mencapai rekor penjualan dan profitabilitas tahun lalu, didorong oleh "permintaan yang kuat untuk daya cadangan pusat data." Laba bersih GAAP untuk periode tersebut adalah $2.8 miliar, dan EPS yang terdilusi adalah $20.50.

Dividen tunai dinaikkan untuk tahun ke-16 berturut-turut, dengan Cummins mengembalikan lebih dari $1 miliar kepada pemegang saham melalui dividen.

“Hasil operasional yang kuat” ini diraih “meskipun pasar truk di Amerika Utara terus melemah,” dengan CEO Jennifer Rumsey menyatakan, “Tahun 2025 menandai tahun bersejarah bagi Cummins karena kami membuat kemajuan signifikan dalam memajukan prioritas strategis utama sambil terus meningkatkan kinerja dari siklus ke siklus.”

Untuk tahun penuh 2025, Cummins juga melaporkan biaya sebesar $458 juta, atau $3.28 per saham yang diencerkan, terkait dengan bisnis Elektroliser di dalam Accelera. Tindakan ini diambil sebagai bagian dari tinjauan strategis yang diprakarsai sebagai respons terhadap perubahan ekspektasi adopsi hidrogen, untuk merampingkan operasi, dan untuk mengurangi biaya berkelanjutan mengingat prospek permintaan yang lebih lemah.

Sementara itu, untuk kuartal keempat tahun 2025, Cummins mencatatkan pendapatan sebesar $8.5 miliar, laba bersih GAAP sebesar $593 juta, dan laba per saham (EPS) yang diencerkan sebesar $4.27.

Secara segmen, penjualan Accelera meningkat paling banyak, sebesar 31% menjadi $131 juta, karena waktu pemasangan elektroliser yang tepat, diikuti oleh Power Systems, yang meningkat 11% menjadi $1.9 miliar, didorong oleh peningkatan permintaan pembangkit listrik, khususnya di pasar pusat data di Amerika Utara, Tiongkok, dan Asia Pasifik.

Permintaan akan produk pembangkit listrik, terutama untuk aplikasi pusat data, juga membantu meningkatkan penjualan di segmen distribusi sebesar 7% menjadi $3.3 miliar. Sebaliknya, penjualan segmen komponen turun sebesar 7% menjadi $2.4 miliar karena permintaan yang lebih rendah untuk truk menengah dan berat di AS, tetapi melaporkan permintaan yang lebih kuat di Eropa dan Tiongkok. Sementara itu, permintaan yang lebih rendah untuk truk menengah dan berat di AS dan Meksiko menyebabkan penurunan penjualan segmen mesin sebesar 4%.

Untuk tahun ini, perusahaan memperkirakan pendapatan akan meningkat antara 3% dan 8%, dengan rencana untuk terus menghasilkan arus kas operasional yang kuat dan mengembalikan 50% dari arus kas operasional kepada pemegang saham dalam jangka panjang.

“Pada tahun 2026, kami memperkirakan permintaan akan sedikit lebih baik di pasar truk jalan raya Amerika Utara, khususnya pada paruh kedua tahun ini, seiring dengan berlanjutnya kekuatan di pasar pembangkit listrik pusat data. Cummins tetap berada pada posisi yang baik untuk berinvestasi dalam pertumbuhan di masa depan, memberikan hasil keuangan yang kuat, dan mengembalikan kas kepada pemegang saham pada tahun 2026.”

– Rumsey

Berita dan Perkembangan Terbaru Saham Cummins Inc. (CMI)

Kesimpulan

Meskipun sangat penting bagi banyak industri berkat daya tahannya, efisiensi tinggi, dan torsi yang signifikan, mesin diesel juga merupakan sumber utama emisi berbahaya, termasuk NOx, PM, CO, HC, dan SO2, yang menimbulkan risiko kesehatan serius dan tidak sesuai dengan tujuan iklim dan kualitas udara global.

Teknologi Water-in-Diesel Emulsion (WiDE) menghadirkan solusi yang menarik. Dengan secara signifikan mengurangi emisi berbahaya tanpa memerlukan desain ulang mesin, teknologi ini menawarkan jalur yang praktis dan hemat biaya menuju pembakaran yang lebih bersih.

Meskipun bukan pengganti permanen untuk teknologi tanpa emisi, WiDE dapat memainkan peran transisi yang sangat penting. Ketika dikombinasikan dengan inovasi lain seperti campuran biodiesel dan bahan bakar bersih yang sedang berkembang, WiDE membantu menjembatani kesenjangan antara ketergantungan pada diesel konvensional dan masa depan energi yang berkelanjutan.

Referensi

^{1. Nnadozie, CF, Onuoha, CP, Oguzie, EE, & Emereibeole, EI (2025). Kemajuan dalam strategi pengurangan emisi diesel: fokus pada teknologi emulsi air dalam diesel. Penelitian Karbon, 4, 45. https://doi.org/10.1007/s44246-025-00210-y}