Cara mendaur ulang bekas komponen turbin tidak mudah. Kayu balsa tercampur dengan bahan plastik dan serat gelas serta diikat dengan epoksi atau resin poliester. Bekas bahan terlalu berat dan tidak fleksibel. Turbin angin menghasilkan energi namun bekas komponen dan mesin tak ramah lingkungan.
Kita simak cara Jerman yang memilki 30.000 turbin angin. Indonesia baru memiliki 5 kincir angin di Sulawesi Selatan, dan akan menambah 30 wind turbin generator atau kincir angin untuk menghasilkan listrik sebesar 75 Mega Watt dan mampu mengaliri listrik kepada 70.000 pelanggan.
Akan tetapi, sejak tahun 2019, Jerman menghasilkan 2000 bilah rotor yang menua dan harus dibuang. Pada tahun 2024, sampah turbin angin itu bakal mencapai 15.000 potong.
Bekas turbin menjadi timbunan raksasa yang tiap bilah berukuran 15 meter dan 90 meter. Bagaimana mengelola sampah raksasa itu agar tidak menimbulkan masalah terhadap lingkungan?
Para peneliti di Institut Fraunhofer untuk Penelitian Kayu, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, menghasilkan solusi dengan menggunakan teknik daur ulang untuk memulihkan dan memproses kayu balsa yang terkandung dalam bilah rotor menjadi bahan baru.
Bahan baru itu dijadikan sebagai tikar isolasi yang dimanfaafkan saat membangun konstruksi bangunan atau bahan lain.
Kayu Balsa Bekas Bermasalah
Kayu balsa merupakan kayu yang digunakan sebagai bahan pembuatan komponen turbin angin. Kayu balsa memiliki tekstur kasar dan merupakan hasil dari pembuluh getah kayu dan memiliki butiran lurus.
Demikian juga mesin atau generator tenaga angin yang sudah tua harus dibuang dan diganti dengan mesih baru. Mesin menjadi tua karena materialnya mencapai kelelahan. Bahkan mesin generator baru bisa saja digantikan dengan penerapan sistem yang lebih kuat dan lebih efisien.
Studi yang dilakukan oleh Institut Fraunhofer memprediksi 15.000 bilah rotor yang harus dibuang pada tahun 2024 akan meningkat menjadi 72.000 bilah lainnya dalam tiga tahun berikutnya.
Tim ahli memiliki metode untuk membuang baja dan beton dari generator tenaga angin yang ramah lingkungan. Akan tetapi, daur ulang bilah rotor yang terbuat dari bahan kayu tetap bermasalah, dan hampir mustahil untuk dipisahkan. Bilah rotor tidak terbuat dari baja.
“Bekas kayu terlalu berat dan tidak fleksibel. Sebagian besar bahan terbuat dari plastik yang diperkuat serat gelas (GFRP) dan kayu balsa yang diikat dengan epoksi atau resin poliester,” tutur Peter Meinlschmidt, Manajer Proyek milik Institut Penelitian Kayu Fraunhofer, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI di Braunschweig, Jerman.
Ikatan bahan sangat kuat karena bilah rotor harus mencapai kecepatan tertinggi lebih dari 250 kilometer per jam. Bahan tidak boleh retak sehingga kekuatan yang sangat besar harus terjamin.
Akan tetapi, untuk daur ulang bahan yang berasal tunggal seperti kayu justru menimbulkan masalah. Memisahannya sangat sulit karena bahan kayu bercampur dengan komponen bahan komposit lainnya.
Bilah rotor berisi sekitar 15 meter kubik kayu balsa yang berasal dari hutan. Bahan kayu itu sangat ringan dan tahan terhadap tekanan.
“Keringanan dan tahan terhadap tekanan, itulah keuntungan utama menggunakan balsa dibanding menggunakan busa plastik,” jelas Peter Meinlschmidt. Sebelumnya, tidak ada kemungkinan untuk memulihkannya saat membuang bilah rotor lama yang harus diganti denga bahan baru.
“Meskipun hampir tidak memiliki kandungan energi, baha bekas itu dibakar menjadi bahan komposit yang dilakukan di pabrik semen. Bahan baku semen harus dipanaskan hingga sekitar 1500 derajat Celcius sebelum menyatu dan membentuk klinker semen,” Peter Meinlschmidt menguraikan.
Kita tahu bahwa pabrik membutuhkan banyak energi. Selain itu, serat kaca yang meleleh dan abu nantinya dapat ditambahkan ke semen dan mengganti bagian dari pasir kuarsa yang seharusnya harus dimasukkan ke dalam proses.
“Jumlah pabrik semen di Jerman terbatas hanya 53 pabrik, dan begitu pula kebutuhan terhadap baling-baling rotor sebagai bahan pembakaran,” tambah Peter Meinlschmidt.
Para peneliti masih berharap untuk mengendalikan sampah bilah rotor pada masa yang akan datang. Tim Peter Meinlschmidt bersama kolega TIK Fraunhofer dan mitra pelaku industri telah mengembangkan teknologi daur ulang yang baru.
Untuk memulihkan dan mendaur ulang balsa dari bilah rotor, bilah yang terlepas dibongkar di tempat dengan menggunakan jet air.
“Pendekatan konvensional adalah menggunakan gergaji pita untuk memotong bilah rotor menjadi tiga perempat, tetapi cara ini berproses relatif kompleks. Oleh sebab itu, kami memilki ide untuk mencobanya dengan tombak jet air sebagai gantinya,”lanjut Peter Meinlschmidt.
Hasilnya? “Jauh lebih cepat dan lebih baik,” imbuh Peter Meinlschmidt antusias. Tombak jet air dapat dipasang pada kendaraan khusus dan dikendalikan dari sana.
Dorongan luar biasa membuatnya sangat sulit untuk membimbing tombak dengan tangan. Kemudian, ketika masih di lokasi, rotor blade sepanjang 10 hingga 20 meter dimasukkan ke dalam mesin penghancur seluler yang memecahnya menjadi potongan-potongan seukuran telapak tangan.
Tim peneliti memisahkan bagian-bagian bahan menjadi komponen masing-masing. Bahan diatur dalam rotasi dan dimasukkan logam dengan kecepatan tinggi di dalam mesin.
“Material komposit kemudian pecah karena kayunya viscoplastic, sementara serat kaca dan resin sangat keras,” ujar Peter Meinlschmidt melalui rilis Fraunhofer.
Di Fraunhofer WKI, potongan balsa diproses untuk membuat, misalnya, tikar isolasi serat kayu yang sangat ringan. Saat ini sekitar 10 persen bahan insulasi bangunan dibuat dari sumber daya terbarukan yang ada di ruang untuk perbaikan.
Dengan kepadatan kurang dari 20 kilogram per meter kubik, tikar ini sangat unik di pasaran dan menyediakan isolasi yang sama baiknya dengan bahan umum berbasis polystyrene.
Balsa daur ulang juga dapat digunakan untuk menghasilkan busa kayu elastis yang baru. Untuk ini, bubuk ini ditumbuk menjadi bubuk yang sangat halus dan dikombinasikan dengan agen berbusa.
Stabilitas busa diciptakan oleh kekuatan kohesif kayu itu sendiri, yang membuat perekat sintetis menjadi berlebihan. Busa ini cocok untuk digunakan sebagai bahan isolasi yang ramah lingkungan, dan sebagai bahan kemasan yang dapat dibuang begitu saja dalam wadah daur ulang kertas.
