WiDE: Memperpanjang Umur Diesel di Dunia yang Mendekarbonisasi

Transportasi menyumbang sekitar satu per lima emisi CO2 global, dengan transportasi darat saja bertanggung jawab atas tiga perempat emisi tersebut.

Kebanyakan emisi transportasi darat berasal dari kendaraan penumpang seperti mobil dan bus, diikuti oleh truk barang. Sementara bensin adalah bahan bakar paling umum untuk kendaraan ringan, diesel adalah bahan bakar utama untuk kendaraan komersial seperti truk dan bus.

Itu karena campuran hidrokarbon yang diperoleh dari distilasi minyak mentah memiliki efisiensi mesin yang lebih tinggi.

Diesel sebenarnya memiliki efisiensi bahan bakar 25% hingga 35% lebih baik dibandingkan bensin, menjadikannya pilihan terbaik untuk kendaraan komersial. Selain menawarkan ekonomi bahan bakar yang lebih baik, mesin diesel memberikan akselerasi dan kemampuan tarik serta muatan yang lebih baik, memerlukan perawatan lebih sedikit, dan menawarkan daya tahan yang lebih besar.

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

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

Untuk membantu mengurangi dampak negatif bahan bakar diesel terhadap kesehatan dan lingkungan kita, peneliti dari Federal University of Technology Owerri (FTO) di Nigeria beralih ke teknologi Emulsi Air-dalam-Diesel (WiDE) dan mengidentifikasinya sebagai strategi menjanjikan untuk mengurangi polusi dari mesin diesel¹ sambil mempertahankan, atau bahkan meningkatkan, kinerjanya.

Emisi Diesel: Mengapa Mereka Tetap Menjadi Tantangan Polusi Utama

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

Untuk mengurangi dampak lingkungan mesin kompresi-ignition, mesin diesel modern menggunakan berbagai teknologi kontrol emisi, seperti Diesel Oxidation Catalysts (DOC), Selective Catalytic Reduction (SCR), Exhaust Gas Recirculation (EGR), dan Diesel Particulate Filters (DPF).

Walaupun teknologi ini dapat membantu mengurangi emisi, mereka tidak melakukannya secara total, dan di samping itu, mereka meningkatkan biaya serta kompleksitas mesin.

Misalnya, DOC secara efektif mengurangi CO dan HC tetapi memiliki efek minimal pada partikel dan emisi NOx, sementara DPF efektif mengurangi emisi partikel tetapi tidak menangani CO atau NOx, yang dapat dikurangi secara efektif oleh EGR yang hemat biaya, namun EGR dapat sedikit meningkatkan emisi partikel.

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

Pembentukan NOx dan PM, seperti yang dicatat peneliti FTO dalam studi mereka, bergantung pada suhu dan menunjukkan hubungan terbalik, artinya mengurangi satu sering meningkatkan yang lain.

Solusi untuk masalah ini adalah memperkenalkan air ke dalam ruang bakar, yang secara substansial mengurangi kedua emisi NOx dan PM. Sekarang, ada beberapa cara berbeda untuk memperkenalkan 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 cara lain yang mudah namun efektif untuk memotong polusi mesin diesel, yaitu Emulsi Air-dalam-Diesel (WiDE).

WiDE: Memperpanjang Umur Diesel di Dunia yang Mendekarbonisasi

Pencampuran air ke dalam diesel, difasilitasi oleh surfaktan, menunjukkan efek positif pada pengurangan emisi, kinerja mesin, dan efisiensi pembakaran. Teknik ini sebenarnya dapat memotong emisi NOx dan partikel lebih dari 60% sambil mempertahankan kinerja yang kuat, atau bahkan meningkatkan efisiensi mesin pada beberapa kasus.

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

Teknologi WiDE: Bagaimana Water-in-Diesel Mengurangi Emisi dan Meningkatkan Kinerja

Ketika tercampur secara tidak sempurna, diesel cenderung mengapung di atas karena lebih ringan daripada air. Namun, bahan bakar emulsi adalah campuran dua cairan tak dapat larut yang tidak dapat menyatu sepenuhnya, dengan satu zat tersebar di seluruh zat lainnya. Jadi, emulsi dibuat menggunakan teknik energi tinggi dengan bantuan surfaktan.

Untuk mesin diesel beroperasi dengan bahan bakar emulsi, waktu stabilitas WiDE sangat penting, karena penurunan stabilitas emulsi saat mesin berjalan akan berdampak negatif pada sistem pembakaran dan menyebabkan mesin gagal lebih awal.

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

Jadi, dalam teknologi WiDE, tetesan air yang sangat kecil dicampur ke dalam bahan bakar diesel, dan surfaktan ditambahkan untuk menjaga campuran tetap merata, memungkinkan 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 yang lengkap juga mengurangi emisi jelaga dan partikel.

Mengingat potensi teknik sederhana ini untuk secara signifikan mengurangi polusi mesin diesel, tanpa memerlukan desain ulang mesin, peneliti di FUTO meneliti lebih dalam teknologi ini dan potensinya sebagai jalur cepat menuju 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 turun 67% dan PM turun 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 kerja yang berguna. Lebih lanjut, studi tentang karakteristik kinerja mesin lain, seperti daya rem, BSFC, dan torsi, juga menunjukkan hasil yang menjanjikan dengan WiDE.

Jadi, tidak hanya mesin WiDE menghasilkan gas buang yang lebih bersih, tetapi mereka juga menggunakan bahan bakar 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 perancangan ulang mesin, ia menawarkan jalur segera menuju emisi lebih rendah di negara berkembang maupun maju.”

Sementara itu, penelusuran pentingnya surfaktan mengungkapkan bahwa memilih surfaktan yang tepat dan konsentrasinya adalah kunci untuk stabilitas emulsi, yang memengaruhi baik kinerja maupun keamanan bahan bakar.

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

Meski hasilnya menggembirakan, peneliti menekankan perlunya pekerjaan tambahan, dengan fokus pada penyempurnaan kombinasi surfaktan dan penilaian efek jangka panjang emulsi pada komponen mesin.

Lebih penting lagi, WiDE dapat menawarkan cara praktis untuk mengurangi polusi dari mesin yang saat ini beroperasi dan berkontribusi pada teknologi bersih lainnya alih-alih menggantikan solusi bersih jangka panjang. Menggabungkan pendekatan bahan bakar ini dengan biodiesel dan sistem kontrol emisi canggih, menurut tim, 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 co‑author Profesor Emeka Emmanuel Oguzie. “Dengan formulasi dan pengujian yang tepat, ia dapat menjadi bagian penting dari transportasi berkelanjutan dan sistem tenaga industri.”

Alternatif 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 beragam bahan bakar dan teknologi propulsi yang dapat membantu industri mencapai dekarbonisasi jangka panjang. Salah satu jalur 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 kelapa sawit, lemak hewani dari pabrik pengolahan daging, serta minyak goreng bekas yang didaur ulang dari restoran. Alga juga merupakan sumber biomassa yang menjanjikan.

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

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 nol karbon.

Untuk H2‑ICE, mesin pembakaran internal konvensional menggunakan hidrogen alih-alih diesel atau bensin.

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

Meski mesin pembakaran internal paling efisien pada beban tinggi, menjadikan H2‑ICE pilihan paling cocok untuk truk berat, FCEV lebih efisien pada beban rendah, menjadikannya ideal untuk truk derek atau truk mixer beton.

Kedua H2‑ICE dan FCEV memiliki profil emisi yang serupa, tetapi sementara yang pertama dapat menghasilkan NOx dan jejak CO2, yang kedua hanya menghasilkan uap air.

Akibatnya, beberapa produsen mobil secara aktif mengejar rencana FCEV, termasuk BMW Group, Toyota, dan Hyundai Motor. Baru-baru ini, Alpine juga meluncurkan konsep supercar berbahan bakar hidrogen, Alpine Alpenglow, yang menghasilkan 740 tenaga kuda pada 7.600 rpm, mencapai batas merah 9.000 rpm, dan kecepatan maksimum 205 mph.

Namun seperti yang baru-baru ini dibagikan, hidrogen memiliki biaya dan tantangan infrastruktur sendiri yang perlu diatasi dengan dukungan kebijakan, investasi, dan kemitraan publik‑swasta untuk mendorong adopsi.

Selanjutnya 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 e‑fuel diproduksi dengan memanfaatkan sumber bahan bakar fosil yang ada, seperti mengubah gas alam menjadi minyak bahan bakar, melikuidkan batu bara dan mengubahnya menjadi diesel dan bensin, dan belakangan mengubah kayu atau limbah hewan menjadi minyak bahan bakar.

Opsi-opsi ini, bagaimanapun, menggunakan karbon padat atau tersekuestrasi, yang berarti mereka melepaskan CO2 ke atmosfer. e‑fuel menghilangkan masalah ini dengan menghapus ketergantungan pada bahan bakar fosil, memungkinkan dekarbonisasi sektor yang intensif energi.

Bahan bakar ini dibuat dengan mengekstraksi 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 e‑fuel, CO2 diperoleh melalui penangkapan udara, yang menyedot CO2 langsung dari atmosfer menggunakan pelarut cair atau sorben padat, atau dengan menangkap CO2 yang dihasilkan dari proses industri lain. CO2 yang ditangkap kemudian digabungkan dengan hidrogen dan diproses pada suhu dan tekanan tinggi yang mengubahnya menjadi hidrokarbon.

Bersama-sama, solusi‑solusi ini membantu mengatasi dampak lingkungan 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 berat dan aplikasi industri.

Perusahaan ini secara aktif berinvestasi dalam teknologi dekarbonisasi, termasuk mesin hidrogen, sel bahan bakar, dan sistem after‑treatment canggih. Melalui strategi “Destination Zero”, Cummins bekerja meningkatkan efisiensi diesel dan emisinya dalam jangka pendek sambil memperluas solusi nol emisi untuk jangka panjang.

Perusahaan solusi tenaga global beroperasi melalui beberapa segmen utama.

Segmen Components merancang dan memproduksi poros, rem, drivetrain, dan sistem suspensi, sementara segmen Power Systems berfokus pada alternator dan set generator daya utama. Segmen Accelera memproduksi dan mendukung sistem tenaga terelektrifikasi, termasuk teknologi baterai, sel bahan bakar, dan powertrain listrik, serta teknologi produksi hidrogen. Kemudian ada segmen Engine, yang memproduksi beragam mesin berbahan bakar gas alam dan diesel, serta segmen Distribution yang mendukung sistem pembangkit listrik, mesin berdaya tinggi, serta mesin berat‑dan‑menengah.

Menyeimbangkan inovasi diesel dengan tujuan transisi energi jangka panjang telah membantu saham CMI naik 6,65% YTD dan 68,78% selama setahun terakhir, kini diperdagangkan pada $543,42. Dengan kapitalisasi pasar $75 miliar, Cummins memiliki EPS (TTM) 20,51 dan P/E (TTM) 26,54. Perusahaan membayar dividen dengan hasil 1,47%.

Berkenaan dengan posisi keuangan perusahaan, Cummins mencatat pendapatan $33,7 miliar untuk seluruh tahun 2025. Segmen Distribution dan Power Systems mencatat penjualan dan profitabilitas rekor tahun lalu, didorong oleh “permintaan kuat untuk cadangan daya pusat data.” Laba bersih GAAP untuk periode tersebut adalah $2,8 miliar, dan EPS terdilusi $20,50.

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

“Hasil operasional yang kuat” ini datang “meskipun pasar truk Amerika Utara tetap lemah,” kata CEO Jennifer Rumsey, “tahun 2025 menandai tahun bersejarah bagi Cummins karena kami membuat kemajuan signifikan dalam mengembangkan prioritas strategis utama sambil terus meningkatkan kinerja dari siklus ke siklus.”

Untuk tahun penuh 2025, Cummins juga melaporkan $458 juta, atau $3,28 per saham terdilusi, dalam beban terkait bisnis Elektrolyzer dalam Accelera. Tindakan ini diambil sebagai bagian dari tinjauan strategis yang dipicu oleh perubahan ekspektasi adopsi hidrogen, untuk menyederhanakan operasi, dan mengurangi biaya berkelanjutan mengingat prospek permintaan yang lemah.

Sementara itu, untuk Q4 2025, Cummins mencatat pendapatan $8,5 miliar, laba bersih GAAP $593 juta, dan EPS terdilusi $4,27.

Menurut segmen, penjualan Accelera meningkat paling signifikan, sebesar 31% menjadi $131 juta, berkat penjadwalan instalasi elektrolyzer, diikuti oleh Power Systems, yang naik 11% menjadi $1,9 miliar, didorong oleh peningkatan permintaan pembangkit listrik, khususnya di pasar pusat data di Amerika Utara, China, dan Asia Pasifik.

Permintaan produk pembangkit listrik, terutama untuk aplikasi pusat data, juga membantu meningkatkan penjualan di segmen Distribution sebesar 7% menjadi $3,3 miliar. Sebaliknya, penjualan segmen Components turun 7% menjadi $2,4 miliar karena penurunan permintaan truk menengah‑dan‑berat di AS, namun melaporkan permintaan yang lebih kuat di Eropa dan China. Sementara itu, penurunan permintaan truk menengah dan berat di AS dan Meksiko menyebabkan penurunan penjualan segmen Engine sebesar 4%.

Sekarang, untuk tahun berjalan, perusahaan memperkirakan pendapatan akan meningkat antara 3% dan 8%, dengan rencana terus menghasilkan arus kas operasi yang kuat dan mengembalikan 50% arus kas operasi 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, dipadukan dengan kekuatan berkelanjutan di pasar pembangkit listrik pusat data. Cummins tetap berada pada posisi yang baik untuk berinvestasi dalam pertumbuhan masa depan, memberikan hasil keuangan yang kuat, dan mengembalikan kas kepada pemegang saham pada tahun 2026.”

– Rumsey

Berita dan Perkembangan Saham Cummins Inc. (CMI) Terbaru

Kesimpulan

Walaupun integral bagi banyak industri berkat daya tahan, 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 selaras dengan tujuan iklim serta kualitas udara global.

Teknologi Emulsi Air‑dalam‑Diesel (WiDE) menawarkan solusi yang menarik di sini. Dengan secara signifikan mengurangi emisi berbahaya tanpa memerlukan desain ulang mesin, ia menyediakan jalur praktis dan hemat biaya menuju pembakaran yang lebih bersih.

Walaupun bukan pengganti permanen untuk teknologi nol emisi, WiDE dapat memainkan peran transisional penting. Ketika digabungkan dengan inovasi lain seperti campuran biodiesel dan bahan bakar bersih yang muncul, ia membantu menjembatani kesenjangan antara ketergantungan diesel warisan dan masa depan energi yang berkelanjutan.

Referensi

^{1. Nnadozie, C. F., Onuoha, C. P., Oguzie, E. E., & Emereibeole, E. I. (2025). Advancements in diesel emission reduction strategies: a focus on water-in-diesel emulsion technology. Carbon Research, 4, 45. https://doi.org/10.1007/s44246-025-00210-y}