Di jantung industri Brasil, sebuah proyek energi perintis mendapat penghargaan POWER Top Plant karena mengubah limbah kaya hidrogen menjadi tenaga bersih dan andal. Vesta Cogeneration Plant tak hanya meningkatkan efisiensi di kompleks petrokimia terbesar Amerika Latin, tetapi juga menetapkan tolok ukur baru bagi inovasi energi di sektor manufaktur kimia. Di pusat industri São Paulo, tempat kompleks petrokimia pertama Brasil beroperasi nyaris tanpa henti, sebuah tantangan yang tampak paradoks muncul: Bagaimana beralih ke energi lebih bersih jika proses manufaktur justru menghasilkan gas buang kaya hidrogen sebagai produk sampingan? Bagi kebanyakan perusahaan, gas berlebih ini biasanya akan dibakar—praktik mubazir yang melepaskan emisi tanpa mengambil manfaat. Namun Braskem, produsen termoplastik terbesar di Amerika, justru melihat peluang di baliknya. Visi dan jawaban mereka adalah Vesta Cogeneration Plant, proyek modernisasi yang membuktikan bahwa jalur menuju manufaktur berkelanjutan tak selalu berarti meninggalkan infrastruktur eksisting. Kadang, yang diperlukan adalah menemukan cara cerdik untuk memanfaatkan proses kimia yang sudah berjalan dalam operasional.
Kawasan ABC di São Paulo, Brasil, merujuk pada wilayah metropolitan industri yang awalnya terdiri dari tiga kota: Santo André (A), São Bernardo do Campo (B), dan São Caetano do Sul (C). Ketiga kota ini membentuk pusat industri utama di selatan kota São Paulo dan tersohor berkat industri otomotif, petrokimia, serta metalurginya. Pabrik bahan baku kawasan ABC yang dibuka pada 1972 merupakan bagian dari kompleks petrokimia pertama yang beroperasi di Brasil. Berada di Santo André, unit ini bertugas mengubah bahan baku berbasis minyak bumi seperti nafta menjadi bahan kimia dasar seperti etilena, propena, butadiena, dan resin hidrokarbon—fondasi bagi berbagai material seperti plastik yang digunakan di sektor konstruksi, otomotif, barang higienis rumah sakit, industri pangan, kemasan, pakaian, dan alas kaki. Pada Februari 2019, Braskem memutuskan bermitra dengan Siemens Energy untuk memodernisasi Kompleks Petrokimia ABC. Proyek yang bertujuan merevitalisasi sistem energi ini diharapkan memberikan efisiensi produksi lebih tinggi serta peningkatan indikator keberlanjutan Braskem di kompleks tersebut. Pembaruan teknologi ini akan melayani cracker—unit industri utama kompleks petrokimia yang bertanggung jawab memproduksi bahan baku untuk sektor kimia dan plastik. Maka, ini bukan sekadar pemasangan peralatan baru, melainkan perintisan model bagaimana industri padat energi dapat mengubah aliran limbahnya menjadi keunggulan kompetitif. “Proyek ini adalah contoh upaya besar Braskem dalam mengejar keunggulan operasional sekaligus mempertegas komitmen kami terhadap pembangunan berkelanjutan,” ujar Luís Pazin, Chief Industrial Officer unit Kimia Braskem di kawasan Tenggara, saat proyek diumumkan. “Dengan kogenerasi listrik dan gas terpadu, kami akan menghemat lebih banyak energi dan mengurangi emisi gas rumah kaca.” Secara signifikan, perusahaan memperkirakan proyek ini dapat menurunkan konsumsi air unit sebesar 11,4% dan emisi CO2 sebesar 6,3%. “Kogenerasi diprioritaskan Braskem di pabrik industri mereka karena selaras dengan tujuan efisiensi energinya,” jelas Andre Colen Carrasco, kepala Operasi dan Pemeliharaan serta Layanan Siemens Energy di Brasil, kepada POWER. “Kogenerasi memungkinkan pengurangan total konsumsi energi lokasi sekitar 7,3%, sekaligus meningkatkan keandalan pasokan listrik. Dengan demikian, Braskem menjadi lebih kompetitif dalam biaya produksi dan mengurangi kerugian produksi akibat gangguan pasokan listrik eksternal, sambil meminimalkan dampak lingkungan.”
Siemens Energy bertanggung jawab atas implementasi proyek dan pengoperasian pabrik kogenerasi listrik serta uap untuk periode awal 15 tahun. Sebagai bagian dari kontrak, Siemens setuju menerapkan solusi peralatan terintegrasi penuh dan redundan, termasuk dua turbin gas SGT-600, E-house (bangunan listrik siap pakai yang menampung semua peralatan kontrol dan distribusi daya), ekstensi gardu induk tegangan tinggi eksisting, tiga kompresor reciprocating, sistem pemadaman beban mutakhir, serta perangkat lunak pendukung kontrol pabrik. Solusi teknologi mutakhir pabrik ini menggabungkan efisiensi energi tinggi dan keandalan operasional ekstrem dengan emisi rendah. Unsur-unsur ini merupakan bagian dari konsep energy-as-a-service, sehingga Braskem menerima energi tanpa perlu berinvestasi, membangun, dan mengoperasikan pabrik secara mandiri. “Kepercayaan Braskem menetapkan Siemens sebagai mitra strategis untuk proyek menantang ini adalah buah dari kemampuan teknologi dan operasional kami, yang dipadukan dengan daya tarik model BOO (bangun, miliki, dan operasikan) inovatif—memastikan Braskem dapat memfokuskan sumber dayanya pada bisnis inti sementara Siemens bertanggung jawab atas investasi必要 dalam rekayasa, implementasi, operasi, dan pemeliharaan pabrik kogenerasi,” ucap Yuri Sanches, manajer umum Siemens Energy di Brasil, saat proyek diluncurkan. Kolaborasi ini pun melampaui Braskem dan Siemens Energy dengan melibatkan perusahaan-perusahaan lain di kawasan setempat. “Kami menjalin kemitraan dengan beberapa pemasok dan kontraktor lokal untuk pengadaan material dan jasa. Hal ini tak hanya mendukung ekonomi lokal, tetapi juga memastikan akses ke ahli yang memahami konteks regional,” papar Carrasco. “Selain itu, kami bekerja sama dengan institusi pendidikan setempat untuk memberikan pelatihan dan peluang pengembangan bagi tenaga kerja terlibat. Perusahaan EPC [rekayasa, pengadaan, dan konstruksi] yang berpengalaman luas di pembangkit listrik melaksanakan proyek ini dan berkantor pusat di São Paulo, satu negara bagian dengan Braskem Petrochemical.”
Konstruksi dimulai pada 2020 dan rampung pertengahan 2022. Sepanjang fase konstruksi, Siemens Energy menjaga catatan keselamatan yang kuat tanpa insiden besar. Pada puncak konstruksi, sekitar 350 pekerja berada di lokasi dengan mematuhi protokol keselamatan ketat untuk memastikan lingkungan kerja aman. Tidak ada kecelakaan personel yang dilaporkan sejak awal operasi komersial pada 1 Agustus 2022, sehingga kinerja keselamatan yang luar biasa di lokasi tetap terjaga. Renato Mendes, manajer pabrik kogenerasi, menyatakan salah satu tantangan utama proyek adalah memastikan kompatibilitas antara turbin SGT-600 dan infrastruktur fasilitas petrokimia yang telah ada.
“Hal ini melibatkan penanganan variasi dalam komposisi gas serta memastikan bahwa turbin dapat beroperasi secara efisien dengan gas proses sisa yang mengandung kadar hidrogen tinggi,” jelasnya. “Terdapat beberapa aliran gas proses, dengan komposisi dan variasi alami yang berbeda-beda. Konsekuensinya, turbin harus mampu mengatasi rentang prediksi di mana mereka kemungkinan beroperasi. Selain itu, kami harus mengelola integrasi sistem kontrol mutakhir untuk mengoptimalkan kinerja sembari meminimalkan gangguan terhadap operasi yang sedang berlangsung.”
Konstruksi dilaksanakan selagi pabrik petrokimia tetap beroperasi. Area yang dipinjamkan untuk pembangkit kogenerasi terletak di dalam lokasi Braskem dan berdekatan dengan operasi petrokimia. Koneksi antarsatuan dan pabrik Braskem diselesaikan selama masa penghentian perawatan umum, dengan tenggat waktu yang sangat terbatas. Ini memerlukan jadwal yang dirancang secara cermat untuk interkoneksi sistem. Tantangan penting lainnya mencakup integrasi elektrikal dan mempertahankan stabilitas operasional setiap saat.
Kompleks petrokimia tersebut mengoperasikan sistem listrik dan uap yang sudah ada selama beberapa aktivitas komisioning, yang memperumit prosesnya. Salah satu keputusan yang diambil pada fase desain, yang ternyata sangat krusial bagi kesuksesan, adalah menempatkan stasiun kontrol operasional kogenerasi di dalam pusat kendali operasional utama Braskem. Hal ini memungkinkan tim operasional Siemens Energy dan Braskem untuk berkomunikasi secara real-time dan tetap selaras.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, banyak proses industri, seperti yang ada di kompleks petrokimia atau kilang, dapat menghasilkan hidrogen sebagai produk sampingan. Menggunakan hidrogen ini sebagai bahan bakar alternatif pengganti gas alam dapat menarik secara ekonomi. Banyak lokasi dengan konfigurasi serupa menggunakan gas proses untuk menghasilkan panas dan uap. Namun, opsi yang bahkan lebih efisien bagi pabrik proses adalah memperluas penggunaan gas sisa kaya hidrogen untuk juga menghasilkan listrik. “Seiring industri melakukan dekarbonisasi, pemanfaatan gas proses sisa dengan kandungan hidrogen dapat memainkan peran kunci dalam industri kimia dan petrokimia serta kilang di berbagai belahan dunia,” catat Carrasco.
Daya keluaran maksimum turbin SGT-600 adalah 24 MW. Untuk aplikasi ini, setiap turbin menyediakan 19 MW daya secara terus-menerus dan 80 ton per jam uap ke kompleks petrokimia melalui unit pemulihan panas uap (HRSU). Selain itu, turbin gas ini dilengkapi dengan teknologi emisi-rendah-kering (DLE) generasi ketiga. Teknologi DLE mengurangi emisi CO2, dan tingkat NOx dari turbin rendah, hanya 25 bagian per juta (ppm). Sistem _load-shedding_ memastikan operasi pabrik yang aman dengan mengelola semua beban sesuai dengan pasokan daya yang tersedia.
“Teknologi pembakaran DLE generasi ketiga telah dikembangkan dan divalidasi sebelum diluncurkan dalam proyek Vesta untuk tingkat hidrogen hingga 80%,” laporkan Mendes. “Hanya penyesuaian minor pada sistem kontrol yang diperlukan untuk menangani variasi yang kadang cepat dan tinggi dalam kandungan hidrogen selama gangguan dalam pasokan gas bahan bakar.”
Pembangkit Kogenerasi Vesta memberikan bukti nyata bagi industri lain di Brasil dan di seluruh dunia bahwa model bisnis ini berhasil. Di samping keberlanjutan jangka panjang pabrik dan efisiensinya yang tinggi, proyek ini juga mendemonstrasikan keunggulan pendekatan ‘energi-sebagai-layanan’ yang mencakup seluruh rantai nilai. “Siemens Energy membangun, memiliki, dan mengoperasikan pembangkit kogenerasi ini selama 15 tahun. Ini memenuhi kebutuhan pelanggan akan operasi yang andal dan aman sekaligus menghasilkan penghematan belanja modal,” ungkap Carrasco. “Ini tercapai tanpa kenaikan harga dan sekaligus secara signifikan mengurangi paparan raksasa petrokimia terhadap kegagalan jaringan.”
Proyek ini juga selaras dengan tujuan Braskem untuk mengurangi emisi gas rumah kaca Scope 1 dan 2 sebesar 15% pada tahun 2030 dan mencapai netralitas karbon pada tahun 2050. Jelas, Pembangkit Kogenerasi Vesta adalah pemenang, tidak hanya bagi kompleks tersebut, tetapi juga untuk penghargaan POWER Top Plant.
—Aaron Larson adalah Pemimpin Redaksi POWER.