BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Energi Panas Bumi Secara sederhana, energi panas bumi adalah energi panas yang dipindahkan dari bagian dalam bumi.Energi tersebut dapat diambil dalam bentuk uap atau air panas, Semua sumber panas bumi didefinisikan sebagai suatu reservoar di mana energi panas bumi dapat diekstraksi secara ekonomis dan dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik atau untuk keperluan yang sesuai (Armstead, 1978, Gupta 1980).Energi panas bumi telah dimanfaatkan untuk pembangkit listrik di Itali sejak tahun 1913 dan di New Zealand sejak tahun 1958. Energi panas bumi bumi berasal dari formasi asli planet ini (20%) dan dari peluruhan radioaktif dari mineral (80%). Gradien panas bumi, yang merupakan perbedaan temperatur antara inti dari planet dan permukaannya, drive konduksi kontinyu energi panas dalam bentuk panas dari inti ke permukaan. Kata sifat panas bumi berasal dari akar Yunani γη (ge), yang berarti bumi, dan θερμος (termos), yang berarti panas. Karena lebih ringan dari batuan padat. Magma memanaskan batu dan air di kerak,
kadang-kadang sampai 700 derajat Fahrenheit 3700 , Gupta, 1980.
2.2 Model sistem panas bumi Sumber panas bumi berasal dari distribusi suhu dan energi panas dibawah permukaan bumi.
Suhu bumi bertambah besar secara konstan selaras dengan
bertambahnya kedalaman pada system dibawah permukaan bumi, Hochstein, 199.
Gambar 2.1.Model system Panas Bumi. Sumber Foto : PGE, 2003. 2.3 Potensi Panas Bumi Potensi panas bumi Indonesia dapat dibagi dalam 2 (dua) kelas, yaitu : sumber daya dan cadangan; yang masing-masing dibagi lagi menjadi subkelas-subkelas.
Kriteria sumber daya terdiri dari :
Spekulatif, dicirikan oleh terdapatnya manifestasi panas bumi aktif dimana luas reservoir dihitung dari data geologi yang tersedia dan rapat dayanya berdasarkan asumsi.
Hipotesis, dicirikan oleh manifestasi panas bumi aktif dengan data dasar hasil survei regional geologi, geokimia dan geofisika. Luas daerah prospek ditentukan berdasarkan penyebaran manifestasi dan batasan geologi, sementara penentuan suhu berdasarkan geotermometer.
Kriteria cadangan terdiri dari :
Terduga, dibuktikan oleh data pemboran landaian suhu dimana estimasi luas dan ketebalan
reservoir
serta
parameter
fisika
batuan
dan fluida dilakukan
berdasarkan data ilmu kebumian terpadu, yang digambarkan dalam bentuk model tentatif.
Mungkin, dibuktikan oleh sebuah sumur eksplorasi yang berhasil dimana estimasi luas dan ketebalan reservoir didasarkan pada data sumur dan hasil penyelidikan ilmu kebumian rinci terpadu. Parameter batuan, fluida dan suhu reservoir diperoleh dari pengukuran langsung dalam sumur.
Terbukti, dibuktikan oleh lebih dari satu sumur eksplorasi yang berhasil mengeluarkan uap/air panas, dimana estimasi luas dan ketebalan reservoir didasarkan kepada data sumur dan hasil penyelidikan ilmu kebumian rinci terpadu. Parameter batuan dan fluida serta suhu reservoir didapatkan dari data pengukuran langsung dalam sumur dan atau laboratorium.
2.4 Jenis-Jenis Panas Bumi Energi panas bumi dapat diklasifikasikan berdasarkan sumber panasnya menjadi lima bagian : 1. Energi magma (magma energy). 2. Energi panas bumi kering (hot dry rock energy). 3. Energi bumi (earth energy). 4. Energi tekanan bumi (geopresure enrgy). 5. Energi hydrothermal (hydrothermal energy). Berdasarkan kandungan fluidanya, Sistem hydrothermal dibedakan menjadi :
1. Sitem satu fasa, fluida hanya terdiri atas air dan uap saja. Biasanya berisi air yang mempunyai suhu 900 sampai dengan 1800 . Contohnya system hydrothermal di Waiwera New Zaeland. Sistem dua fasa dibedakan menjadi dua yaitu : a. Sitem dominasi air (water Dominated System). b. Sistem dominasi uap (Vapour dominated system).
Sistem panas bumi berdasarkan suhu dibagi menjadi tiga bagian, antara lain seperti pada tabel 2.1 berikut ini :
Tabel 2.1. Klasifikasi sistem panas bumi berdasarkan suhu Klasifikasi
Muffer & Cataldi
Haenel & Ryback
Benderiter & Cormy
(1978)
(1998)
(1990)
<900 C
<1500 C
<1000 C
90-1500 C
-
100-2000 C
>1500 C
>2500 C
>2000 C
Sistem panas bumi suhu rendah Sitem panas bumi
suhu
sedang Sistem panas bumi suhu tinggi
2.5 Energi Panas Bumi Di Indonesia Di Indonesia usaha pencarian sumber energi panasbumi pertama kali dilakukan di daerah Kawah Kamojang pada tahun 1918. Pada tahun 1926 hingga tahun 1929 lima sumur eksplorasi dibor dimana sampai saat ini salah satu dari sumur tersebut, yaitu sumur KMJ‐3 masih memproduksikan uap panas kering atau dry steam. Pecahnya perang dunia dan perang kemerdekaan.Indonesia mungkin merupakan salah satu alasan dihentikannya kegiatan eksplorasi di daerah tersebut.Kegiatan eksplorasi panasbumi di Indonesia baru dilakukan secara luas pada tahun 1972. Direktorat Vulkanologi dan Pertamina, dengan bantuan Pemerintah Perancis dan New Zealand melakukan survey pendahuluan di seluruh wilayah Indonesia (ESDM 2006). Dari hasil survey dilaporkan bahwa di Indonesia terdapat 217 prospek panasbumi, yaitu di sepanjang jalur vulkanik mulai dari bagian Barat Sumatera, terus ke Pulau Jawa, Bali, Nusatenggara dan kemudian membelok ke arah utara melalui Maluku dan Sulawesi. Survey yang dilakukan selanjutnya telah berhasil menemukan beberapa daerah prospek baru sehingga jumlahnya meningkat menjadi 256 prospek, yaitu 84 prospek di Sumatera, 76 prospek di Jawa, 51 prospek di Sulawesi, 21 prospek di Nusatenggara, 3 prospek di Irian, 15 prospek di Maluku dan 5 prospek di Kalimantan.Sistim panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistim hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225oC), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang (150‐225oC). Terjadinya sumber energi panas bumi di Indonesia serta karakteristiknya dijelaskan oleh Budihardi (1998) sebagai berikut.Ada tiga lempengan yang berinteraksi di
Indonesia,
Eurasia.Tumbukan
yaitu yang
lempeng terjadi
Pasifik, antara
lempeng ketiga
India‐Australia
lempeng
tektonik
dan
lempeng
tersebut
telah
memberikan peranan yang sangat penting bagi terbentuknya sumber energi panas bumi di Indonesia.Tumbukan antara lempeng India‐Australia di sebelah selatan dan lempeng Eurasia di sebelah utara mengasilkan zona penunjaman (subduksi) di kedalaman 160 ‐ 210 km di bawah Pulau Jawa‐ Nusatenggara dan di kedalaman sekitar 100 km (Rocks et. al, 1982) di bawah Pulau Sumatera. Hal ini menyebabkan proses magmatisasi di bawah Pulau Sumatera lebih dangkal dibandingkan dengan di bawah Pulau Jawa atau Nusatenggara. Karena perbedaan kedalaman jenis magma yang dihasilkannya berbeda. Pada kedalaman yang lebih besar jenis magma yang dihasilkan akan lebih bersifat basa dan
lebih
menghasilkan
cair
dengan
kandungan
erupsi gunung
gas
api yang
magmatik lebih
kuat
yang
lebih
tinggi sehingga
yang
pada
akhirnya
akan
menghasilkan endapan vulkanik yang lebih tebal dan terhampar luas. Oleh karena itu, reservoir panas bumi di Pulau Jawa umumnya lebih dalam dan menempati batuan volkanik, sedangkan reservoir panas bumi di Sumatera terdapat di dalam batuan sedimen dan ditemukan pada kedalaman yang lebih dangkal. Sistem panas bumi di Pulau Sumatera umumnya berkaitan dengan kegiatan gunung api andesitisriolitis yang disebabkan oleh sumber magma yang bersifat lebih asam dan lebih kental, sedangkan di Pulau Jawa, Nusatenggara dan Sulawesi umumnya berasosiasi dengan kegiatan vulkanik bersifat andesitis‐basaltis dengan sumber magma yang lebih cair. Karakteristik geologi untuk daerah panas bumi di ujung utara Pulau Sulawesi memperlihatkan kesamaan karakteristik dengan di Pulau Jawa. Akibat dari sistim penunjaman yang berbeda, tekanan atau kompresi yang dihasilkan oleh tumbukan miring (oblique) antara lempeng India‐Australia dan lempeng Eurasia menghasilkan sesar regional yang memanjang sepanjang Pulau Sumatera yang merupakan sarana bagi kemunculan sumbersumber panas bumi yang berkaitan dengan
gunung‐gunung api muda. Lebih lanjut dapat disimpulkan bahwa sistim panas bumi di Pulau Sumatera umumnya lebih dikontrol oleh sistim patahan regional yang terkait dengan sistim sesar Sumatera, sedangkan di Jawa sampai Sulawesi, sistim panas buminya lebih dikontrol oleh sistim pensesaran yang bersifat lokal dan oleh sistim depresi kaldera yang terbentuk karena pemindahan masa batuan bawah permukaan pada saat letusan gunung api yang intensif dan ekstensif. Reservoir panas bumi di Sumatera umumnya menempati batuan sedimen yang telah mengalami beberapa kali deformasi tektonik atau pensesaran setidak‐tidaknya sejak
Tersier
sampai Resen.Hal ini menyebabkan terbentuknya porositas atau
permeabilitas sekunder pada batuan sedimen yang dominan yang pada akhirnya menghasilkan permeabilitas reservoir panas bumi yang besar, lebih besar dibandingkan dengan permeabilitas reservoir pada lapangan‐lapangan panas bumi di Pulau Jawa ataupun di Sulawesi. 2.5.1 Jenis-Jenis Sumber Panas Bumi di Indonesia Jenis-jenis sumber panas bumi dapat dilihat
berdasarkan jenis-jenis uap yang
dihasilkan dan dimanfaatkan sebagai sumber energi utama sebuah pembangkit energi listrik. Berdasarkan kondisi geologinya sumber panas bumi yang ada di Indonesia dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu:
1. Energi Panas Bumi Uap Panas. 2. Energi Panas Bumi Air Panas. 3. Energi Panas Bumi Batuan Panas.
1.
Energi Panas Bumi Uap Panas Sebenarnya sumber energi yang cocok untuk dijadikan sumber tenaga listri adalah
uap kering, karena tidak perlu melalui proses penyesuaian lagi dan bisa langsung digunakan. Misalnya untuk menggerakan turbin pada pembangkit listrik.Namun, uap kering yang keluar dari perut bumi ini termasuk sulit untuk ditemukan, khususnya di Indonesia.Uap bsah adalah uap panas bumi yang mengandung air.Jadi, untuk digunakan sebagai sumber panas bumi harus dipisahkan dulu antara gas dan air.Uap basah berasal dari air panas bertekanan tinggi yang berasal dari dalam perut bumi.Uap ini menekan ke celah-celah rekahan ditanah sehingga mencapai permukaan.Perbandingan antara gas dan air biasanya sekitar 20% gas dan 80% air.Maka dari itu, diperlukan pemisah untuk dapat memanfaatkan uap sebagai sumber energi. Air yang telah berhasil dipisahkan akan disuntikan kembali kedalam tanah agar keseimbangan air tanah tetap terjaga. 2.
Energi Panas Bumi Air Panas Biasanya, energi panas bumi yang berupa air ini adalah dari jenis brine, yaitu panas
yang
asin
dan mengandung banyak
mineral.
Karena banyaknya mineral yang
terkandung, maka air ini tidak dapat langsung digunakan, misalnya untuk memutar generator listrik, dalam jangka waktu tertentu, akan menimbulkan penyumbatan. Oleh karena
itu,
untuk
pemanfaatanya,
biasanya
menggunakan
sistem
biner.Wadah
penanpung air panas sebagai sistem utama dan sistem kedua adalah heat exchanger yang mengasilkan uap yang bisa digunakan sebagai energi. Kelemahan energi ini adalah uap panas yang dihasilkan memiliki sifat korosit
Gambar 2.2 .Skema Sistem Energi Panas Bumi Air Panas. Sumber Gambar : Chevron, 2003.
3.
Energi Panas Bumi Batuan Panas Batuan panas terletak jauh di dalam perur bumi. Batuan ini bersifat panas kerena
mengalami kontak langsung dengan magma. Untuk memanfaatkan energi ini perlu dilakukan teknik pengeboran khusus dengan biaya yang tinggi.Stelah batu panas berhasil diambil, perlu dilakukan penyuntikan cairan kedalam batu agar uap panas keluar.Dan alat uap ini digunakan sebagai sumber energi.
Gambar 2.3.Skema Sistem Energi Panas Bumi Batuan Panas. Sumber Gambar : Chevron 2003.
2.6 Tingkat Kebutuhan Energi di Indonesia Penggunaan energi di Indonesia cukup tinggi, terutama energi yang berasal dari fosil, seperti minyak bumi .Energi minyak bumi yang dimanfaatkan untuk menggerakan turbin pembangkit tenaga listrik tremasuk sangat besar, disamping penggunaanya untuk kendaraan dan industri. Padahal, seandainya pembangkit tenaga listrik mengoptimalkan penggunaan energi yang berasal dari panas bumi, maka ketersediaan energi di Indonesia akan mencukupi. Energi minyak bumi bisa lebih dimanfaatkan untuk kepentingan industri petrokimia yang bisa lebih menghasilkan devisa. Penggunaan energi minyak bumi di Indonesia cenderung semakin meningkat. Contohnya, pada tahun 1994 energi minyak bumi yang dihabiskan untuk kegiatan perindustrian mencapai 284,3 juta SBM, dan pada tahun 1990 penggunanya melonjak hingga 504,5 juta SBM (SBM= Setara Barrel Minyak satuan untuk minyak bumi). 2.7 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah pembangkit listrik yang menggunakan panas bumi sebagai sumber energinya.Listrik dari tenaga panas bumi saat ini digunakan di 24 negara, sementara pemanasan memanfaatkan panas bumi digunakan di 70 negara.Perkiraan potensi listrik yang bisa dihasilkan oleh tenaga panas bumi berkisar antara 35 s.d. 2.000 GW. Kapasitas di seluruh dunia saat ini adalah 10.715 Megawatt (MW), dengan kapasitas terbesar di Amerika Serikat sebesar 3.086 MW, diikuti oleh Filipina dan Indonesia.
India sudah mengumumkan rencana untuk
mengembangkan pembangkit listrik tenaga panas bumi pertamanya di Chhattisgarh. Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Emisi karbon
dioksida pembangkit listrik tenaga panas bumi saat ini kurang lebih 122 kg CO2 per megawatt-jam (MW·h) listrik, kira-kira seperdelapan dari emisi pembangkit listrik tenaga batubara. Indonesia dikaruniai sumber panas Bumi yang berlimpah karena banyaknya gunung berapi di Indonesia. Dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan saja yang tidak mempunyai potensi panas Bumi. Untuk membangkitkan listrik dengan panas Bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang memiliki potensi panas Bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap (boiler) sehingga uapnya bisa menggerakkan turbin uap yang tersambung ke generator. Untuk panas bumi yang mempunyai tekanan tinggi, dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu. Eksplorasi dan eksploitasi panas bumi untuk pembangkit energi listrik tergolong minim. Untuk menghasilkan energi listrik, pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya membutuhkan area seluas antara 0,4 - 3 hektar. Sedangkan pembangkit listrik tenaga uap lainnya membutuhkan area sekitar 7,7 hektar.[6] Hal ini menjawab kecemasan masyarakat mengenai dampak lingkungan eksploitasi panas bumi, terutama isu penebangan hutan di daerah yang memiliki potensi panas bumi. Sistem panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistim hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225oC), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang (150‐225oC).Pengalaman dari lapangan‐lapangan panas bumi yang telah dikembangkan di dunia maupun di Indonesia menunjukkan bahwa sistem panas bumi bertemperatur tinggi dan sedang,
sangat potensial bila diusahakan untuk
pembangkit listrik. Potensi sumber daya panas bumi Indonesia sangat besar, yaitu
sekitar 27500 MWe , sekitar 30‐40% potensi panas bumi dunia. Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) pada prinsipnya sama seperti Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), hanya pada PLTU uap dibuat di permukaan menggunakan boiler, sedangkan pada PLTP uap berasal dari reservoir panasbumi. Apabila fluida di kepala sumur berupa fasa uap, maka uap tersebut dapat dialirkan langsung ke turbin, dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik.
Gambar 2.4. Skema PLTP. Sumber Gambar: Chevron, 2003.
Apabila fluida panas bumi keluar dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair) maka terlebih dahulu dilakukan proses pemisahan pada fluida. Hal ini dimungkinkan dengan melewatkan fluida ke dalam separator, sehingga fasa uap akan terpisahkan dari fasa cairnya. Fraksi uap yang dihasilkan dari separator inilah yang kemudian dialirkan ke turbin.
Gambar 2.5.Sistem PLTP. Sumber Gambar : Chevron, 2003.
Apabila sumber daya panas bumi mempunyai temperatur sedang, fluida panas bumi masih dapat dimanfaatkan untuk
pembangkit listrik
dengan menggunakan
pembangkit listrik siklus binari (binary plant).Dalam siklus pembangkit ini, fluida sekunder (isobutane, isopentane or ammonia) dipanasi oleh fluida panas bumi melalui mesin penukar kalor (heat exchanger). Fluida sekunder menguap pada temperatur lebih rendah dari temperatur titik didih air pada tekanan yang sama. Fluida sekunder mengalir ke turbin dan setelah dimanfaatkan
dikondensasikan
sebelum
dipanaskan
kembali
oleh
fluida
panas
bumi.Siklus tertutup dimana fluida panas bumi tidak diambil masanya, tetapi hanya panasnya saja yang diekstraksi oleh fluida kedua, sementara fluida panas bumi diinjeksikan kembali kedalam reservoir.
Gambar 2.6.Siklus binary plant. Sumber : Chevron, 2003.
Masih ada beberapa sistem pembangkit listrik dari fluida panas bumi lainnya yang telah diterapkan di lapangan, diantaranya : Single Flash Steam, Double Flash Steam,
Multi Flash
Steam,Combined
Cycle,
Hybrid/fossil–geothermal conversion
system. 2.8 Jenis Pembangkit Listrik Panas Bumi Pembangkit listrik tenaga panas bumi sama prinsipnya dengan pembangkit listrik termal berturbin uap lainnya - panas dari bahan bakar (dalam hal ini adalah inti bumi) digunakan untuk memanaskan air atau fluida lainnya yang sesuai. Fluida yang sudah berjalan lalu digunakan untuk memutar turbin generator sehingga menghasilkan listrik.Fluida tersebut lalu didinginkan dan dikembalikan ke sumber panas.
1. Sistem Pembangit Uap Kering (Dry Steam) Pembangkit dengan sistem uap kering merupakan rancangan paling tua dan sederhana.Dalam sistem ini uap panas bumi bersuhu 150°C atau lebih langsung digunakan untuk memutar turbin.
Gambar 2.7.Pembangkit Dry Steam. Sumber Gambar Chevron, 2009.
2. Sistem Pembangkit Uap Basah (Flash Steam) Pembangkit dengan sistem flash steam mengambil air panas bertekanan tinggi dari kedalaman bumi masuk ke tangki bertekanan rendah lalu menggunakan uap yang dihasilkan untuk
memutar turbin.
Sistem ini membutuhkan fluida bersuhu
sekurang-kurangnya 180°C; biasanya lebih. Ini adalah jenis yang paling umum dioperasikan saat ini.
Gambar 2.8.Sistem Pembangkit Flash Steam. Sumber Gambar Chevron, 2009.
3. Sistem Pembangkit Uap Panas (Binary Cycle) Pembangkit dengan sistem siklus biner adalah pengembangan terbaru dan memungkinkan suhu terendah fluida hingga 57°C.Air panas bumi yang tidak terlalu panas tersebut dialirkan melewati fluida sekunder yang memiliki titik didih jauh di bawah titik didih air.Hal ini menyebabkan fluida sekunder menguap yang lalu digunakan untuk memutar turbin.Ini adalah jenis yang paling umum dibangun saat ini.Siklus Rankine Organik maupun siklus Kalina keduanya digunakan.Efisiensi termal pembangkit jenis ini biasanya sekitar 10-13%.
Gambar 2.9. Pembangkit Siklus Biner. Sumber Gambar : Chevron, 2009.
2.9 Kelebihan Dan Kelemahan Energi Panas Bumi 1. Kelebihan Kelebihan energy Panas Bumi adalah :
Biaya operasi pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) lebih rendah dibandingkan dengan biaya operasi pembangkit listrik yang lain.
Ramah lingkungan.
Mampu memproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energy (Energy Storage).
Tingkat ketersediaan (Avaibility) yang sangat tinggi yaitu diatas 95%.
Bebas emisi (binary-cyle).
Tidak memerlukan bahan bakar, dan
Harga yang kompetitif.
2. Kelemahan
Tidak bisa diekspor.
Cairan bersifat korosit.
Efesiensi agag rendah, namun karena tidak perlu bahan bakar sehingga efesiensi tidak merupakan faktor yang sangat penting.
Untuk teknologi Dry Steam dan Flash masih menghasilkan emisi walau sangat sedikit.
2.10 Perkiraan Beban Kebutuhan Energi Listrik Salah satu faktor yang sangat menentukan dalam membuat rencana operasi sistem tenaga listrik adalah perkiraan beban yang akan dialami oleh sistem tenaga listik yang bersangkutan. Tidak ada rumus eksak untuk ini karena besarnya beban ditentukan oleh para pemakai (konsumen) tenaga listrik yang secara bebas dapat menentukan pemakaiannya.Namun pada umumnya pemakaian energi listrik konsumen sifatnya priodik maka grafik pemakaian tenaga listrik atau lazimnya dibuat sebagai grafik beban dari sistem tenaga listrik juga mempunyai sifat priodik.Grafik beban secara perlahan-
lahan berubah bentuknya baik kuantitatif maupun kualitatif. Berikut ini adalah faktor – faktor yang mempengaruhi beban kebutuhan enrgi listrik antara lain, Sukanto, 1988 : 1. Bertambahnya jumlah konsumen tenaga listrik. 2. Bertambahnya konsumsi tenaga listrik dari konsumen lama, misalnya karena dia membeli peralatan listrik tambahan. 3. Suhu udara, kalau suhu udara tinggi maka pemakaian alat-alat penyejuk udara bertambah dan ini menambah pemakaian tenaga listrik. 4. Kegiatan ekonomi masyarakat. 5. Kegiatan sosial masyarakat, sebagai contoh adanya pertandingan olahraga seperti bulu tangkis, tinju, sepak bola dan lain sebagainya. Hal ini akan menimbulkan kenaikan beban. Dari uraian di atas dapatlah dimengerti bahwa tidaklah mungkin ditemukan rumus yang pasti untuk menentukan besarnya beban. Tetapi beban dapat diperkirakan besarnya berdasarkan pengalaman-pengalaman dan pengamatan-pengamatan di masa lalu kemudian diadakan perkiraan untuk masa yang akan datang. 2.11 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Konsumsi Energi Listrik Konsumsi energi termaksud energi listrik dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor , diantaranya : tingkat produksi industri, tinggkat pemakaian energi pengganti, kondisi politik, usaha-usaha konservasi, batasan pemerintah, dalam hal pemakaian energi, pertumbuhan penduduk, pertumbuhan ekonomi (pendapatan penduduk) dan harga energi tersebut, Sukanto, 1988. Sedangkan menurut Aminuddin, 2008, menyatakan bahwa permintaan akan suatu komoditas energi termaksud energi listrik dipengaruhi oleh faktor harga, barang yang diminta, harga barang lain, pendapatan, selera, dan
kemakmuran.
Namun dalam pembahasan kali ini dititikberatkan pada pengaruh
ekonomi saja seperti pertumbuhan ekonomi dalam hal ini pendapatan konsumen dan harga jual energi. Faktor –Faktor yang mempengaruhi tingkat konsumsi energi listrik adalah sebagai berikut Sugiono, 2004 : a. Pertumbuhan ekonomi (pendapatan konsumen) Sesuai dengan penjelasan kedua pendapat di atas, sangat berpengaruh pendapatan konsumen terhadap pemakaian energi listrik.Hal tersebut sangat logis karena dengan pendapatan konsumen meningkat,
maka cenderung membeli
barang-barang untuk memenuhi kepuasan hidupnya termaksud barang-barang yang memakai energi listrik sebagai sumber tenaganya.Dengan demikian konsumsi energi listrik semakin meningkat. Mengacu dari penjelasan di atas, maka konsumsi energi merupakan fungsi dari pendapatan konsumen, q = f(x)
……..…………………………………………………...…. (1)
Pertumbuhan ekonomi suatu daerah dapat dilihat dari produk domestik regional (PDRB) dan PDRB per sektor serta pendapatan perkapita (in come percapita ) penduduk. PDRB merupakan salah satu indikator perekonomian yang penting bagi suatu daerah yang diartikan sebagi keseluruhan nilai tambah barang dan jasa yang dihasilkan dalam satu tahun di suatu daerah atau wilayah, Sugiono, 2004. b. Menghitung Produk Domestik Bruto / PDB / Produk Domestik Kotor Pengertian Produk Domestik Bruto atau PDB merupakan hasil output produksi dalam suatu perekonomian dengan tidak memperhitungkan pemilik
faktor produksi dan hanya menghitung total produksi dalam suatu perekonomian saja.Rumusnya merupakan PDB = C + G + I + ( X - M )……………………(2)atau produk domestik bruto = pengeluaran rumah tangga + pengeluaran pemerintah + pengeluaran investasi + ( ekspor - impor ), Sugiono, 2004. c. Kepadatan penduduk Laju
pertumbuhan
penduduk
lebih
tinggi di negara berkembang.
Kepadatan penduduk dihitung dengan membagi jumlah penduduk dengan luas area dimana mereka tinggal. Negara-negara kecil biasanya memiliki kepadatan penduduk tertinggi. Distribusi usia dan jenis kelamin penduduk dalam negara atau
wilayah
tertentu
dapat
digambarkan
dengan
suatu
piramida
penduduk.Grafik ini berbentuk segitiga, di mana jumlah penduduk pada sumbu X, sedang kelompok usia (cohort) pada sumbu Y. Penduduk lak-laki ditunjukkan pada bagian kiri sumbu vertikal, sedang penduduk perempuan di bagian kanan. Piramida penduduk menggambarkan perkembangan penduduk dalam kurun waktu tertentu. Negara atau daerah dengan angka kematian bayi yang rendah dan memiliki usia harapan hidup tinggi, bentuk piramida penduduknya hampir menyerupai kotak, karena mayoritas penduduknya hidup hingga usia tua. Sebaliknya yang memiliki angka kematian bayi tinggi dan usia harapan hidup rendah, piramida penduduknya berbentuk menyerupai genta (lebar di tengah), yang menggambarkan tingginya angka kematian bayi dan tingginya resiko kematian.
Piramida penduduk yang menunjukkan tingkat mortalitas stabil dalam setiap kelompok
usiaJumlah penduduk sangatlah berpengaruh terhadap konsumsi energi
listrik. Jadi konsumsi energi bukan hanya fungsi dari pendapatan, melainkan juga fungsi dari jumlah peduduk, Sugiono, 2004. q = f (x,p) …………………...……………………………………. (3) Dari persamaan (12) di atas maka dapat ditulis model persamaan regresi berganda untuk permintaan energi listrik pada pelanggan rumah tangga, bisnis, sosial, dan industri merupakan : Y = a + b1 X1 + b2 X2 …………………………………………… (4) d. Penggolongan Tarif Dasar Listrik PLN Menurut Abdul Kadir (1996), tarif dasar listrik secara umum dapat diartikan sebagai daftar
harga penjualan tenaga listrik yang ditetapkan
perusahaan listrik yang meningkat perusahaan dengan langganan atau konsumen energi listrik.Tujuan umum tarif dasar listrik
adalah untuk
menghasilkan
pendapatan bagi perusahaan listrik untuk menutupi biaya-biaya oprasional sehingga sistem penyediaan energi listrik dapat berkesinambungan.Pengadaan energi listrik di Indonesia dikelola oleh PLN yang diawasi oleh pemerintah dan tidak mengejar keuntungan semata-mata karena energi listrik sebagai komoditi publik, pemenuhan menyangkut hajat hidup seluruh rakyat Indonesia dan harus terjamin ketersediaanya dengan harga yang terajangkau oleh semua lapisan masyarakat. Penetuan tarif dasar listrik didasarkan pada beberapa faktor seperti biaya modal, perawatan dan perbaikan, upah tenaga kerja , biaya bahan bakar, dan lain sebagainya yang berkaiatan dengan proses pembangkitan energi listrik tersebut
sampai digunakan
oloh
konsumen.
Biaya-biaya tersebut tidak
semuanya
ditanggung oleh PLN tetapi juga dilimpahkan kepada konsumen melalui tarif dasar listrik. Penetuan tarif yang tidak bijaksana dapat berakibat buruk terhadap perkembangan perusahaan, misalnya tarif yang tinggi terhadap biaya instalasi dapat membuat langganan berkurang atau tarif yang rendah akan menyebabkan pemborosan energi listrik yang dapat mengakibatkan perusahaan mengalami kerugian. Penetuan tarif yang akan berlaku bagi kelompok konsumen ditentukan berdasarkan pada cara pemakaian, waktu dan besarnya pemakaian. Berdasarkan tarif dasar listrik 2003, PLN menggunakan tarif dasar berdasarkan jenis pelanggan dan daya tersambung adalah sebagai berikut PLN, 2003: a) Golongan tarif pelanggan rumah tangga (tarif R) yang terdidri atas: 1. Golongan tarif R1, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 450 VA sampai 2200 VA. 2. Golongan tarif R2, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 2200 VA sampai 6600 VA. 3.
Golongan tarif R3, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya di atas 6600 VA.
b) Golongan tarif pelanggan bisnis (tarif B) 1. Golongan tarif B1, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 2200 VA sampai 6600 VA. 2. Golongan tarif B2, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 2200 VA sampai 200 kVA.
3. Golongan tarif B3, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya di atas 200 kVA. c) Golongan tarif pelanggan sosial (tarif S) 1.
Golongan tarif S1, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 220 VA.
2. Golongan tarif S2, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 450 VA sampai 200 kVA. 3.
Golongan tarif S3, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 220 kVA .
d) Golongan tarif pelanggan industri (tarif I) 1.
Golongan tarif I1, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 450 VA sampai 14 kVA.
2. Golongan tarif I2, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 14 kVA sampai 200 kVA. 3.
Golongan tarif I3, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 200 kVA sampai dengan 30000 kVA .
4. Golongan tarif I3, merupakan sambungan tegangan rendah dengan batas daya 30000 kVA ke atas. Berdasarakan dari pengelolahan tarif, maka konsumen akan memakai energi listrik
sesuai dengan batas daya yang disediakan sesuai dengan
penggolongan tarifnya. Pembayaran rekening listrik itu dirinci berdasarkan biaya pemakaian yang merupakan hasil kali per kW dengan kWH terpakai ditambah biaya beban, pajak, dan lain-lain.
2.12 Peramalan Kebutuhan Energi Listrik Kalau suatu pembangkit listrik akan dipasang pada suatu daerah/lokasi, seharusnya kita mengetahui beban kebutuhan tenaga maksimal pada lokasi tersebut. Hal itu untuk dapat secara tepat memperkirakan kapasitas pembangkit yang akan dipasang. Meskipun sangat sulit untuk memperkirakan/meramalkan beban maksimal pada masa mendatang didaerah termaksud, kita dapat membuat estimasi atau perkiraan yang mendekati kenyataan. Ada 2 metode yang digunakan dalam perkiraan/peramalan beban, antara lain : 1. Metode Statistik Dalam metode statistik data – data kebuuhan maksimal tahunan untuk area termasuk dukumpulkan untuk beberapa tahun terakhir.Dan hasil data termasuk dapat diperkirakan beban pada masa mendatang dilokasi tersebut. 2. Metode Survey lapangan Dalam metode survey lapangan, data – data kebutuhan listrik/beban dari lokasi yang bersangkutan (dengan beban yang bervariaasi) seperti untuk industry, pertanian, kantor – kantor dan perumahan penduduk dikumpulkan dari
hasil
survey lapangan. Secara umum terdapat lima kelompok besar metode peramalan yang biasa digunakan oleh banyak perusahaan kelistrikan dewasa ini. Kelima metode tersebut adalah sebagai berikut : 1. Metode sampling statistik 2. Metode ekstrapolasi 3. Metode perbandingan 4. Metode sektoral
5. Metode gabungan 2.13 Model Peramalan Model peramalan yang digunakan dalam peramalan harus dapat menggambarkan kaitan antara penjualan energy elektrik dengan variable lain yang ada dalam masyarakat seperti variable pendapatan dan tingkat konsumsi masyarakat. Hubungan antara penjumlah energy elektrik dengan variable – variable tersebut biasanya sangat rumit dan saling berkaitan. Oleh sebab itulah biasanya digunakan model pendekatan untuk memudahkan dalam melakukan perhitungan peramalan. Ada dua macam pendekatan, yaitu : 1. Model mikro Model ini adalah model yang meninjau secara terperinci setiap komponen atau variable yang mempunyai penjualan energi listrik. 2. Model makro Model ini adalah model yang meninjau secara umum dengan menyederhanakan variable yang mempengaruhi penjualan energi listrrik. Dalam penyesusunan ramalan ini, dilakukan pembagian kebutuhan energy listrik secara sektoral yang meliputi :
Sektor rumah tangga
Sektor rumah tangga
Sektor komersil (pelayanan umum)
Sektor public Sektor industry
3. Model peramalan algoritma Alogaritma peramalan yang dilakukan dalam laporan Tugas Akhir ini dibagi dalam dua bagian yakni :
a. Peramalan kebutuhan listrik Dalam peramalankebutuhan listrik, tetuntanya harus memperhatikan data serta variable yang mempengaruhinya kebutuhan energy listrik tersebut,
seperti data historis kependudukan,
produk
domistik
regional bruto, tingkat konsumsi masyarakat, dan data produksi energy PLN untuk beberapa tahun terakhir, factor beban serta beberapa data lain. b. Peramalan beban Dalam laporan Tugas Akhir ini, peramalan beban dilakukan setelah peramalan kebutuhan energi dilakukan. Pada dasarnya laju pertumbuhan kebutuhan energy sama dengan laju pertumbuhan beban rata–rata, sedangkan untuk menghitung pertumbuhan beban puncak harus dicari dulu hubungan antara laju pertumbuhan beban puncak. 2.14 Metode Peramalan Memprediksi nilai suatu besaran pada kondisinya dimasa yang akan datang dengan tepat adalah suatu pekerjaan yang tidak mudah, apalagi jika besaran besaran tersebut dipengaruh oleh banyak factor. Akan tetapi seringkali hasil prediksi tersebut menjadi salah satu masukan yang penting dalam menyusun rencana masa depan.Dalam laporan Tugas Akhir ini metode peramalan yang digunakan adalah metode regresi linear berganda dan metode DKL 3.02. Metode peramalan yang digunakan dalam laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 2.14.1 Regresi Perubahan nilai suatu variabel tidak selalu terjadi dengan sendirinya, namun perubahan nilai variabel itu dapat pula disebabkan oleh berubahnya variabel lain yang
berhubungan dengan variabel tersebut. Untuk mengetahui pola nilai suatu variabel yang disebabkan oleh variabel lain diperlukan alat analisis yang memungkinkan kita untuk membuat
perkiraan
nilai
variabel
tersebut
pada
nilai
tertentu
variabel
yang
mempengaruhinya. Teknik yang umum digunakan untuk menganalisis hubungan antara dua atau lebih variabel dalam ilmu statistik adalah analisis regresi. Analisis regresi adalah teknik statistik yang berguna untuk memeriksa dan memodelkan hubungan di antara variabelvariabel. Analisis regresi berguna dalam menelaah hubungan dua variabel atau lebih dan terutama untuk menelusuri pola hubungan yang modelnya belum diketahui dengan sempurna, sehingga dalam penerapannya lebih bersifat eksploratif. Persamaan regresi yang digunakan untuk membuat taksiran mengenai nilai variabel terikat disebut persamaan regresi estimasi, yaitu suatu formula matematis yang menunjukkan hubungan keterkaitan antara satu atau beberapa variabel yang nilainya sudah diketahui dengan satu variabel yang nilainya belum diketahui. Sifat hubungan antara variabel dalam persamaan regresi merupakan hubungan sebab akibat. Regresi yang berarti peramalan, penaksiran atau pendugaan pertama kali diperkenalkan pada tahun 1877 oleh Sir Francis Galton (1822 – 1911) sehubungan dengan penelitiannya terhadap manusia. Penelitian tersebut membandingkan antara tingggi anak laki-laki dan tinggi badan orang tuanya. Istilah regresi pada mulanya bertujuan untuk membuat perkiraan nilai suatu variabel (tinggi badan anak) terhadap suatu variabel yang lain (tinggi badan orang tua). Pada perkembangan selanjutnya, analisis regresi dapat digunakan sebagai alat untuk membuat perkiraan nilai suatu
variabel dengan menggunakan beberapa variabel lain yang berhubungan dengan variabel tersebut, Kutner, Nachtsheim dan Neter, 2004.
Analisis Regresi Linier Sederhana Analisis regresi linier sederhana pada dasarnya adalah garis linier dimana variabel bebas X merupakan variabel waktu. Baik garis regresi maupun trend dapat berupa garis lurus maupun tidak lurus. Persamaan garis analisis regresi linier sederhana sebagai berikut: Y’ = a +bX (X =waktu) ……………………………………………… (12) Perhatikan bahwa bentuk persamaan seperti persamaan garis regresi linier berganda. Dengan demikian cara menghitung a,b dan c sama dengan menghitung a dan b, yaitu menggunakan persamaan normal. ∑
a= b=
∑ ∑
…………………………………………………………………..(13)
……………………………………………………………….(14)
keterangan: Y’= Perkiraan perkembangan X = Tahun yang dicari a dan b = koefisien regresi 2.14.2 Metode DKL 3.02 Model yang digunakan dalam metode DKL 3.02 untuk menyusun perkiraan adalah model sektoral. Perkiraan kebutuhan tenaga listrik ini ditujukan untuk menyusun perkiraan kebutuhan energy listrik pada tingkat wilayah/distribusi. Metodelogi yang digunakan dalam model sektoral adalah metode gabungan antara kecenderungan,
ekonometri dan analitis. pendekatan yang digunakan dalam menghitung kebutuhan listrik adalah dengan mengelompokan pelanggan menjadi empat sektor yaitu : 1.
Sektor Rumah Tangga.
2.
Sektor Bisnis.
3.
Sektor Publik.
4.
Sektor Industri. ETSt = ERTt + EKt + EPt + EISt…………………………………….…..(15)
Dimana : ETSt = Total energi terjual pada tahun t. ERTt = Energi terjual sektor rumah tangga pada tahun t. EKt = Energi terjual sektor bisnis pada tahun t. EPt = Enegi terjual sektor public pada tahun t. EISt = Energi terjual sektor industry pada tahun t. 2.15 Beban Puncak Beban puncak merupakan salah satu ukuran besarnya konsumsi energi listrik, sehingga dengan diketahui besar beban puncak, maka akan dapat diperhitungkan produksi atau kapasitas terpasang yang harus tersedia. Perkiraan beban puncak ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut : BPt Dimana : BPt = Beban puncak pda tahun t. EPTt = Energi produksi pada tahun t. LFt = Faktor beban pada tahun t.
2.16 Rasio Elektrifikasi Rasio elektrifikasi didefinisikan sebagai jumlah rumah tangga yang sudah berlistrik
dibagi dengan jumlah rumah tangga yang ada. Ratio elektrifikasi ini
menunjukan banyaknya rumah tangga yang sudah merasakan fasilitas listrik di wilayah Propinsi Nusa Tenggara Timur. Rumus untuk mengetahui rasio elektrifikasi adalah sebagai berikut : Rasio Elektrifitas =
∑ ∑
x 100%
