BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Sampah
2.1.1 Pengertian Sampah Sampah merupakan material sisa dalam bentuk padat dari hasil akhir suatu proses. Sampah selalu menjadi pusat perhatian untuk lingkungan yang lebih baik, sedangkan di sisi lain sampah selalu ada dimana-mana. Lalu bagaimana kita bisa mengatasi sampah yang selalu ada dan terus menerus tidak pernah berkurang. Sesuai dengan Undang-Undang No.18 Tahun 2008 tentang Pengolahan Sampah, dengan jelas pada pasal 4 dikatakan “Pengolahan sampah bertujuan untuk meningkatkan kesehatan masyarakat dan kualitas lingkungan serta menjadikan sebagai sumber daya”[2]. Menjadikan sumber daya disini berarti sampah bisa digunakan menjadi sumber daya listrik terbarukan untuk Indonesia.
Gambar 2.1 Kondisi sampah di TPA Terjun
5
Universitas Sumatera Utara
Adapun sampah yang bisa diolah menjadi sumber daya listrik yaitu sampah-sampah yang bisa dijadikan biomassa. Ada 2 jenis sampah, yaitu sampah organik dan sampah anorganik
2.1.2 Sampah Organik Sampah Organik, terdiri dari bahan-bahan penyusun tumbuhan dan hewan yang diambil dari alam atau dihasilkan dari kegiatan pertanian,perikanan atau yang lain. Sampah ini dengan mudah diuraikan dalam proses alami. Sampah rumah tangga sebagian besar merupakan bahan organik. Termasuk sampah organik, misalnya sampah dari dapur, sisa tepung, sayuran, kulit buah, dan daun [3].
2.1.3 Sampah Anorganik Sampah Anorganik, berasal dari sumber daya alam tak terbarui seperti mineral dan minyak bumi, atau dari proses industri. Beberapa dari bahan ini tidak terdapat di alam seperti plastik dan aluminium. Sebagian zat anorganik secara keseluruhan tidak dapat diuraikan oleh alam, sedang sebagian lainnya hanya dapat diuraikan dalam waktu yang sangat lama. Sampah jenis ini pada tingkat rumah tangga, misalnya berupa botol, botol plastik, tas plastik, dan kaleng. Dilihat dari komposisi sampah di kota-kota besar Indonesia, sampah organik mencapai 70% dari total seluruh sampah yang ada, sedangkan anorganik 28% dan sisanya sampah B3 (Bahan Berbahaya Beracun) sebesar 2% [1].
6
Universitas Sumatera Utara
2.2
Data Geografis Letak Geografis TPA (Tempat Pembuangan Akhir) Namo Bintang,
kecamatan Pancur Batu, Kabupaten Deli Serdang yang memiliki luas lahan 16 Ha.
Gambar 2.2 Peta Geografis TPA Terjun, Marelan
7
Universitas Sumatera Utara
2.4
Pembangkit Listrik Tenaga Sampah Kebutuhan
energi
primer
Indonesia
meningkat
seiring
dengan
pertumbuhan jumlah penduduk dan ekonomi. Hal ini menyebabkan peningkatan pada kebutuhan energi primer dan listrik. Kebutuhan energi primer tersebut sebagian besar disuplai oleh energi fosil dan sisanya adalah energi baru dan terbarukan. Listrik merupakan suatu energi yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat untuk menjalani kehidupan sehari-hari. Saat ini, sampah kota yang ada di TPA Terjun bisa menjadi sumber energi apabila bisa dikelola dan dibangun Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa). Energi listrik yang dihasilkan dari sampah kota merupakan energi terbarukan karena dinilai bisa menghasilkan energi secara terus menerus dan berulang-ulang. Suatu artikel yang dimuat di indoenergi.com pernah menjelaskan bahwa energi terbarukan merupakan energi yang bisa dihasilkan dan didapat secara berulang-ulang (terbarukan). Sedangkan sumber energi terbarukan merupakan sumber energi yang tidak menyebabkan berbagai masalah lingkungan seperti pencemaran lingkungan dan pemanasan global (Indoenergi.com, 2014).
8
Universitas Sumatera Utara
2.4.1
Pengolahan Sampah
Tabel 2.1 Aspek-aspek pengolahan sampah
ASPEK
INSENERASI
GASIFIKASI
PIROLISIS
KOMPOS
LANDFILL
JENIS SAMPAH
pok
po
o
o
oklg
PRODUK RATA-RATA
energi 10,5 MJ/kg
energi 12 MJ/Nm3
energi 22 MJ/m3
pupuk
lahan
KAPASITAS
250 ton/day1355 ton/day
200 ton/day-500 ton/day
200 ton/day
Skala kecil
Sangat besar
KELEBIHAN
panas langsung dimanfaatkan, sampah tidak perlu penanganan awal
lebih bersih dan aman bagi lingkungan, syngas dapat dibuat untuk berbagai macam produk, energi pembakaran bisa untuk energi gasifikasi
mendapatkan dua produk untuk energi : gas dan arang sehingga nilai energi keseluruhan besar, produk gas dapat langsung dimanfaatkan untuk bahan bakar
mudah diterapkan pada skala kecil, murah
tidak membutuhkan teknologi atau alat seperti reaktor, semua jenis sampah dapat ditimbun, bila terkelola dengan baik, bisa menjadi lahan baik
KEKURANGAN
dapat menimbulkan polusi berupa gas NOx atau SOx, tidak dapat menangani sampah berbahaya plastik dengan kandungan klor
peralatan yang besar diperlukan, banyak energi yang hilang dalam proses gasifikasi, produk harus diolah kembali sebelum dapat dipakai
butuh peralatan besar, penyediaan atmosfer pirolisis (miskin oksigen) memerlukan biaya
bau masih tercium, tidak dapat dijadikan energi secara langsung
bahaya longsor, bahaya pencemaran udara dan sungai, bahaya kebocorann landfill
*Keterangan = o : organik; k : kertas; l : logam; g : gelas; p : plastik (Sumber : Dimas Ramadhan Abdillah Fikri, Laboratorium Teknik Reaksi Kimia, Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Bandung)
9
Universitas Sumatera Utara
Dengan melihat lebih efisiennya menggunakan metode Insenerasi tanpa menggunakan lahan yang luas untuk penimbunan seperti landfill serta menghilangkan kerugian yang sebabkan oleh incenerator melalui pembuangan gas buang seperti SOx, HCl, NOx, logam berat, dioksin dll ke dalam wet srubber yang dikombinasi dengan tambahan batu kapur, dan partikel karbon aktif.
Gambar 2.3 Skema urutan proses PLTSa yang dirancang
2.3.2 Prinsip Dasar Pengoperasian PLTSa
Gambar 2.4 Prinsip dasar pengoperasian PLTSa
10
Universitas Sumatera Utara
Terdapat lima prinsip dasar dalam pengoperasian PLTSa dengan Incinerator, diantaranya adalah : 1) Sampah dari TPS diangkut oleh truk-truk pengangkut sampah ke PLTSa. Truk yang tiba akan ditimbang terlebih dahulu sebelum membuang sampah ke dalam bungker sampah. Truk kosong yang keluar dari PLTSa juga ditimbang agar diketahui berat bersih sampah yang dibuang ke dalam bungker berdinding beton.Ruang bongkar sampah ini merupakan ruangan tertutup, dan udara dalam ruangan diisap oleh kipas udara sehingga bau sampah tidak menyebar keluar ruangan tetapi terisap kipas udara dan selanjutnya disalurkan ke tungku pembakaran. Hal ini akan membuat udara disekitar lokasi pemusnah sampah tidak berbau. Dimensi bungker harus dapat menampung kebutuhan sampah lima sampai 10 hari. Sampah di dalam bungker yang masih basah, dibiarkan (ditiriskan) selama tiga sampai lima hari untuk mengurangi kadar air permukaan, air lindi di salurkan ke IPAL supaya tidak mencemari lingkungan sekitar. Selama didiamkan sampah secara rutin di pindah-pindahkan untuk mengurangi kadar airnya. Sampah yang sudah didiamkan beberapa hari ini mempunyai nilai kalor antara 1000 sampai dengan 1400kkal/kg dan kadar air 50–60 persen. 2) Sampah yang sudah mengering ini kemudian diangkut ke tungku pembakaran dengan grabber yang terpasang pada overhead traveling crane, dan dikendalikan dari jarak jauh dari ruang kendali. Sampah dari grabber dijatuhkan sedikit demi sedikit ke dalam hopper tungku, sampah kemudian memasuki tungku pembakaran sedikit demi sedikit melalui mekanisme pemasukan sampah pada tungku.Tungku pembakaran dirancang khusus agar
11
Universitas Sumatera Utara
sampah dapat terbakar pada temperatur tinggi (antara 850oC –900 oC) dalam waktu yang cukup lama sehingga seluruh sampah dapat terbakar sesempurna mungkin dan dapat menghilangkan gas-gas beracun yang terbentuk seperti dioksin dan furan. Untuk mencapai suhu pembakaran yang tinggi tersebut, pada saat awal (start) diperlukan bahan bakar pembantu seperti minyak bakar, gas atau batu bara. Setelah dicapai suhu yang diinginkan, sampah diharapkan dapat terbakar dengan sendirinya. Sisa pembakaran berupa abu bawah (Bottom Ash) dikeluarkan secara otomatik dan dikumpulkan sebelum diangkut untuk dimanfaatkan lebih lanjut, Debu yang dihasilkan lima persen dari volume atau 20 persen dari berat sampah awal. 3) Gas panas hasil pembakaran kemudian dimanfaatkan untuk menguapkan air yang berada dalam pipa-pipa ketel (boiler). Saluran gas panas dari tungku diatur sedemikian rupa sehingga temperatur gas panas ketika mengenai boiler tidak terlalu tinggi.Demikian juga tekanan dan temperatur uap di dalam pipa diatur sedemikian rupa sehingga perbedaan temperatur antara gas panas dan uap air tidak menyebabkan pengembunan gas di pipa-pipa boiler yang dapat menyebabkan korosi.Untuk menghilangkan kerak biasanya pipa-pipa boiler ini dilengkapi dengan penyemprot gas asitilen. 4) Uap bertemperatur dan bertekanan tinggi yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator pembangkit listrik. Jumlah air yang diperlukan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik ini bergantung kepada karakteristik turbin yang digunakan.Namun demikian, uap yang dihasilkan tidak langsung di buang tetapi diembunkan di kondensor, dan dialirkan kembali ke ketel. Meskipun air disirkulasikan kembali, biasanya
12
Universitas Sumatera Utara
diperlukan penambahan air ketel sebesar 10–15 persen untuk mengkompensasi kebocoran uap yang terjadi 5) Setelah panasnya dimanfaatkan untuk membangkitkan uap gas hasil pembakaran dialirkan ke pengolah gas buang untuk menghilangkan gas-gas asam seperti SOx, HCl, NOx, logam berat, dioksin dll. Untuk keperluan tersebut pabrik pemusnah sampah yang dibangun di Singapura dan Cina menggunakan wet srubber yang dikombinasi dengan tambahan batu kapur, dan partikel karbon aktif. Gas bertemperatur rendah yang keluar dari alat penghilang gas asam kemudian dilewatkan penyaring debu.Penyaring debu dapat berupa penyaring biasa (fabric filter atau airbag) saja atau dikombinasi dengan electrostatic precipitator (EP).Pabrik pemusnah sampah di Eropa biasanya menggunakan EP, sedangkan yang di China dan Singapura hanya menggunakan penyaring biasa.Abu yang tertangkap oleh alat-alat ini biasa disebut sebagai abu terbang (fly ash). Abu terbang ini dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang sama seperti abu bawah (bottom ash). Di samping peralatan yang disebutkan sebelumnya system pengolahan gas buangnya dilengkapi dengan katalis penghilang NOx dan penghilang dioxin. Abu bawah (bottom ash), merupakan abu sisa pembakaran sampah di tungku sedangkan Abu terbang dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang sama seperti bottom ash. Abu terbang dari hasil pembakaran sampah baik untuk digunakan sebagai penstabil tanah lunak, kekuatan lempung yang diberi abu terbang ini naik 75 kali lipat.Disamping itu tanah juga mempunyai sifat-sifat drainase yang lebih baik, indeks plastisitas dan kompresibilitas menurun masing-masing 69 dan 23 persen.
13
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Potensi 10 TPA terbesar di Indonesia untuk menghasilkan listrik dari sampah No
Lokasi
1 DKI Jakarta Kota & Kab. 2 Tegal 3 Kota Surabaya 4 Kota Medan 5 Kota Tangerang 6 Kota Semarang 7 Kota Depok 8 Kota Palembang 9 Kota Malang 10 Kota Padang
Potensi Sampah (ton/hari)
Potensi (MW)
Bandar Gebang, Sumur Batu
8.733
157,194
Sarimukti Benowo Namo Bintang, Terjun Rawakucing Jatibarang Cipayung Sukawinata, Karya Jaya Supit Urang Air Dingin
3.519 2.562 1.812 1.352 1.345 1.217 1.171 761 682
63,342 46,116 32,616 24,336 24,21 21,906 21,078 13,698 12,276
Nama TPA
*Data TPA dari EBTKE (Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi) dan potensi dihitung dengan ketentuan 1 ton sampah/hari setara untuk pembangkit 18 kW (Menurut Dr. Ir. Ari Dharmawan Pasek. KetuaTim FS PLTSa Gedebage) [1]
2.4.3
Manfaat Pembangkit Listrik Tenaga Sampah Manfaat Pembangkit Listrik Tenaga Sampah Pembangunan Pembangkit
Listrik Tenaga Sampah mempunyai dua manfaat yaitu : 1) PLTSa menghasilkan energi listrik yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat. Hal ini berarti mambantu menutupi defisit energi listrik PLN. Jadi, sudah waktunya sampah diolah jadi energi listrik. Dengan begitu, krisis listrik yang dihadapi dapat teratasi dan tarif pun bisa murah. 2) Keberadaan TPA tidak hanya menguntungkan pengelola tetapi juga masyarakat sekitar. Adanya PLTSa membuat masyarakat sekitar TPA dapat menggunakan
14
Universitas Sumatera Utara
listrik dengan gratis. Solusi ini dapat mencegah penolakan masyarakat sekitar terhadap keberadaan TPA.
2.5
Perhitungan Ekonomis Untuk mendapatkan hasil yang lebih effisien dalam menganalisa
perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) di kota Medan, sehingga perlu dilakukan evaluasi pada investasi proyek dengan melakukan perhitungan menggunakan NPV, IRR, BCR, dan PP. [4]
2.4.1
NPV (Net Present Value) NPV adalah nilai sekarang dari keseluruhan Dicounted Cash Flow atau
gambaran biaya total atau pendapatan total proyek dilihat dengan nilai sekarang (nilai pada awal proyek). Secara matematik nilai NPV dapat dinyatakan seperti persamaan (1) :
dimana : k
= Discount rate yang digunakan
COF
= Cash outflow /Investasi
CIFt
= Cash in flow pada periode t
N
= Periode terakhir cash flow diharapkan
15
Universitas Sumatera Utara
2.4.2
IRR (Internal Rate of Return) IRR adalah besarnya tingkat keuntungan yang digunakan untuk melunasi
jumlah uang yang dipinjam agar tercapai keseimbangan ke arah nol dengan pertimbangan keuntungan. IRR ditunjukan dalam bentuk % / periode dan biasanya bernilai positif (I>0). Untuk Menghitung IRR dapat menggunakan persamaan (2) :
dimana : IRR
= Internal Rate of Return (%)
NPV1 = Net Present Value dengan tingkat bunga rendah (Rp) NPV2 = Net Present Value dengan tingkat bunga tinggi (Rp) i1
= Tingkat Bunga Pertama (%)
i2
= Tingkat Bunga Kedua (%)
2.4.3
BCR (Benefit Cost Ratio) Benefit-Cost Ratio adalah rasio perbandingan antara pemasukan total
sepanjang waktu operasi pembangkit dengan biaya investasi awal. Dirumuskan dalam persamaan (3):
16
Universitas Sumatera Utara
2.4.4
PP (Payback Period) Payback Period adalah lama waktu yang diperlukan untuk mengembalikan
dana investasi. Dirumuskan dalam persamaan (4) :
17
Universitas Sumatera Utara
