48 BAB VI ANALISA PENGHEMATAN BIAYA BAHAN BAKAR MINYAK DENGAN BAHAN BAKAR GAS
Persaiangan dunia usaha sangatlah ketat, ditambah perdagangan bebas dengan masuknya barang – barang Impor terutama barang dari China. Hanya perusahaan yang bisa bertahan yang bisa melakukan efesiensi untuk menekan harga / biaya produksi. Persaingan yang begitu ketat, pasarlah yang menentukan harga. Bahan Bakar salah satu unsur suatu proses produkuksi yang bisa dijadikan sumber dari efesiensi / penghematan. Harga minyak yang tidak bisa diprediksi naik turunya, menybabkan perhitungan rencana biaya tidak tepat. Disini penulis telah melakukan perhitungan biaya Bahan Bakar Boiler dari pemakaian bahan bakar minyak ke bahan bakar gas dan nilai penghematan yang didapat. 4.1. Reaksi Kimia Pembakaran Di bawah ini akan di jelaskan mengenai analisa jumlah panas yang dihasilkan daripembakaran yang sempurnai kg bahan bakar. 1. Analisa pembakaran unsure karbon ( C ) terbakar sempurna : C + O2 ----------------------------------------------------------------> CO2 12 kg C + 32 kg O2 -----------------------------------------------> 44 CO2 Dalam setiap pembakaran 1 kg Karbon akan diperoleh panas sebesar 8100 Kkal. 2. Analisa pembakaran unsure karbon ( C ) terbakar tidak sempurna : 2 C + O2 ----------------------------------------------------------
2CO
Dalam setiap pembakaran 1 kg Karbon akan diperoleh panas sebesar 2430 Kkal. 3. Analisa pembakaran unsur Hidrogen terbakar sempurna : 2H2 + O2 --------------------------------------------------->2H2 O 4 kg H2 + 32 kg O2 ---------------------------------> 36 kg H2O 1kg H2 + 8 kg O2 -------------------------------> 9/8 kg H2O
49 1/8 kg H2 + 1 kg O2 -----------------------------> 9/8 kg H2O Setiap 1 kg H2 terbakar dengan sempurna akan menghasilkan panas sebesar 28922 Kkal. 3. Analisa pembakaran sulfur. S +O2 ------------------------------------------------------------------> SO2 32 kg S +32 kg O2 ---------------------------------------------->64 kg SO2 Setiap pembakaran 1 kg Sulfur akan menghasilkan panas sebesar 2224 Kkal.
4. 1.1 Gas Asap Gas asap hasil pembakaran yang dikeluarkan dari cerobong asap adalah hasil pembakaran dari bahan bakar dari ruang bakar boiler . Berat asap yang terbentuk dari hasil pembakaran 1kg bahan bakar adalah sama dengan jumlah berat udara yang dibutuhkan ditambah dengan berat bahan bakar yang berubah menjadi asap kecuali abunya (ash). Pada umumnya gas asap yang keluar dari stack ( cerobong asap) terdiri dari : - CO2( Carbon dioxide) Dihasilkan odari pembakaran unsure carbon yang sempurna. - CO ( Carbon mono oxide ) Dihasilkan oleh unsure Carbon yang tidak sempurna. - SO2 ( sulfur dioxide ) Dihasilkan oleh unsur Sulfur yang sempurna. - H2O ( Uap air ) Dihasilkan dari pembakaran Hidrogen dan Air yang terbakar sehingga menguap. - Nitrogen Dihasilkan dari sisa nitrogen dari Udara yang disuplai untuk pembakaran. Besarnya jumlah gas asap yang terjadi dari tiap pembakaran 1 kg bahan bakar
dapat dianalisa dari unsure kimianya.
1. Pembakaran zat carbon ( C ) dengan sempurna. C + O2 -----------------------------------------------> CO2
50 12 kg C + 32 kg O2-----------------------------> 44 kg CO2 1 kg C
+ 2.67 kg O2 -------------------------------> 3,67 kg CO2
2. Pembakaran Hidrogen dengan uap air. 2 H2 + O2----------------------------------------> 2 H2 O 4 kg H2 + 32 kg O2 ---------------------------> 36 kg H2O 1 kg H2 + 8 kg O2 ------------------------------> 9 kg H2O Bila dalam 1 kg bahanbakar terdapat H kg maka uap air yang dihasilkan = 9kg H2O. Oleh karena di dalam bahan bakar itu sendiri terdapat W kg uap air, maka jumlah uap air menjadi ( 9 H + W ) kg /kg bahan bakar. 3. Pembakaran Sulfur S + O2 -----------------------------------------------> SO2 32 kg S + 32 kg O2-------------------------------> 64 SO2 1 kg S + 1 kg O2--------------------------------> 2 kg SO2 Bila dalam tiap1 kg bahan bakar terdapat S kg Sulfur maka gas asap yang di hasilkan = 2 SO2/ kg bahan bakar. Berat jenis SO2 = 2,297 kg/ Nm3 maka volume gas SO2 = 2 S/ 2,927 = 0, 683 Nm3/kg bahan bakar. 4. Nitrogen (N2) Unsur Nitrogen ini tidak bereaksi dengan unsur lain ,nitrogen ini akan keluar bersama-sama dengan gas lainya. Besarnya Nitrogen ini tergantung dari jumlah udara pembakaran dan jumlahnitrogen dalam yang terdapat di dalam bahan bakar itu sendiri . Dalam perbandingan, pada berat tiap 1kg udara terdapat 77 % nitrogen yang berada dalam udara pembakaran dan berada di dalam bahan bakar adalah : BN2 = 77% x Massa udara + N BN2 = 0,77 x [ 11,5 C + 34,6 ( H-O/8 ) + 4,32S] + N kg /kg Bahan bakar.
51 Dalam perbandingan volume tiap
1 M3 udara terdapat 79 %
Nitrogen. Berat jenis nitrogen =1,26 kg / Nm3, maka volume udara yang ada dalam udara pembakaran dan volume bahan bakar adalah : VN2 = 79% x V ud + N/1,26 VN2 = 0,79 x 8,9 C + 26,7 ( H-O/8 ) + 3,33 S + 0,8 Nm3/kg bahan bakar. Maka dengan demikian berat gas asap teoritis ( Bg ) yang keluar dari cerobong asap ( stack ) tiap pembakaran 1 kg bahan bakar adalah: Bg = Berat CO2 + berat H2O + berat SO2 + berat N2 = 3,67 C + ( 9H + W ) + 2 S + [ 0,77 [11,5 C + 34,6 (H-O/8 )+ 4,32S+ Nkg/kg bahan bakar]. Dan volume gas asap teoritis adalah : Vg = VCO2 +V H2O + V SO2 +V N2 Vg =1,85C + 11,2H + 1,24 W +0,68 S +0,79 [ 8,9 C + 2,67 ( H-O/8 ) + 3,33S ] + 0,8 Nm3/kg bahan bakar.
4.1. 2 Udara Berlebih Dalam proses pembakaran di dalam boiler akan selalu terjadi pembakaran dengan udara berlebih. Hal ini disebabkan oleh volume ruang bakar yang luas dan terbuka, sehingga kemungkinan terjadinya kerugian dalam ruang yang tidak bisa dihindari. Untuk kesempurnaan pembakaran diperlukan udara lebih. Kelebihan udara biasanya antara (3 -15 %). Untuk memperoleh reaksi pembakaran yang baik sebagai berikut: 1. Perbandingan tertentu antara bahan bakar dengan udara. 2. Pencampuran yang baik antara bahan bakar dan udara. 3. Pencampuran dan kelangsungan penyalaan bahan bakar. 4.1.3 Nilai bakar.
52 Nilai pembakaran dari bahan bakar adalah jumlah kalor yang dikeluarkan oleh satu
satuan berat atau satu satuan volume bahan bakar yang
bereaksi dengan oksigen ( O2). Untuk menentukan nilai pembakaran bahan bakar secara perhitungan dengan rumus : 1. HHV ( High Heating Value) HHV = Nilai kalor atas atau kondensasi uap yang terjadi pada proses pembakaran. HHV = 8.100C+ 34.000(H-0/8) +2.500 S Kcal/Kg
2. LHV ( Low Heating Value) LHV= Nilai kalor bawah merupakan jumlah kalor yang diperhitungkan tanpa mempertimbangkan jumlah kalor yang terbuang untuk penguapan air dalam bahan bakar. LHV= HHV-600 ( 9H + W )atau dengan formula. LHV = 8.100 C + 3.4000 ( H-0/8 ) + 2.500 S - 600 ( H2O)
Untuk jumlah air yang mengembun dalam I kg bahan bakar adalah W+ 9H dan kalor mengembun 600 kcal /kg ,pada pembakaran teoritis tanpa kelebihan ( ascess air ) massa udara yang dibutuhkan : Mud = 11,53 C + 34,6 ( H- 0/8 ) + 4,22 S kg udara /kg bahan bakar. Dalam 1 M3 udara ada 21% oksigen, maka setiap 1m3 O2 memerlukan 100/ 21 m3 udara. Maka volume udara yang diperlukan untuk pembakaran: Vud = (( 2,67 C + 8 H + S ) /1,429 ) x 100/21 Nm3. Nm3 = Normal meter kubik pada 0o C dan 760 mmHg.
53 Tabel 4.1 Kandungan Bahan bakar dan Gas buang Komponen
Inlet ( Solar )
Inlet (Udara)
Outlet Gas
C ( carbon )
86.51%
0.00%
0.00%
H N2
12.57% 0.00%
0.00% 77.40%
7.77% 70.16%
S
0.42%
0.00%
0.017%
H2O O2
0.50% 0%
2.70% 20.60%
15.05% 7%
LHV
10170 kcal /kg
HHV
10850 kcal/kg
Density
0.8497
Suhu Gas buang
170 o C
Suhu udara
27o C
Suhu Air Umpan
128oC
4.2. Perbandingan Nilai Bakar Nilai kalor dari bahan bakar minyak dari Pertamina diambil angka 9063 kcal/liter dan gas alam sumber dari PGN adalah 8850 kcal/m³ . Kapasitas boiler 6 ton maka kebutuhan kalori untuk menghasilkan steam normal Diket : Capsitas 6000 liter / jam (m) Berat jenis air 1 (cp) Panas yang dibutuhkan 70 ke 230 °C ( t) Dicari Q ? Maka Q = m . cp . t Q = 6000. 1 . 160 Q = 960000 kal 960000 : 9063 = 106 liter (106 liter minyak / jam) 960000 : 8850 = 108 m³ (108 m³ gas / jam)
54
4.3. Penghematan Yang Didapat Dengan capasitas boiler 6 ton (6000 kg) / jam maka sudah tentu didapat selisih biaya operasional dalam hitungan rupiah. 1. Beban boiler 30 % 6000 x 30% x 1 x 160 = 288000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan 288000 / 8850 = 32.5 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 32.5 x 12 x 26 = 10140 m³ 10140 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 6.996,600,10140 m³ / 28.55 = 355.2 MMBTU 355.2 MMBTU x 3.73 USD = 1,325 USD 1 USD = Rp 9,400,= 1,325 x Rp 9,400,= Rp 12,455,000,Total biaya gas = Rp 12,455,000,- + Rp 6,996,600,=Rp 19,458,400,Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 30% x 1 x 160 = 288000 / 9063
55 = 31.8 liter = 31.77 x 12 x 26 = 9912.24. liter 9912.24 liter x Rp 5,600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 55,508.544,Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 55,508,544 – Rp 19,458,400,Rp 36,050,144,-
2. Beban boiler 40% 6000 x 40% x 1 x 160 = 384000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan =384000 / 8850 = 43.39 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 43.39 x 12 x 26 = 13537.68 m³ 13537.68 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 9,340,999,13537.68 m³ / 28.55 = 474 MMBTU 474 MMBTU x 3.73 USD = 1,768.02 USD 1 USD = Rp 9,400,= 1768.02 x Rp 9,400,= Rp 16,619.388,-
56 Total biaya gas = Rp 16,619,388,- + Rp 9,340,999,= Rp 25,960,387,Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 40% x 1 x 160 = 384000 / 9063 = 42.37 liter = 42.37 x 12 x 26 = 13,219 liter
13,219 liter x Rp 5,600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 74,026,400,Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 74,026,400 – Rp 25,960,387,Rp 48,066,013,3. Beban boiler 50% 6000 x 50% x 1 x 160 = 480000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan 480000 / 8850 = 54,24 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 54.24 x 12 x 26 = 16923 m³ 16923 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 11,676,870,-
57
16923m³ / 28.55 = 592.75 MMBTU 592.75 MMBTU x 3.73 USD = 2,211 USD 1 USD = Rp 9,400,= 2,211 x Rp 9,400,= Rp 20,783.400,Total biaya gas = Rp 20,783,400,- + 11,676,870,= Rp 32,460,270,Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 50% x 1 x 160 = 480000 / 9063 = 53 liter = 53 x 12 x 26 = 16,536 liter 16,536 liter x Rp 5600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 92,601,600,-
Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 92,601,600,- - Rp 32,460,270,Rp 60,141,330,-
58 4. Beban boiler 60% 6000 x 60% x 1 x 160 = 576000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan 576000 / 8850 = 65.08 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 65.08 x 12 x 26 = 20304.96 m³ 20304.96 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 14,010,422,20304.96 m³ / 28.55 = 711.2 MMBTU 711.2 MMBTU x 3.73 USD = 265,76 USD 1 USD = Rp 9,400,= 265.78 x Rp 9,400,= Rp 24,936,132,Total biaya gas 24,936,132,- + Rp14,010,422,- = Rp 38,946,554,-
Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 60% x 1 x 160 = 576000 / 9063 = 63.55 liter
59 = 63.55 x 12 x 26 = 1987,6 liter 19,827.6 liter x Rp 5600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 111,034,560,Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 111,034,560,- – Rp 38,946,554,Rp 72,088.006,5. Beban boiler 70% 6000 x 70% x 1 x 160 = 672000 kcal
Bahan bakar gas yang di perlukan 672000 / 8850 = 75.9 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 75.9 x 12 x 26 = 23680.8 m³ 23680.8 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 16,339,752,23680.8 m³ / 28.55 = 829.45 MMBTU 829.45 MMBTU x 3.73 USD = 3,093.85 USD 1 USD = Rp 9,400,= 3093.85 x Rp 9,400,= Rp 29,700,960,-
60
Total biaya gas Rp 29,700,960,- + Rp 16,339,752,= = Rp 46,040,712 Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 70% x 1 x 160 = 672000 / 9063 = 74 liter = 74 x 12 x 26 = 23088 liter 23088 liter x Rp 5600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 129,292,800,-
Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 129,292,800 – Rp 46,040,712,Rp 83,252,088,6. Beban boiler 80% 6000 x 80% x 1 x 160 = 768000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan 768000 / 8850 = 86.8 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 86.8 x 12 x 26 = 27082 m³
61
27082 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 18,686,580,27082 m³ / 28.55 = 948.6 MMBTU 948.6 MMBTU x 3.73 USD = 3,538.3 USD 1 USD = Rp 9,400,= 3.538.3 x Rp 9,400,= Rp 33,260,020,Total biaya gas = Rp 33,260,020,- + 18,686,580,= Rp 51,946,600,Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 80% x 1 x 160 = 768000 / 9063 = 84.7 liter = 84.7 x 12 x 26 = 26426.4 liter 26426.4 liter x Rp 5600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 147,987,840,Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 147,987,840 – Rp 51,946,600,Rp 96,041,240,7. Boiler beban 90%
62
6000 x 90% x 1 x 160 = 864000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan 864000 / 8850 = 97.6 m³ Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 97.6 x 12 x 26 = 30451 m³ 30451 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 21,011,190,30451 m³ / 28.55 =1066.6 MMBTU 1066.6 MMBTU x 3.73 USD = 3,978.4 USD 1 USD = Rp 9,400,= 3,978.4 x Rp 9,400,= Rp 37,396,960,Total biaya gas Rp 37,396,960,- + Rp 21,011,190,= Rp 58,408,150,Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 90% x 1 x 160 = 864000 / 9063 = 95.3 liter = 95.3 x 12 x 26 = 29733.6 liter
63
29733.6 liter x Rp 5600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 166,508,160,-,Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 166,508,160 – Rp 58,408,150,Rp 108,100,010,-
8. Boiler beban 100% 6000 x 100% x 1 x 160 = 960000 kcal Bahan bakar gas yang di perlukan 960000 / 8850 = 108.47 m³
Jam kerja 12 jam / hari 26 hari / bulan maka 108.47 x 12 x 26 = 33842.64 m³ 33842.64 x Rp 690 (harga kontrak PGN) = Rp 23,351,422,33842.64 m³ / 28.55 = 1185.38 MMBTU 1185.38 MMBTU x 3.73 USD = 4,421.5 USD 1 USD = Rp 9,400,= 4421.5x Rp 9,400,= Rp 41,562,100,-
64 Total biaya gas Rp Rp 41,562,100,- + Rp 23,351,422,= Rp 64,913,522 Bahan bakar minyak yang diperlukan 6000 x 100% x 1 x 160 = 960000 / 9063 = 106 liter = 106 x 12 x 26 = 33072 liter 33072 liter x Rp 5600,- (harga pasar awal 2010) = Rp 185,203,200,Maka selisih bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas adalah Rp 185,203,200 – Rp 64,913,522,Rp 120,289,678,-
BEA BBM VS BBG Rp200,000,000
BIAYA
Rp150,000,000
Biaya Solar
Rp100,000,000
Biaya Gas Selisih
Rp50,000,000 Rp0 30%
40%
50%
60%
70% BEBAN
80%
90%
100%
65
NILAI PENGHEMATAN YANG DIDAPAT Rp140,000,000 Rp120,000,000 Rp100,000,000 Rp80,000,000
Selisih
Rp60,000,000 Rp40,000,000 Rp20,000,000 Rp0
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
