OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT DAN DIESEL GENERATOR di PT. ASTRA AGRO LESTARI MENGGUNAKAN SOFTWARE HOMER

OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT DAN DIESEL GENERATOR di PT. ASTRA AGRO LESTARI MENGGUNAKAN SOFTWARE HOMER Slamet Baktiman

Pembimbing Heri Suryoatmojo, ST, MT, PhD Ir. Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng

KONSUMSI ENERGI LISTRIK • Skenario paling pragmatik dari World Energy Council (WEC), – Pada tahun 2050, konsumsi energi global akan meningkat menjadi dua sampai tiga kali lipat dari konsumsi sekarang. – Konsumsi energi listrik akan tumbuh lebih cepat dari konsumsi energi secara keseluruhan

PERKEMBANGAN HARGA MINYAK DUNIA $140 $130

OIL SHOCK (SURGE)

$120

$100 $90 US$ / barell

Resesi Amerika Serikat

Perang Irak, ekonomi dunia menguat, permintaan meningkat, kapasitas cadangan mengecil, stok terbatas, dll

$110

Awal perang IranIrak

$80

Resesi ekonomi, Non OPEC membanjiri pasar

II

$70

III

S Arabia membanjiri pasar

$60

OPEC memotong Perang produksi, permintaan meningkat Teluk Selesai

$50

I

$40 $30

Revolusi Iran

$20

Invasi Irak ke Perang IranKuwait Irak selesai

Embargo minyak Arab 1973

$10

Serangan 11 Sept, ekonomi melemah, permintaan turun.

Krisis ekonomi Asia, pasokan minyak berlebih

$2008

2007

2006

2005

2004

2003

Pengaruh oil shock tidak signifikan pada negara-negara yang telah menerapkan : 1. Pengembangan energi alternatif (diversifikasi) 2. Efisiensi energi (konservasi) 3. Kebijakan harga energi sesuai mekanisme pasar

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

1985

1984

1983

1982

1981

1980

1979

1978

1977

1976

1975

1974

1973

1972

1971

1970

Source: Modified EIA

KONDISI KETENAGALISTRIKAN INDONESIA • • • • • •

Kapasitas TOTAL INDONESIA 30,320 GW Saluran TRANSMISI 13.594 kms. Kapasitas Trafo Gardu Induk 8.895 MVA. Saluran Distribusi 620.000 kms. Kapasitas Trafo Distribusi 34.000 MVA. Jumlah Pelanggan : 39,2 juta orang. (Data RUPTL PLN 2011)

RASIO ELEKTRIFIKASI

NAD 72,65%

Kategori :

Sumut 85.76%

> 60 % Kaltim 66%

Kalteng 49.87%

Riau + Kepri 63.15%

41 - 60 %

Gorontalo 43.31%

Sulut 61.84%

Kalbar 53.74%

Malut 54.15%

Sumsel 50.75%

Sumbar 68.75%

Sulteng 51%

Babel 69.27%

Jambi 47.03%

Jakarta 100%

Bengkulu 50.64%

Sulsel 60.81% Kalsel 67.38%

Jabar 63.40%

Jateng 63.77%

Jatim 63.67% Jogya 74.37%

2005 Electrification Ratio

58,3%

Sultra 43.88%

Bali 78.37%

Lampung 49.23% Banten 58.44%

20 - 40 %

NTB 30.48%

NTT 26.35%

Maluku 58.06%

Papua + Irjabar 35.35%

Year Rasio Elektrifikasi : 63.9% 2006

2007

59%

60,8%

2008 62,3%

2009 65 %

6 Daerah Kristis (Peak Load > 10 MW)

Sumut - Aceh Capability Peak Load Defisit

: : :

924 MW 1.016 MW - 92 MW

U

Singkawang, Sambas

B-Aceh

Capability Peak Load Defisit

Riau Medan

Capability Peak Load Defisit

: 112 MW : 162 MW : -50 MW

: 32,6 MW : 33,8 MW : -1,1 MW

0

200

400

Kilometers

Tarakan

Jayapura Capability Peak Load Defisit

Minahasa

Gorontalo Kotamobagu

Singkawang

Pontianak

: 28 MW : 29 MW : -1 MW

Padang

Sorong

Palu Mahakam Bangka

Serui Ketapang Jayapura

Bengkulu

Ambon

Banjar Sumsel-Lampung

South & Central Kalimantan Capability Peak Load Defisit

: 221 MW : 230 MW : -9 MW Kupang

South Part of Sumatera Capability Peak Load Defisit

: 1.189 MW : 1.265 MW : -75 MW

Lombok

Bima

Sumbawa

Critical Area (peak load < 10 MW) 1. Siak (420kw) 2.Toboali (150kw), 3.sekadau (280kw) 4. Melak (185kw) 5. Petung (700kw), 6. Kefamenamu (100kw), 7. Kalabahi (300kw), 8. Polo (90kw), 9. Mautapaga (1100kw), 10. Ruteng (250kw), 11. Wamena (690kw), 12. Nabire (80kw)

No Power Shortage Defisit until 50 MW Defisit > 50 MW

Defisit Total : 136 MW

Kebijakan Energi Nasional Sasaran Kebijakan Energi Nasional 2025 (sesuai Perpres no. 5 tahun 2006) 1. Elastisitas Energi < 1 2. Energi Primer mix optimal Energi Primer Tahun 2025 (Skenario BaU)

Energi Primer Tahun 2025 (Sesuai Perpres No. 5/2006)

PLTA, 1.9% PLTMH, 0.1% Panas Bumi, 1.1%

Minyak Bumi, 20%

Gas Bumi, 20.6% Gas Bumi, 30%

Minyak Bumi, 41.7%

OPTIMALISASI PENGELOLAAN ENERGI

Batubara, 34.6%

EBT, 17%

Bahan Bakar Nabati (Biofuel), 5% Panas Bumi, 5% Biomasa, Nuklir, Air, Surya, Angin, 5%

Batubara , 33%

Batubara yang Dicairkan (Coal Liquefaction), 2%

CO equivalent gC/kWh

300

250

200

150

Equipment fabrication, Fuel mining/preparation.

100

Infrastructure, plant construction, fuel supply, Plant operation.

50

0 Coal Source: IAEA, 1996

Oil

Nat.Gas

Hydro

Nuclear

Wind

Solar PV

Primary Energy Source Source-to-Electricity Greenhouse Gas Emissions CO2 for Different Electricity Generation Options

Biomass

Potensi Minyak bumi terbatas, sedangkan potensi energi baru terbarukan relatif besar JENIS ENERGI FOSIL MINYAK

(Proven + Possible)

PRODUKSI (per TAHUN)

RASIO CADANGAN/PRODUKSI (Tanpa Eksplorasi Baru) TAHUN

86,9 milyar bbl

9,1 milyar bbl

387 juta bbl

23

384,7 TSCF

185,8 TSCF

2,95 TSCF

62

57 Milyar ton

19,3 milyar ton

201 juta ton

93

SUMBER DAYA

GAS BATUBARA

CADANGAN

JENIS ENERGI NON FOSSIL

SUMBER DAYA

SETARA

PEMANFAATAN

KAPASITAS TERPASANG

HIDRO SKALA BESAR

845 juta SBM

75,67 GW

6.851 GWh

4.200 MW

BIOMASSA MINI/MIKRO HIDRO PANAS BUMI

49,81 GW

445 MW

500 MW

500 MW

86.1 MW

219 juta SBM

27 GW

2.593,5 GWh

807 MW

SURYA

4,80 kWh/m2/day

12.1 MW

ANGIN

3-6 m/detik

1.1 MW

URANIUM (NUKLIR)

24.112 Ton* e.q.

* Hanya di Kalan –Kalimantan Barat

3 GW untuk 11 tahun

SUMBER BIOMASSA

Luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia selama tujuh tahun terakhir cenderung menunjukkan peningkatan yakni berkisar 2,03% 9,05% per tahunnya. No

Provinsi

Luas Areal (Ribu Ha)

1

Riau

1482.36

2

Sumut

1145.21

3

Sumsel

694.11

4

Jambi

604.31

5

Kalteng

573.33

6

Kalbar

517.18

7

Sumbar

495.94

8

Kaltim

350.27

9

Kalsel

332.7

10

Aceh

323.77

Sumber : Statistik Kelapa Sawit Indonesia 2010 - BPS

10 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember


LIMBAH KELAPA SAWIT

50% dari Buah (Tandan buah kosong) segar adalah (Fiber mesokraf) residu

(Cangkang Kernel) 9 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(Sisa limbah / POME)

(Cangkang Kernel)

(Fiber mesokraf)


(Tandan buah kosong)

NOT USE (Sisa limbah / POME) 9 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Profil PT.Astra Agro Lestari PT Astra Agro Lestari (AAL) saat ini mengelola 29 kebun kelapa sawit seluas 201.412 ha. Sebagian besar kebun kelapa sawitnya berlokasi di Sumatera seluas 102.021 ha, Kalimantan 62.545 ha dan Sulawesi 36.846 ha.


Software HOMER Software HOMER adalah suatu perangkat lunak yang digunakan untuk operasi model sistem pembangkit listrik skala kecil (micropower), perangkat lunak ini mempermudah evaluasi disain sistem pembangkit listrik untuk berbagai jenis pembangkit listrik skala kecil baik yang tersambung ke jaringan listrik atau pun tidak.Perangkat lunak ini mengoptimasi berdasarkan nilai NPC (Net Present Cost) terendah.


Mulai

Menentukan Komponen PLTBS

Data Beban Harian Feedstock Biomassa Spesifikasi Alat dan Biaya

Memasukkan Persyaratan Sistem Operasi

Memasukkan Variabel Sensitifitas Konsumsi Beban

Membentuk Semua Kemungkinan Konfigurasi

Hitung NPC dan COE

NPC dan COE Minimum ?

Hasil konfigurasi

Selesai


Pemodelan Sistem


Hour 00:00 - 01:00 01:00 - 02:00 02:00 - 03:00 03:00 - 04:00 04:00 - 05:00 05:00 - 06:00 06:00 - 07:00 07:00 - 08:00 08:00 - 09:00 09:00 - 10:00 10:00 - 11:00 11:00 - 12:00 12:00 - 13:00 13:00 - 14:00 14:00 - 15:00 15:00 - 16:00 16:00 - 17:00 17:00 - 18:00 18:00 - 19:00 19:00 - 20:00 20:00 - 21:00 21:00 - 22:00 22:00 - 23:00 23:00 - 00:00

Load (kW) 1,674.000 1,788.000 1,756.000 1,772.000 1,805.000 1,838.000 1,251.000 1,547.000 1,538.000 1,534.000 1,531.000 1,612.000 1,613.000 1,433.000 1,332.000 1,408.000 1,484.000 2,198.000 3,019.000 2,757.000 2,576.000 2,461.000 2,346.000 1,969.000

Data beban harian PT.Astra Agro Lestari


Hasil Simulasi


Hasil Simulasi

Sebelum


Sesudah

Produksi Listrik 18,000,000 16,000,000 14,000,000 12,000,000 10,000,000

Sebelum

8,000,000

sesudah

6,000,000 4,000,000 2,000,000 0 Niigata 2,5Mw

Cumin 1Mw

Biomasa

Jumlah Konsumsi BBM 6,000,000 5,000,000 4,000,000 3,000,000

Sebelum

2,000,000

Sesudah

1,000,000 0 Niigata 2,5Mw


Cumin 1Mw

Biaya sebelum optimasi Komponen

Kapital ($)

Penggantian ($)

O&M ($)

Solar ($)

Sisa/ salvage($)

Total ($)

* Net Present Costs Niigata 2,5Mw Cumin 1Mw

Total * Annualized Costs Niigata 2,5Mw Cumin 1Mw

Total

1,465,000 600,000 2,065,000

8,966,436 620,433 9,586,869

114,602 46,936 161,538

701,415 48,534 749,949

55,991 77,297,952 11,665 4,645,864 67,656 81,943,824 4,380 913 5,293

6,046,765 363,431 6,410,196

-116,499 87,668,888 -111,645 5,766,315 -228,144 93,435,200 -9,113 -8,734 -17,847

6,858,049 451,080 7,309,129

Biaya setelah optimasi Komponen

Kapital ($)

Penggantian ($)

O&M ($) Solar ($)

Sisa/ salvage($)

Total ($)

* Net Present Costs Niigata 2,5Mw BIOMASSA Cumin 1Mw Total

1,465,000 1,250,000 600,000 3,315,000

0 7,773,697 620,433 8,394,129

1,381 273,053 11,665 286,098

2,140,090 0 4,645,864 6,785,955

114,602 97,783 46,936 259,322

0 608,111 48,534 656,645

108 21,360 913 22,381

167,412 0 363,431 530,843

-186,399 3,420,071 -194,787 9,101,962 -111,645 5,766,315 -492,831 18,288,350

* Annualized Costs Niigata 2,5Mw BIOMASSA Cumin 1Mw

Total


-14,581 -15,238 -8,734 -38,553

267,541 712,017 451,080 1,430,638

End Time Primary Load (kW) 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

1674 1788 1756 1772 1805 1838 1251 1547

Niigata (kW) 1674 0 0 0 0 0 0 0

Biomasa (kW) 0 1788 1756 1772 1805 1838 1251 1547

Dispatch Strategy


Cummin Total Load Served (kW) (kW) 0 1674 0 1788 0 1756 0 1772 0 1805 0 1838 0 1251 0 1547

Jumlah Emisi Emisi (kg/tahun) Karbondioksida, CO2 Karbonmonooksida, CO Hydrokarbon, HC Particulate matter Sulfur Dioksida, SOx Nitrogen Oksida, NOx

Sebelum Optimasi 14.066.788 34.722 3.846 2.617 28.249 309.826


Setelah Optimasi Selisih 1.176.204 12.890.584 3.3 31.422 366 3.48 249 2.368 2.339 25.91 29.446 280.38

Kesimpulan 1. Pada saat kondisi optimal yaitu penggabungan antara pembangkit listrik tenaga biomasa (PLTBS) dan pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) dengan pembagian kontribusi sebagai berikut : PLTBS terhadap sistem sebesar 93% sedangkan sisanya sebesar 7% di suplai oleh PLTD. 2. Dengan optimasi menggunakan HOMER jumlah produksi energi listrik PLTD mengalami penurunan sebesar 93% dari sebelumnya sebesar 16.148 MWh/tahun menjadi 1.073 MWh/tahun. 3. Konsumsi BBM mengalami penurunan dari sebelumnya sebesar 5.341 kiloliter/tahun menjadi sebesar 442 kiloliter/tahun.


Kesimpulan 3. Setelah adanya optimasi harga per kWh menjadi sebesar $0,089 (Rp827,7) harga ini mengalami penurunan dari harga per kWh sebelumnya yang sebesar $0,45 (Rp 4.185). Penurunan biaya per kWh dikarenakan adanya penurunan 19% pada total NPC atau sebesar $ 75.146.812 (Rp698.865.351.600), biaya operasi 83% sebesar $ 5.976.272 (Rp55.579.329.600). 4. Pembangunan PLTBS dapat mengurangi jumlah emisi CO2 sebesar 12.890 ton/tahun atau sebesar 90% dari kondisi awal PLTD yaitu sebesar 14.066 ton/tahun.



Energy konten Minyak 34 btu/liter Biomasa 5,5 MJ/kg

Pembangkitan Minyak 0,313 L/kWh Perliter = Rp 9500 Biomasa 3,034 kg/kWh Per kg = Rp 500

Kurva input-output pembangkit Diesel Kurva Input - Output 800 700

Bahan Bakar per liter

600 500 400 300 200 100 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 Daya (kw)

Kurva input-output 1000 900 800

Harga per $

700 600 500 400 300 200 100 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 Daya (kW)

Kurva Input - Output 8000 7000

Biomas Kg per kWh

6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 Daya kW

Kurva input output 18000000 16000000

Konsumsi BBM/ltr

14000000 12000000 10000000 PLTD

8000000

PLTD+PLBS

6000000 4000000 2000000 0 3229666

6459332

9688998 Pembangkitan (KWh/th)

12918664

16148330

• Cara HOMER melakukan Optimasi Menggunaka metode prioriti list Dari fungsi NPC dan COE

OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT DAN DIESEL GENERATOR di PT. ASTRA AGRO LESTARI MENGGUNAKAN SOFTWARE HOMER

Recommend Documents