Studi Kelayakan Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut di Balikpapan

Studi Kelayakan Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut di Balikpapan Aris Wicaksono Nugroho | 2211106034 Dosen Pembimbing Heri Suryoatmojo ST., MT., Ph.D

Ir. Sjamsul Anam, MT.

Pendahuluan  Latar Belakang

 Energi laut adalah energi terbarukan dengan potensi yang besar.  Kelistrikan Kalimantan Timur mengalami defisit.

 Rumusan Masalah

 Analisa potensi energi pasang surut, besar daya listrik terbangkit, kelayakan pembangunan pembangkit ditinjau dari segi teknis.

 Batasan Masalah

 Metode konversi menggunakan bendungan pasang surut dengan menggunakan data pasang surut 2013.  Analisa finansial merupakan analisa penunjang. Biaya konstruksi sipil, biaya operasi, dan inflasi per tahun menggunakan asumsi merujuk pada standar yang digunakan.

 Tujuan

 Mempelajari kelayakan perencanaan pembangkit listrik tenaga pasang surut di Balikpapan ditinjau dari segi teknis

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan  Data Pasang Surut

1.20

Ketinggian (m)

1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tanggal

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan  Data Pasang Surut  Kedalaman Laut

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan  Data Pasang Surut  Kedalaman Laut  Luas Area Kolam Bendungan

Nama Panjang Bendungan Lebar Bendungan Luas Area Kolam Bendungan

Ukuran 4,51 km 27 m 27.665.300,0317 m2

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan  Data Pasang Surut  Kedalaman Laut  Luas Area Kolam Bendungan  Turbin dan Generator

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan  Data Pasang Surut  Kedalaman Laut  Luas Area Kolam Bendungan  Turbin dan Generator  Dimensi Pipa Pesat

Turbin dan Generator

Pipa Pesat

Diameter 3, 24 m

3, 75 x 10 m

Perencanaan Pembangkit  Lokasi Perencanaan  Data Pasang Surut  Kedalaman Laut  Luas Area Kolam Bendungan  Turbin dan Generator  Dimensi Pipa Pesat  Desain Bendungan

Prinsip Kerja Pasang Surut

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator 5

10

15

20

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator  Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan 𝑄=

2𝑔ℎ 𝑥 𝐴𝑝

Dimana : 𝑄 : debit aliran air (m3/s) 𝑔 : percepatan gravitasi (9.8m/s2) ℎ𝑠 : ketinggian permukaan air (m) 𝐴𝑝 : luas pipa pesat (m2)

𝑃𝑒𝑟𝑢𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖𝑎𝑛 =

2𝑔ℎ 𝑥

𝐴𝑝 𝑡 𝐴𝑏

Dimana : 𝐴𝑏 : luas area kolam bendungan (m2) 𝑡 : waktu (s)

ℎ𝑏𝑛 = ℎ𝑏𝑛−1 + ( 2𝑔ℎ𝑠𝑛−1 𝑥

𝐴𝑝 𝑡 ) 𝐴𝑏

ℎ𝑏𝑛 = ℎ𝑏𝑛−1 − ( 2𝑔ℎ𝑠𝑛−1 𝑥 Dimana :

𝐴𝑝 𝑡 𝐴𝑏

)

ℎ𝑏𝑛 : ketinggian kolam bendungan pada periode n (m) ℎ𝑏𝑛−1 : ketinggian kolam bendungan sebelum periode n (m) 𝑔 : percepatan gravitasi (9.8m/s2) ℎ𝑠 : ketinggian permukaan air laut sebelum periode n (m) 𝐴𝑝 : luas pipa pesat (m2) 𝐴𝑏 : luas area kolam bendungan (m2) 𝑡 : waktu (s)

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator  Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan

Ketinggian (m)

2.5 2 1.5 1 0.5 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Sea Level

12 13 Jam

14

Basin Level

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator  Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan  Head Net

ℎ = ℎ𝑠 − ℎ𝑏 Dimana : : perbedaan ketinggian antara ketinggian permukaan air laut dengan ketinggian permukaan air kolam bendungan (m) : ketinggian permukaan air laut (m) : ketinggian permukaan air kolam bendungan (m)

ℎ

ℎ𝑠 ℎ𝑏

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

19 0.28 0.41 0.50 0.47 0.35 0.16 0.04 0.38 0.48 0.55 0.51 0.28 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 19 0.18 0.02 0.27 0.40 0.30 0.12 0.08 0.29 0.41 0.51 0.37 0.08

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator  Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan  Head Net  Energi Potensial

1

𝐸𝑝 = 2 𝐴𝑏 𝜌𝑔ℎ2 Dimana :

𝐸𝑝 : energi potensial (Joule) 𝐴𝑏 : luas area kolam bendungan (m2) 𝜌: massa jenis air (1025 kg/m3) 𝑔: percepatan gravitasi (9.8 m/s2) ℎ: perbedaan ketinggian antara ketinggian permukaan air laut dengan ketinggian permukaan air kolam bendungan (m)

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator  Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan  Head Net  Energi Potensial  Daya Hidrolis Air

𝜂𝑐 𝐸𝑝

𝑃ℎ = 𝑡 Dimana : 𝑃ℎ : daya hidrolis air (Watt) 𝜂𝑐 : efisiensi konversi (%) 𝐸𝑝 : energi potensial (Joule) 𝑡: waktu (s)

Analisa Potensi Energi  Penentuan Jumlah Turbin dan Generator  Perubahan Ketinggian Air Kolam Bendungan  Head Net  Energi Potensial  Daya Hidrolis Air  Daya Listrik Terbangkit 𝑃 = 𝑃ℎ 𝜂𝑡 𝜂𝑔 Dimana : 𝑃 : daya listrik terbangkit (Watt) 𝑃ℎ : daya hidrolis air (Watt) 𝜂𝑡 : efisiensi turbin (%) 𝜂𝑔 : efisiensi generator (%)

Bulan

Daya Listrik Terbangkit (kW)

Januari

1.756.600,64

Februari

1.577.674,77

Maret

1.876.772.61

April

1.691.333,00

Mei

1.617.892,46

Juni

1.544.746,12

Juli

1.619.794,39

Agustus

1.708.806,02

September

1.701.144,79

Oktober

1.611.734,87

November

1.541.544,53

Desember

1.556.450,32

Analisa Finansial  Harga Jual Listrik

Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 04 Tahun 2012. a. Rp 656/kWh x F, jika terinterkoneksi pada tegangan menengah. b. Rp 1.004/kWh x F, jika terinterkoneksi pada tegangan rendah. Dimana F adalah faktor insentif sesuai dengan lokasi pembelian tenaga listrik, dengan nilai : a. F = 1, untuk wilayah Jawa dan Bali. b. F = 1,2, untuk wilayah Sumatera dan Sulawesi. c. F = 1,3, untuk wilayah Kalimantan, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur. d. F = 1,5, untuk wilayah Maluku dan Papua.

Analisa Finansial  Harga Jual Listrik  Penjualan Listrik

Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

Penjualan Listrik Rp 2.292.715.158,05 Rp 2.059.181.110,73 Rp 2.449.563.611,24 Rp 2.207.527.833,00 Rp 2.111.673.239,77 Rp 2.016.202.637,67 Rp 2.114.155.634,25 Rp 2.230.333.618,08 Rp 2.220.334.178,54 Rp 2.103.636.351,20 Rp 2.012.023.914,52 Rp 2.031.478.955,16

Analisa Finansial  Harga Jual Listrik  Penjualan Listrik  Biaya Investasi

Turbin & Generator: Rp 90.079.649.550 Bendungan : Rp 143.715.650.000

Analisa Finansial  Harga Jual Listrik  Penjualan Listrik  Biaya Investasi  Biaya Operasi

Jabatan

Jumlah Karyawan Supervisor 2 Engineer 4 Teknisi 8 General Service 3

Gaji Karyawan Rp Rp Rp Rp

8.000.000 5.000.000 3.000.000 1.800.000

Jumlah Gaji Per Tahun Rp 288.000.000 Rp 240.000.000 Rp 288.000.000 Rp 64.800.000

Biaya Pemeliharaan dan Perawatan : Rp 900.796.495

Analisa Finansial  Harga Jual Listrik  Penjualan Listrik  Biaya Investasi  Biaya Operasi  Nilai MIRR

𝑀𝐼𝑅𝑅 =

𝑛

𝐹𝑉 (𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑐𝑎𝑠ℎ 𝑓𝑙𝑜𝑤, 𝑟𝑒𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡 𝑟𝑎𝑡𝑒) −1 −𝑃𝑉 (𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑐𝑎𝑠ℎ 𝑓𝑙𝑜𝑤, 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒)

Tahun 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

Aliran Dana - Rp 209,728,069,803.29 Rp 25,137,143,067.79 Rp 26,254,237,607.62 Rp 27,420,569,299.81 Rp 28,638,282,045.45 Rp 29,909,611,368.72 Rp 31,236,888,217.00 Rp 32,622,542,910.76 Rp 34,069,109,248.43 Rp 35,579,228,771.88 Rp 37,155,655,198.09

Finance Rate dan Reinvest Rate 6% 12% 18%

Nilai MIRR 7% 9% 9%

Analisa Finansial  Harga Jual Listrik  Penjualan Listrik  Biaya Investasi  Biaya Operasi  Nilai MIRR  Break even point

Dengan suku bunga pinjaman 6%, maka break even point akan tercapai pada 2024

Kesimpulan • Perencanaan pembangkit menggunakan luas area kolam bendungan sebesar 27.665.300,0317 m2 dengan dimensi pipa pesat 3,75 x 10 m. • Turbin yang sesuai digunakan di lokasi perencanaan adalah turbin Kaplan jenis bulb, karena turbin ini dapat bekerja di head rendah dan debit air yang kecil. Turbin yang digunakan memiliki daya keluaran 502,32 kW sebanyak 30 buah, 15 untuk tiap fase pasang surut. • Ketinggian pasang surut yang paling tinggi di Teluk Balikpapan terjadi pada bulan Juli, tetapi daya listrik terbangkit terbesar terjadi pada bulan Maret. Hal ini dikarenakan perubahan pasang surut pada bulan Juli tidak sebesar pada bulan Maret • Daya listrik terbangkit adalah 2.060, 26 kWh. Total daya terbangkit selama satu tahun adalah 18,04 Giga Watt. • Nilai MIRR dengan finance rate dan reinvest rate 6%, 12%, dan 18% adalah 7%, 9%, dan 9%. Nilai MIRR dapat menjadi indikator kelayakan finansial sebagai penunjang studi kelayakan. • Dengan menggunakan suku bunga pinjaman 6%, break even point terlampaui pada tahun 2024.

Terima Kasih

Periode Kerja Generator 2.5

Ketinggian (m)

2 1.5

1 0.5 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Generating Period

11

12 13 Jam Sea Level

14

15

16

17

Basin Level

18

19

20

21

22

23

24

Referensi • • • • • •

Konversi Pasang Surut Harga Jual Listrik Biaya Bendungan MIRR Turbin dan Generator La Rence