Konservasi Energi: Melalui Aplikasi Teknologi Kogenerasi
B2TE – BPPT, Energy Partner Gathering Hotel Borobudur – Jakarta, 4 Desember 2013
www.mctap-bppt.com
INTENSITAS ENERGI SEKTOR INDUSTRI DI INDONESIA (dan perbandingannya terhadap negara-negara lain) Industri Baja Teknologi Electric Arc furnace • Indonesia : 464 kWh/ton • Jepang : 300 kWh/ton
Besi dan Baja • Indonesia: 650 kWh/Ton • India: 600 kWh/Ton • Japan: 350 kWh/Ton Semen • Indonesia: 800 Kcal/kg clinker • Jepang: 773 Kcal/kg clinker Keramik • Indonesia: 16,6 GJ/Ton • Vietnam: 12,9 GJ/Ton
Sumber: BPPT, Kemenperin, ESDM, JICA
Industri Baja Teknologi Reheating furnace • Indonesia : 550 kkal/ton • Jepang : 264 kkal/ton Gelas • Indonesia: 12 MJ/ton • Korea: 10 MJ/ton Tekstil Spinning • Indonesia: 9,59 GJ/Ton • India: 3,2 GJ/Ton Weaving • Indonesia: 33 GJ/Ton • India: 31 GJ/Ton
REKOMENDASI UNTUK KONSERVASI ENERGI
• • • • •
Peningkatan Kualitas Daya Listrik Penggunaan Peralatan Hemat Energi Manajemen Energi Penerapan Teknologi Kogenerasi Dll.
TEKNOLOGI KOGENERASI (CHP = Combined Heat & Power)
KONTRIBUSI KOGENERASI DI BEBERAPA NEGARA
Q: Berapa % kontribusi kogenerasi (CHP) di Indonesia ?
Definisi Teknologi Kogenerasi Dan Model Kesetimbangan Energinya DEFINISI: • Kogenerasi (Cogeneration) adalah sistem konversi energi termal yang secara simultan menghasilkan listrik dan panas sekaligus
Panas Buang
KOGENERASI GAS TURBIN
Panas Buang Terpakai (55%)
Listrik (35%)
BBG (100%) Rugi-Rugi (10%)
Model Sederhana: Keseimbangan Energi Sistem Kogenerasi Gas Turbin
K O G E N E R A S I
A D A K A H P O T E N S I ?
Sistem Kogenerasi Dan Lokasi Penerapannya
Topping Cycle : (produksi listrik panas) Heat source
W Q Heat sink
Bottoming Cycle : (produksi panas listrik) Heat source
Q W Heat sink
Lokasi Aplikasi : Process Plant
Lokasi Aplikasi : Power Plant
INDENTIFIKASI POTENSI KOGENERASI NASIONAL (dari daur ulang panas buang pembangkit listrik dan sektor-sektor industri)
Di Pembangkit Listrik: • Sumber data: “Statistik Ketenagalistrikan 2011”, Direktorat Jenderal Ketenagalistrikan, ESDM • Dihitung dari kapasitas daya terpasang (MW) dan energi terbangkit (MWh) pada PLTD, PLTMG dan PLTD yang dioperasikan PLN • Efisiensi termal kogenerasi diasumsikan 30% • Berwujud pembangkit siklus kombinasi Di Sektor-Sektor Industri: • Sumber data: “Perencanaan Kebutuhan Energi Sektor Industri Dalam Rangka Akselerasi Industrialisasi”, Biro Perencanaan, Kemenperin RI, 2012 • Terbagi atas 9 sub-sektor industri, termasuk 7 sektor padat energi (Baja, Tekstil, Pupuk, Pulp & Paper, Sawit, Semen dan Keramik) • Dihitung dari konsumsi bahan bakar setiap sektor industri: batu bara, biomasa, BBM (solar), dan BBG • Efisiensi termal kogenerasi diasumsikan 30% • Bisa berwujud siklus kombinasi atau chiller absorpsi
ACUAN POTENSI KOGENERASI DI PEMBANGKIT LISTRIK
Tipikal Kesetimbangan Energi Kogenerasi PLTD atau PLTMG
Gas / Diesel Fuel
Potensi Kogenerasi Sekitar : 10% (total kalor bahan
Gas / Diesel Engine Generator (Ƞ=40%)
40% of fuel Exhaust Gas
Heat loss ± 20% of fuel
bakar), atau 25% (output primer)
30% - 40% of fuel
Waste Heat Recovery Generator (Ƞ=30%)
Primary Output (40% of fuel) Combined Cycle Output (±10% of fuel)
Tipikal Kesetimbangan Energi Kogenerasi PLTG
Gas Fuel
Gas Turbine Generator (Ƞ=30%)
Heat loss ± 10% of fuel
30% of fuel Exhaust Gas
50% - 60% of fuel
Waste Heat Recovery Generator (Ƞ=30%)
Primary Output (30% of fuel) Combined Cycle Output (±20% of fuel)
Potensi Kogenerasi Sekitar : 20% (total kalor bahan bakar), atau 66% (output primer)
ACUAN POTENSI KOGENERASI DI INDUSTRI ( Bahan Bakar Batubara )
Furnace / Kiln / Oven
Potensi Kogenerasi Dari Penggunaan Bahan Bakar Batubara Sekitar : 2% - 12 %
Thermal Used (60%-80% of fuel) Waste Heat (20%-40% of fuel) Cogen
Coal
Steam Boiler (Ƞ=65% - 90%)
Recovery Heat (6%-12% of fuel)
Process Steam (65%-90% of fuel) Waste Heat
Cogen
Recovery Heat (2%-5% of fuel)
ACUAN POTENSI KOGENERASI DI INDUSTRI ( Bahan Bakar Biomassa )
Potensi Kogenerasi Dari Penggunaan Bahan Bakar Biomassa Sekitar : 2% - 6 %
Biomassa
Biomassa Steam Boiler (Ƞ=65% - 90%)
Process Steam (65%-90% of fuel) Waste Heat
Cogen
Recovery Heat (2%-6% of fuel)
ACUAN POTENSI KOGENERASI DI INDUSTRI ( Bahan Bakar Minyak Diesel )
Diesel Engine Generator
Electric (40% of fuel) Waste Heat (30%-40% of fuel) Cogen
Diesel
Potensi Kogenerasi Dari Penggunaan BBM Diesel Sekitar : 1% - 12%
Cogen Output (9%-12% of fuel)
Fuel
Diesel Fired Steam Boiler
(Ƞ, up to 95%)
Process Steam (95% of fuel) Waste Heat
Cogen
Recovery Heat (±1% of fuel)
ACUAN POTENSI KOGENERASI DI INDUSTRI ( Bahan Bakar Gas)
Gas Engine Generator
Electric (40% of fuel) Waste Heat (30%-40% of fuel) Cogen
Gas Turbine Generator
Cogen Output (9%-12% of fuel)
Electric (30% of fuel) Waste Heat (50%-60% of fuel) Cogen
Cogen Output (20% of fuel)
Gas Fuel
Gas Fired Steam Boiler
(Ƞ, up to 92%)
Process Steam (92% of fuel) Waste Heat
Cogen
Potensi Kogenerasi Dari Penggunaan BBG Sekitar : 1% - 20%
Furnace / Oven (Ƞ, up to 95%)
Recovery Heat (2%-5% of fuel)
Thermal Used (95% of fuel) Waste Heat
Cogen
Recovery Heat (±1% of fuel)
POTENSI KOGENERASI SIKLUS KOMBINASI DI PEMBANGKIT LISTRIK PLN
Kapasitas Terpasang (MW)
PLTD: PLN Non-PLN Total PLTD
Realisasi Tahun 2009*)
Energi Terbangkitkan (GWh)
Rencana 2014**)
Realisasi Tahun 2009
Proyeksi 2014
Proyeksi 2014
5.020 451 5.471
5.031
16.125,11
16.160,44
4.040,11
80 89
108
47,67
64,51
16,13
4.589
10.018,00
13.556,48
9.037,65
26.191
29.781,43
13.093,89
PLTMG: PLN Non-PLN Total PLTMG
Potensi Siklus Kombinasi (GWh/tahun)
169
PLTG: PLN Non-PLN Total PLTG
3.391 845 4.236
TOTAL
9.876
Data diolah dari: *) Statistik Ketenagalistrikan Tahun 2011 , Direktorat Jenderal Ketenagalistrikan, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, Tahun 2012 **) Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik - PLN: 2012 – 2021
KEBUTUHAN ENERGI 9 SUBSEKTOR INDUSTRI DAN POTENSI KOGENERASINYA
Proyeksi Komposisi Kebutuhan Energi Pada 9 Subsektor Industri Tahun 2014 (GWh) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Jenis Industri Industri Makanan, Minuman dan Tembakau Industri Tekstil, Barang dari Kulit dan Alas Kaki Industri Barang Kayu & Hasil Hutan Lainnya Industri Kertas dan Barang Cetakan Industri Pupuk, Kimia & Barang dari Karet Industri Semen & Barang Galian bukan Logam Industri Logam Dasar Besi & Baja Industri Alat Angkutan, Mesin & Peralatannya
Bensin
Total Potensi Kogenerasi Pada 9 Subsektor Industri
Batubara
Gas
Listrik
Total
1.489,73
21.369,07
3.823,75
2.071,94
5.702,49
34.456,98
537,47
5.605,78
8.176,93
820,18
7.396,88
22.537,23
63,76
1.073,01
114,44
18,86
685,38
1.955,46
181,79
1.353,71
1.293,19
915,41
2.552,86
6.296,96
1.809,05
12.989,39
6.184,25
2.980,58
7.547,97
31.511,24
111,37
2.810,76
16.812,28
2.799,68
3.746,79
26.280,88
341,44
3.478,31
1.056,54
801,69
3.351,43
9.029,41
456,31
3.728,46
0,09
1.352,46
3.309,34
8.846,66
564,57
4.132,98
66,65
1.035,61
3.102,11
8.901,92
5.555,49
56.541,48
37.528,11
12.796,40
37.395,24
149.816,73
Industri Barang lainnya TOTAL
Solar
Bensin %
Solar
GWh
%
Batubara
GWh
%
GWh
Gas %
Listrik GWh
%
Total
GWh
- Minimum .
-
-
1%
565,4
2%
750,6
1%
128,0
-
-
1.443,94
- Maksimum .
-
-
12%
6.785,0
12%
4.503,4
20%
2.559,3
-
-
13.847,63
Data diolah dari: Perencanaan Kebutuhan Energi Sektor Industri Dalam Rangka Akselerasi Industrialisasi (Biro Perencanaan Kementerian Perindustrian Republik Indonesia, tahun 2012)
HASIL APLIKASI KOGENERASI DENGAN MIKROTURBIN Di HOTEL BOROBUDUR • Kapasitas daya mikroturbin terpasang 65kW (kondisi ISO). Listrik output microturbine terhubung paralel dengan suplai PLN, bisa mengurangi kebutuhan daya listrik dari PLN hingga 51kW (hasil audit). • Daur ulang panas buang menggunakan stainless steel Heat Recovery Unit (HRU) untuk menghasilkan air panas. • Termal energi yang bisa didaur ulang sekitar 89kW untuk menghasilkan air panas 40-55⁰C, debit 10-70 liter/menit. • Hasil audit memperlihatkan kogenerasi bisa meningkatkan total effisiensi hingga 62%, dari effisiensi listrik sekitar 25%.
DISTRIBUSI ENERGI APLIKASI KOGENERASI DENGAN MIKROTURBIN Di HOTEL BOROBUDUR
SISTEM INTEGRASI KOGENERASI AIR PANAS DARI MIKROTURBIN Di HOTEL BOROBUDUR
KOGENERASI MIKROTURBIN DARI POTENSI UAP LEBIH
Diaplikasikan di sektor-sektor industri yang mempunyai kelebihan suplai uap Sangat ekonomis untuk boiler yang menggunakan bahan bakar (energi primer) yang murah, seperti batubara, biomasa, gas Untuk kehandalan, sistem output terhubung paralel dengan jaringan PLN atau pembangkit lain (hibrid) Berfungsi seperti backpressure turbine, yaitu exhaust turbin masih memiliki tekanan yang tinggi untuk kebutuhan proses Sebagai pengganti Pressure Reducing Valve Efisiensi sistem tinggi (> 80%) karena exhaust gas turbin dimanfaatkan untuk proses lebih lanjut (tidak terbuang sebelum kembali ke sistem kondeser)
KOGENERASI UNTUK KETAHANAN DAN KEMANDIRIAN
Bagi Pelaksana •Meningkatkan efisiensi proses produksi maupun penyediaan energi (listrik dan termal), untuk memenuhi kebutuhan industri. •Memperoleh energi tambahan tanpa menambah bahan bakar. •Memperoleh alternatif pemenuhan kebutuhan energi yang lebih hemat dan menguntungkan. •Menjadi bagian dari program ‘Hemat Energi’ dan ‘Indonesia Hijau’ yang dapat meningkatkan image perusahaan di masyarakat.
Bagi Indonesia •Meningkatkan ketahanan energi nasional. •Mendukung Program Nasional Pengurangan Emisi CO2 dari sektor energi. •Mengurangi konsumsi bahan bakar non-terbarukan untuk menghasilkan energi baru.
21
HARAPAN DARI APLIKASI TEKNOLOGI KOGENERASI
Potensi penerapan teknologi kogenerasi yang terindikasi di 9 subsektor industri dan pembangkit listrik yang dioperasikan PLN adalah 14,5 – 26,9 ribu GWh/tahun. Potensi ini senilai 15,7 – 29,5 Trilyun Rupiah, dan juga memberikan manfaat reduksi emisi CO setara : 11 – 21 juta ton. RAN-GRK (PerPres no.61 Tahun 2011) menargetkan bidang energi untuk menurunkan emisi CO hingga 39 juta ton. Jadi, penerapan teknologi kogenerasi bisa memberikan kontribusi sekitar 28% - 51% dari target RAN GRK. Penghematan energi maupun reduksi emisi CO2 lebih banyak lagi bila diwujudkan aplikasi teknologi kogenerasi untuk sektor-sektor konsumsi energi lainnya, misal bangunan komersial (gedung-gedung perkantoran dan pusat-pusat belanja), fasilitas/sarana transportasi dan perhubungan (bandara dan pelabuhan), dll. 22
5 RASIONALITAS UNTUK KOGENERASI
Efisiensi Energi: Kogenerasi untuk daur ulang panas buang akan menambah energi terpakai, tanpa perlu tambahan energi input. Potensi Melimpah Yang Belum Tergarap: Terindikasi setidaknya sekitar 26 ribu GWh/tahun potensi kogenerasi daur ulang panas buang di sektor industri maupun pembangkit listrik . Penghematan Biaya: Biaya belanja energi lebih hemat karena teknologi kogenerasi tidak memerlukan tambahan energi primer. Mengatasi Keterbatasan Sumber Energi: Eksplorasi energi fosil semakin mahal karena lokasi baru yang sulit terjangkau, dan volume yang semakin terbatas. Kogenerasi memanfaatkan energi yang sudah tersedia dan terbuang percuma, tanpa ekplorasi baru. Pengurangan Emisi Gas Rumah Kaca: Kogenerasi mengurangi tambahan pembakaran energi primer (bahan bakar) yang mengakibatkan emisi Gas Rumah Kaca.
TERIMA KASIH
MICROTURBINE COGENERATION TECHNOLOGY APPLICATION PROJECT Kawasan Puspiptek Serpong Gd 620 Tangerang Selatan p : +62 21 756 0940 f : +62 21 756 5670 e :
[email protected] www.mctap-bppt.com
