STUDI PEMANFAATAN BIOMASSA AMPAS TEBU (DAN PERBANDINGAN DENGAN BATU BARA) SEBAGAI BAHAN BAKAR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP 1X3 MW DI ASEMBAGUS, KABUPATEN SITUBONDO (STUDI KASUS PABRIK GULA ASEMBAGUS)
Oleh : Pressa Perdana S.S. 2206100068
Dosen Pembimbing Ir. Syarifuddin Mahmudsyah, M.Eng Ir. Teguh Yuwonoi -
LATAR BELAKANG Cadangan bahan bakar fosil yang semakin habis membuat pemerintah mengambil kebijakan program diversifikasi pembangkit dengan bahan bakar terbarukan. Melimpahnya energi biomassa ampas tebu di Indonesia dengan produksi tebu mencapai 34,5 juta ton / tahun bisa menghasilkan ampas tebu sebanyak 10,4 juta. Ampas tebu sisa yang tidak dipakai pabrik gula mencapai 279.332 ton / tahun sehingga bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik
PERMASALAHAN Seberapa besar potensi tebu di Kabupaten Situbondo yang dapat dioptimalkan sebagai sumber energi utama pada pembangkit listrik tenaga uap dan perbandingannya dengan batu bara Proses penyediaan ampas tebu untuk operasi PLTU dan sifat kontinyuitas dari PLTU berbahan bakar ampas tebu serta Peralatan yang digunakan dalam proses konversi ampas tebu sampai menjadi energi listrik Energi listrik yang dapat disalurkan ke PLN dari limbah ampas tebu tersebut untuk menambah pasokan listrik di Kecamatan Asembagus Biaya produksi dan investasi untuk pembangunan PLTU ampas tebu dan nilai keekonomisan bila dibandingkan PLTU dengan bahan bakar batu bara Dampak lingkungan akibat proses pembangunan pembangkit listrik tenaga uap dengan bahan bakar ampas tebu
TUJUAN
Untuk mengidentifikasi jumlah produksi dan potensi perkebunan tebu di wilayah Situbondo Untuk mengetahui estimasi jumlah kebutuhan beban di Situbondo Untuk mengetahui prinsip kerja PLTU dan faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembangkitan energi listrik dengan bahan bakar ampas tebu Untuk mengetahui efisiensi PLTU dan cara peningkatannya Untuk mengetahui dampak pembangunan PLTU terhadap lingkungan Untuk mengetahui kelayakan investasi pembangunan proyek pembangkit dari perspektif ekonomi Untuk mengetahui nilai keekonomisan PLTU berbahan bakar ampas tebu bila dibandingkan dengan PLTU Batu bara
Jawa Timur dan Situbondo
Situbondo dan Asembagus
GAMBARAN UMUM SITUBONDO DAN ASEMBAGUS No.
Keterangan
Situbondo
Asembagus
1
Luas Daerah
1.638,50 Km2
118,74 km2
2
Jumlah Kecamatan/Desa
17 Kecamatan
10 Desa
3
Jumlah Penduduk
640.882
49.310
4
Jumlah rumah tangga
212.372
16.656
5
Pendapatan per kapita
Rp 11.456.956 Rp11.855.450 /per tahun /tahun
Sistem Ketenagalistrikan Kecamatan Asembagus
Grafik Beban Bulan April 5000
4500
4000
3500
3000 Tanggal
2500
Beban Pukul 10.00 Beban Pukul 19.00
2000
1500
1000
500
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Proyeksi Konsumsi Energi Listrik per kelompok Pelanggan (MWH) Tahun 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032
Konsumsi Energi
Rumah Tangga
Usaha/ Bisnis
34847 36379 37910 39441 40973 42504 44035 45567 47098 48629 50160 51692 53223 54755 56286 57817 59349 60880 62412 63943 65475 67006 68538
19386 20473 21559 22645 23732 24818 25905 26991 28077 29164 30250 31337 32423 33510 34596 35682 36769 37855 38942 40028 41114 42201 43287
2162 2296 2430 2564 2698 2832 2965 3099 3233 3367 3501 3635 3769 3903 4037 4170 4304 4438 4572 4706 4840 4974 5108
Industri 9049 9185 9321 9457 9592 9728 9864 10000 10135 10271 10407 10543 10679 10815 10950 11086 11222 11358 11494 11629 11765 11901 12037
Umum 2198 2320 2443 2565 2688 2810 2933 3055 3177 3300 3422 3546 3668 3790 3913 4035 4158 4280 4403 4525 4648 4770 4893
Sosial 2050 2102 2155 2208 2261 2314 2367 2420 2472 2525 2578 2632 2684 2737 2790 2843 2896 2949 3002 3055 3108 3161 3213
Potensi Tanaman Tebu di Indonesia
Sumatera Jawa Kalimantan Sulawesi
: 99.383,42 ha : 265.671,82 ha : 13.970 ha : 16.373,4 ha
BRASIL : 5,44 juta ha Prosuksi Gula : 36 juta ton
Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa Ampas Tebu
1. Proses penggilingan tebu yang menghasilkan limbah ampas tebu. 2. Proses konversi energi dari ampas tebu menjadi energi listrik.
Proses penggilingan tebu yang menghasilkan limbah ampas tebu LAHAN
BOILER
LORI
ELEVATOR
CANE CARRIER
BAGGASE
UNIGREATER
ROLLING
Proses konversi energi dari ampas tebu menjadi energi listrik
BOILER Boiler 1 Boiler merk Boiler type Made in Design Pressure Boiler working pressure Steam Temperature Feed Water Temperature Actual Steam Evaporation Fuel to be Used Efficiency
: Stork : Fraser B/II Water Tube Boiler : Belanda, 1977 : 18 kg/cm2 : 18 kg/cm2 : 300C Superheated : Minimum 1050C : 20.000 kg/hr : Solid Fuel : 67%
Boiler 2 Boiler merk Boiler Type Made in Design Pressure Boiler working pressure Steam Temperature Feed Water Temperature Actual Steam Evaporation Fuel to be Used Efficiency
: Takuma : Fraser B/II Water Tube Boiler : Jepang, 1980 : 18 kg/cm2 : 18 kg/cm2 : 300C Superheated : Minimum 1050C : 30.000 kg/hr : Solid Fuel : 67%
Turbin dan Generator Kopel Tunggal Turbin Uap dan Generator SNM Made : Jepang , 1980 Turbine Speed : 5914 RPM Water Rate : 11.5 kg/kw/hr Inlet Steam Pressure :18 kg/cm2 Inlet Steam Temperature : 325 C Out put Turbin : 2682 HP Exhaust Steam : 0.8 kg/cm2 Steam Consumption : 23000 kg/hr Output Generator : 2500 KVA Power Factor : 0,8 lag Voltage : 11 kV Insulation class :F Enclosure : IP 23 Turbin Uap dan Generator Ebara Made : Belanda , 1977 Company : Elliot Storm Turbine Speed : 4500 RPM Water Rate : 13.8 kg/kw/hr Inlet Steam Pressure :18 kg/cm2 Inlet Steam Temperature : 325 C Out put : 2035 HP Exhaust Steam : 0.75 kg/cm2 ; 175 C Steam Consumption : 17800 kg/hr Output Generator : 1612 KVA Power Factor : 0,8 lag Voltage : 11 kV Insulation class :F Enclosure : IP 23
Analisis Energi Terbangkit di PG Asembagus
KAPASITAS PG ASEMBAGUS No. 1 2 3 4 5
2006 Tebu 4,090,533.3 digiling (kw) Ampas Sisa 65,750 (Bal) Suplesi Residu 306,790 (Liter) Hari Giling 194 (Hari) Rata-rata ampas sisa per hari (kg)
4744.85
2007
2008
4,140,194.3
2009
4,314,467.7 3,632,636
103,330
85,457
17,520
88,770
33,200
174,880
188
180
153
7694.79
6646.66
1603.14
Besar Daya Menurut Sumber Pembangkitan Daya Daya Sumber terpasang Mampu (MW) (MW)
Daya yang disalurkan (MW)
1
SNM
2
2
1,7-1,8
2
Ebara
1,29
0,4
0,4
3
PLN
0,276
0,276
0,13-0,15
Total
3,476
2,676
2,23-2,25
EFISIENSI DAN FLOW CHART PEMBANGKITAN
ENERGI DARI AMPAS TEBU SISA =
BEBAN HARIAN PG ASEMBAGUS 2300 2250 2200 2150 2100 2050
DAYA (KW)
2000 1950 1900 1850 1800 1750 1700 1650 1600 1550 1500 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
DAYA YANG DISALURKAN Jam Daya Puncak Daya Saat Daya Tersalur (KW) ini (KW) (KW) 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 0-1
2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230 2230
2081 2112 2133 2154 2175 2168 2205 2221 2209 2221 2230 2228 2209 2213 2213 2206 2185 2164 2139 2136 2131 2128 2125 2122
149 118 97 76 55 62 25 9 21 9 0 2 21 17 17 24 45 66 91 94 99 102 105 108
Daya Tambahan Daya Total (KW) (KW) 37.7 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8
186.8 155.8 134.8 113.8 92.8 99.8 62.8 46.8 58.8 46.8 37.8 39.8 58.8 54.8 54.8 61.8 82.8 103.8 128.8 131.8 136.8 139.8 142.8 145.8
Biaya Investasi PLTU Ampas Tebu 2,2378 MW Suku Bunga Perhitungan 12% 9% Biaya Pembangunan (US$ / kW) 1583,25 1583,25 Umur Operasi (Tahun) 25 25 Kapasitas (MW) 2,2378 2,2378 Biaya Bahan Bakar (cent / kWh) 0,03541 0,03541 B. O & M (cent / kWh) 2,49 2,49 Biaya Modal (cent/ kWh) 1,856 0,9329 Biaya Pembangkitan (cent / 3,71 3,45831 kWh) Investasi (million US$) 3,543 3,543
6% 1583,25 25 2,2378 0,03541 2,49 0,7277 3,25311 3,543
Net Present Value Milyar Cash Flow Investasi (COF0) = 35,43 adalah nilai sekarang dari keseluruhan Discounted Tahun Suku Bunga 12% Suku Bunga 9% Suku Bunga 6% ke-atau gambaran ongkos total atau pendapatan total proyek CIF NPV CIF NPV CIF NPV dilihat dengan nilai sekarang (nilai pada awal proyek). 1 3,056 -32.701 3,239 -32,458 3,387 -32,235 2 3,056 -30.265 3,239 -29,732 3,387 -29,220 3 3,056 -28.090 3,239 -27,231 3,387 -26,377 4 3,056 -26.148 3,239 -24,937 3,387 -23,694 5 3,056 -24.414 3,239 -22,831 3,387 -21,163 6 3,056 -22.866 3,239 -20,900 3,387 -18,775 7 3,056 -21.483 3,239 -19,128 3,387 -16,522 8 3,056 -20.249 3,239 -17,503 3,387 -14,397 9 3,056 -19.147 3,239 -16,011 3,387 -12,393 10 3,056 -18.163 3,239 -14,643 3,387 -10,501 11 3,056 -17.284 3,239 -13,388 3,387 -8,717 12 3,056 -16.500 3,239 -12,236 3,387 -7,034 13 3,056 -15.800 3,239 -11,180 3,387 -5,446 14 3,056 -15.174 3,239 -10,211 3,387 -3,948 15 3,056 -14.616 3,239 -9,321 3,387 -2,535 16 3,056 -14.117 3,239 -8,506 3,387 -1,201 17 3,056 -13.672 3,239 -7,757 3,387 0,056
DAYA BELI MASYARAKAT Pendapatan per kapita penduduk = Rp 954.746,00 Pendapatan rumah tangga = Rp 954.746 x 3 = Rp 2.864.239,00 Pengeluaran Listrik = 8% x Rp 2.864.239,00 = Rp. 229.139,00. Daya per rumah tangga : 450 VA x 0.85 = 0.382 KW Konsumsi listrik/bulan : Kwh 1 bulan = 0.382 KW x 30 x 24 x Load faktor = 0.382 KW x 30 x 24 x 0,6402 = 176,08 KW Dengan biaya beban sebesar Rp. 12.000 (sesuai Keppres no. 103 tahun 2003 mengenai Tarif Dasar Listrik). Biaya pemakaian = 176,08 kWh/bulan · Rp 530 /kWh = Rp 113.307,5 Biaya total = biaya beban + biaya pemakaian = Rp 125.307,5 Daya beli = (229.139 / 125.307,5) ·Rp 530/kWh= Rp 977 /kWh Daya beli Masyarakat > Harga Jual Listrik (Rp 977 > Rp 795)
PERBANDINGAN Uraian Jenis Bahan Bakar Kapasitas Life Time
Satuan MW Tahun
PLTU Biomassa Ampas Tebu
PLTU Batubara
PLTU MFO
2,2378
2,2378
2,2378
25
25
25
Biaya Modal
cent/kWh 0,7277
1,75074
1,75074
Biaya Bahan Bakar
cent/kWh 0,0354
2,179
7,655
Biaya O & M
cent/kWh 2,49
0,45
0,45
Biaya Pembangkitan
cent/kWh 3,253
4,3797
9,855
DAMPAK TERHADAP LINGKUNGAN 1.
2.
3.
Limbah Gas Hanya dihasilkan Gas CO2 Solusi : Bisa dipakai untuk proses pembuatan gula menggantikan Gas SO2 Limbah Padat Fly Ash & Bottom Ash Fly Ash = Electrostatic Precipitator (EP) Bottom Ash = Jatuh ke bawah Jumlah Abu = 2,5% (Batu Bara = 6-10 %) Kandungan Abu = 71% silica sehingga dapat digunakan dalam pembuatan kaca, beton, bata, keramaik Limbah Cair Tidak dihasilkan limbah cair karena exhaust steam setelah melewati turbin dipakai untuk proses sehingga keluarannya sudah menjadi air
Analisa Keputusan Pemanfaatan Energi di Asembagus Lingkungan Jenis Teknis Energi Ekonomis Penanganan Total Prioritas Dampak Pembangkit limbah Makhluk hidup PLT 4 4 4 3 5 20 I Biomassa PLTU4 3 3 2 3 15 III Batubara PLTU-MFO
4
3
2
3
3
15
II
KESIMPULAN 1.
Potensi Luas lahan tanaman tebu pada tahun 2009 di Kabupaten Situbondo adalah 7.039 ha dengan produksi tebu sebanyak 48.569 ton. Pabrik Gula yang terbesar di Kabupaten Situbondo adalah PG Asembagus. Dengan kapasitas giling yang mencapai 3000 TCD, membuat limbah ampas tebu yang dihasilkan pun juga semakin besar. Limbah ampas tebu ini dimanfaatkan oleh PG untuk pembakaran boiler karena ampas tebu ini mengandung cukup banyak energi, yaitu 1825 kkal.
2.
Adanya lima PG yang ada di Kabupaten Situbondo, dengan PG Asembagus yang terbesar, membuat kawasan Kabupaten Situbondo menjadi kawasan pengolahan tebu yang cukup besar. Hal ini membuat jumlah limbah ampas tebu yang dihasilkan dari kelima PG cukup melimpah. Dari PG Asembagus sendiri, dihasilkan ampas tebu sebanyak 790,2 ton per hari. Dengan melimpahnya ampas tebu yang dihasilkan dari kelima PG, maka akan dihasilkan ketersediaan energi yang cukup banyak di Kabupaten Situbondo. Dari PG Asembagus sendiri, dapat dihasilkan kelebihan energi listrik sebesar 37,7KWH-186,7\KWH.
3.
Peralatan yang digunakan di PLTU Ampas tebu, tidak jauh Berbeda dengan PLTU Batu-Bara. Yang membedakan hanya pada sistem boiler yang digunakan karena pengaruh bahan bakarnya yang berbeda. Boiler yang digunakan ini menggunakan sistem grate. Grate ini digunakan untuk mengendalikan jumlah ampas tebu yang dimasukkan ke ruang pembakaran sehingga ampas tebu benar-benar terbakar sempurna sebelum dimasuk kan ampas tebu yang baru.
4.
PLTU Ampas tebu ini lebih ekonomis bila dibandingkan dengan PLTU Batu Bara dalam hal biaya modal dan biaya bahan bakar. Namun, lebih mahal bila dibandingkan dengan biaya operasional dan maintenance PLTU Batu Bara. Sehingga didapatkan, biaya pembangkitan total PLTU Ampas tebu ini adalah US$ 0,03253/ KWH lebih ekonomis bila dibandingkan dengan PLTU Batu bara, yaitu US$ 0,0425/ KWH. Selain itu, dengan harga jual Rp 795,00/ KWH, dengan suku bunga 6%, biaya modal untuk pembangunan PLTU Ampas tebu ini dapat kembali setelah 17 tahun
5.
PLTU ini menghasilkan limbah gas dan limbah padat yang bisa menimbulkan dampak negative pada lingkungan. Limbah cair tidak dihasilkan dari PLTU ini karena uap panas yang dihasilkan setelah melewati turbin digunakan lagi untuk proses pengolahan gula sehingga tidak diperlukan air pendingin. Limbah gas yang dihasilkan hanya gas CO2.Namun, limbah gas CO2 yang dihasilkan bisa digunakan untuk proses pengolahan gula menggantikan gas SO2 sehingga Kadar pencemaran udaranya rendah. Limbah padat yang dihasilkan berupa abu pembakaran. Jumlah abu yang dihasilkan sebanyak 2,5%,jauh lebih sedikit bila dibandingkan dengan batu bara yang menghasilkan abu 10%. Abu yang dihasilkan sebagian ditimbun dan ada yang diolah untuk campuran pada semen, keramik atau beton.
Saran 1.
Pemanfaatan Biomassa sebagai salah satu energi alternatif di Indonesia perlu mendapat perhatian serius dari pemerintah karena potensi dari energi terbarukan ini sangat besar.salah satunya adalah potensi biomassa ampas tebu di Kabupaten Situbondo ini
2.
Perlu dilakukan studi lebih lanjut untuk menganalisis energi yang bisa dimanfaatkan pada empat pabrik gula lain yang ada di Kecamatan Asembagus. Sehingga energi yang dihasilkan dari biomassa ampas tebu di Kabupaten Situbondo bisa dimaksimalkan.
3.
Perlu dilakukan pergantian boiler dan turbin generator pada PLTU Ampas tebu ini sehingga bisa meminimalisir losses energi dan menghasilkan efisiensi yang maksimal.
4.
Perlu dilakukan studi lebih lanjut bila bahan bakar yang digunakan diganti dengan bit gula. Dengan studi ini, diharapkan energi yang dihasilkan bisa lebih maksimal.
Prof.Ontoseno Penangsang • Efisiensi Rendah dari PLTU itu kenapa ? • Yang sdr bahas disini apakah ada plusnya dan selanjutnya bagaimana ? • Apa temuan sdr ? • Selama ini kelebihan daya dimanfaatkan untuk apa ? • Perbandingan dengan batubara apa maksudnya ?
Dr.Dedet Candra Riawan Biaya didasarkan Pembangunan PLTU baru ? Apa yang memotivasi Pembangunan PLTU baru ? Kalau kapasitas bahan baku (ampas tebu) tidak cukup untuk satu tahun ya dayanya dibuat kecil supaya cukup untuk satu tahun ! Supaya bisa bekerja setahun penuh pembangkit apa yang harus dilakukan ? Prof.Adi Supriyanto • Jelaskan mengenai Perbandingan PLTU AMpas Tebu, batubara dan MFO ! • Kapasitasnya berdasarkan apa ? AMpas Tebu yang lainnya mengikuti ? Batubara pakai jenis mana ? Biaya pembangunannya tidak mungkin sama ? Di lapangan tidak mungkin sama ! Tabel perbandingannya diperbaiki ! • Jelaskan dan perbaiki Tabel perbandingan sdr !
