BOGOR
2009
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Model Pengelolaan Energi Berwawasan Lingkungan di Pulau-pulau Kecil: Kasus Pengembangan Tanaman Jarak Pagar Mendukung Sistem Listrik Berbasis Energi Terbarukan di Nusa Penida, Bali adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Maret 2009
I Ketut Ardana
I KETUT ARDANA. Model for environmentally sound management of energy in the small islands, the case: development of physic nut plantation to support renewable energy base electrical system in Nusa Penida, Bali. Under direction of BAMBANG PRAMUDYA N., MAHARANI HASANAH, and ARMANSYAH H. TAMBUNAN.
The increase of petroleum international market price cause the Indonesian Government impose a petroleum price policy that is rising the national fuel price. The policy, however, highly impact the community in the small islands, especially on the energy sector as the fuel price in the area is much higher than the national fixed market price. In contrast, sustainability of electric supply is needed for tourism development and for social economic activities in such area. To fulfill the electricity requirement in remote areas and small islands, Indonesian government runs the self-sufficient energy village program. In Nusa Penida, an area that consists of three islands in Bali Province, the program is run by developing Energy Tourism Area. The main goal of this study was to build a model of environmentally sound management of energy in the small islands, the case of Nusa Penida in Bali. The objectives of the study were to identify the potency of several local renewable energy resources, to analyze the financial feasibility of the use of the renewable energy, and to analyze the environmental impact of the renewable energy use in the small islands. Data analysis methods for energy in the small islands management were : the potency of renewable energy resources by descriptive method; financial feasibility by instruments of investment criteria (net present value, benefit cost ratio, and internal rate of return); and environmental impact by the change of environmental burden in decrease of diesel oil consumption and the emission of CO, NOx, SOx, and total particle. “RE-Nusa” model, the temporal dimension model of renewable energy management which was constructed by system dynamics approach, can predict the behaviour of the renewable energy management system in Nusa Penida. The system has a significant contribution on the electric production system during the period of May to August in every year. This results in a decrease of diesel power generation burden and diesel oil consumption in the island. It is therefore, the renewable energy management model, when is applied to the electrical system unit in Nusa Penida Island, will potentially reduce the emission of CO as 28.47%, NOx as 37.46%, SOx as 33.40%, and total particle as 30.582% for the next ten years.
I KETUT ARDANA. Model Pengelolaan Energi Berwawasan Lingkungan di Pulau-pulau Kecil : Kasus Pengembangan Tanaman Jarak Pagar Mendukung Sistem Listrik Berbasis Energi Terbarukan di Nusa Penida, Bali. Dibimbing oleh BAMBANG PRAMUDYA N., MAHARANI HASANAH, dan ARMANSYAH H. TAMBUNAN.
Dalam upaya memenuhi kebutuhan listrik di daerah terpencil dan pulau-pulau kecil, pemerintah meluncurkan program pengembangan desa mandiri energi. Sumberdaya alam (SDA) di pulau kecil yang dapat dijadikan sebagai alternatif sumber energi khususnya untuk pembangkit tenaga listrik antara lain: (1) kecepatan angin yang relatif tinggi, (2) intensitas cahaya matahari, dan (3) sumberdaya lahan untuk pengembangan tanaman penghasil bahan bakar nabati (BBN). Pemberdayaan sumberdaya lokal sebagai sumber energi untuk pembangkit listrik di pulau kecil tentu memerlukan manajemen yang secara komprehensif mengelola berbagai potensi alam dan lingkungan, sehingga dapat memberikan manfaat optimal bagi pemenuhan kebutuhan listrik masyarakat. Namun demikian, pemanfaatan sumberdaya alam dan lingkungan tersebut tidak sampai mengganggu fungsi ekologis, melainkan sedapat mungkin diupayakan mampu berfungsi sebagai tindakan konservasi sumberdaya alam dan lingkungan itu sendiri. Berorientasi kepada tujuan pemenuhan kebutuhan listrik di pulau-pulau kecil melalui pemberdayaan sumberdaya lokal, telah dilakukan analisis berbagai aspek terkait, dan dengan pendekatan dinamika sistem dibangun model pengelolaan energi berwawasan lingkungan dengan mengambil kasus di Nusa Penida, Bali.
Neraca energi listrik dianalisis dengan trend pertumbuhan beban puncak unit jaringan listrik Nusa Penida (yang merupakan resultante dari pemakaian daya oleh rumah tangga dan aktivitas komersial), dan perkembangan daya mampu pembangkit listrik yang menggunakan tenaga diesel dan energi terbarukan. Potensi sumber energi terbarukan diestimasi melalui observasi dan analisis data kecepatan angin, radiasi matahari, dan kesesuaian lahan dan iklim untuk pengembangan tanaman penghasil BBN. Aspek ekonomi pemanfaatan energi terbarukan didekati dengan analisis kelayakan finansial yang menggunakan kriteria net present value
(NPV), benefit cost ratio (B/C), internal rate of return (IRR), dan analisis titik impas (break even point-BEP). Kajian aspek lingkungan difokuskan kepada penurunan beban lingkungan dari emisi gas buang pembangkit listrik dengan menggunakan teknik analisis spektrofotometri, titrimetri, grafimetri, dan kit tube detector. Keterkaitan antar elemen tujuan dan kendala pengelolaan energi di pulau kecil dianalisis dengan metode interpretative structural modelling (ISM).
Model pengelolaan energi berwawasan lingkungan di pulau-pulau kecil dibangun berdimensi temporal, diberi nama “Renewable Energy Nusa Penida”, disingkat menjadi RE-Nusa. Struktur model RE-Nusa terdiri atas submodel potensi sumber energi terbarukan, submodel neraca energi, dan submodel dampak lingkungan. Submodel potensi sumber energi terbarukan mencakup potensi tenaga angin, tenaga matahari, dan bahan bakar nabati. Submodel neraca energi mencakup tingkat pertumbuhan beban puncak unit jaringan listrik, tingkat pertumbuhan daya mampu unit jaringan listrik yang bersumber dari pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD), pembangkit listrik tenaga angin (PLTB), dan pembangkit listrik tenaga
emisi karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2), sulfur dioksida (SO2), dan total partikel.
Model RE-Nusa mampu merepresentasikan dinamika sistem pengelolaan energy di Nusa penida dengan rata-rata penyimpangan (RMSE) <10%. Dengan demikian model RE-Nusa dapat diimplementasikan untuk melakukan proyeksi terhadap dinamika sistem pada masa mendatang.
Hasil proyeksi neraca energi unit jaringan listrik Nusa Penida untuk sepuluh tahun kedepan menunjukkan bahwa jika tidak dilakukan penambahan daya pada pembangkit listrik, maka pada tahun 2013 neraca listrik Nusa Penida akan mengalami defisit pada saat beban puncak tertinggi (bulan Desember). Untuk mengatasi defisit, penambahan daya sebesar 1000 kW perlu dilakukan setiap jangka waktu empat tahun. Kontribusi energi terbarukan yang dihasilkan dari PLTB dan PLTS terhadap daya mampu unit jaringan listrik Nusa Penida berfluktuasi, mencapai tingkat signifikan pada bulan-bulan Mei-Agustus setiap tahunnya. Perkembangan produksi BBN disamping dipengaruhi oleh musim panen pada bulan Maret-Juli setiap tahunnya, juga ditentukan oleh harga biji jarak di tingkat petani. Jika harga biji jarak lebih besar dari pada harga minimum (Rp 2.070/kg), maka luas areal pertanaman jarak akan berkembang mencapai target pengembangan seluas 1.000 ha. Sebaliknya jika harga biji jarak <Rp 2.070/kg, maka perkembangan areal pertanaman akan terhenti sampai 51,5 ha yang sudah dicapai pada tahun 2008. Kebutuhan BBN untuk mensubstitusi bahan bakar PLTD untuk sepuluh tahun kedepan tidak mampu dipenuhi dengan program pengembangan tanaman jarak pagar seluas 1.000 ha.
Proyeksi pengurangan penggunaan solar sebagai akibat kontribusi produksi listrik PLTB dan PLTS, serta substitusi BBN terhadap bahan bakar PLTD sampai dengan 10 tahun kedepan, mencapai 11.933-126.514 l/bl. Pengurangan tertinggi (126.514 l/bl) terjadi pada bulan Agustus dan terendah (11.933 l/bl) terjadi pada bulan Pebruari. Dampak kumulatif pengurangan penggunaan solar sebagai akibat kontribusi produksi listrik PLTB dan PLTS, serta substitusi minyak jarak, dapat mencegah peningkatan konsentrasi CO, NOx, SOx, dan partikel debu di udara melalui penurunan kadar zat-zat tersebut pada emisi yang ditimbulkan oleh PLTD. Implementasi model RE-Nusa untuk pengelolaan energi listrik di Nusa Penida sampai dengan tahun 2018 berpotensi menurunkan emisi CO 2,65-28,47%, NOx 2,65-37,46%, SOx 2,65-33,40%, dan partikel debu 2,65-30,58%.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB