273
POTENSI ANCAMAN EMISI UDARA SISTEM KELISTRIKAN SUMATERA
Edwaren Liun
Pusat Pengembangan Energi Nuklir – BATAN
ABSTRAK
POTENSI ANCAMAN EMISI UDARA SISTEM KELISTRIKAN SUMATERA.
Pengembangan jangka panjang sistem kelistrikan Sumatera membutuhkan berbagai jenis sumberdaya energi, seperti hydro, panas bumi, minyak, gas, batubara dan nuklir. Dari berbagai jenis bahan bakar tersebut pembangkit yang berbasis pembakaran hydrocarbon melepaskan emisi gas yang menyebabkan pencemaran udara lingkungan dengan intensitas semakin tinggi dari tahun ke tahun. Analisis dilakukan melalui proses komputasi sistem kelistrikan dengan menggunakan model optimasi WASP-IV dan melakukan perhitungan emisi yang dilepaskan oleh sistem kelistrikan wilayah Sumatera berdasarkan jenis pembangkit dan bahan bakar yang digunakan. Hasil analisis menunjukkan bahwa ancaman emisi semakin menguat dan berpotensi merusak berbagai substansi dan komponen lingkungan hidup. Berdasarkan proyeksi beban dan pengembangan sistem kelistrikan masa depan, gas buang dari cerobong pembangkit listrik akan meningkat cukup tajam dari tahun ke tahun. Pada kasus tanpa opsi nuklir, emisi SO2 sebesar 139 ribu ton pada tahun 2010 akan meningkat menjadi 386 ribu ton pada tahun 2030. Sedangkan emisi CO2 meningkat dari 19 juta ton pada tahun 2010 menjadi 85 juta ton pada tahun 2030. Opsi nuklir mengurangi peningkatan laju emisi SO2 dan CO2 masing-masing menjadi 127 ribu ton dan 26 juta ton pada tahun 2030.
Kata kunci: pembangkit listrik, bahanbakar fosil, emisi udara, potensi kerusakan, opsi nuklir.
ABSTRACT
POTENTIAL THREAT OF AIR EMISSIONS FROM SUMATRA ELECTRICITY SYSTEM.
Development of long-term electricity system of Sumatra requires some types energy resources, such as hydro, geothermal, oil, gas, coal and nuclear. Several types of fuel combustion-based generators consuming hydrocarbon fuel releasing emissions of gases that cause air pollution of the environment with the higher intensity from year to year. The analysis was done through a process of computing the electrical system with optimization using WASP IV model and calculate the emissions released by the electrical systems of Sumatra region by type of generation and fuel used. The analysis showed that the threat of intensified emission and potentially damage the various substances and environmental components. Based on projected expenses and future development of electrical systems, exhaust gases from the chimney power plants will increase quite sharply from year to year. In the case without the nuclear option, SO2 emissions by 139 thousand tons in 2010 will increase to 386 thousand tons in 2030. Whereas CO2 emissions increased from 19 million tons in 2010 to 85 million tonnes in 2030. Nuclear option to reduce the rate of increase in emissions of SO2 and CO2 respectively to 127 thousand tons and 26 million tons in 2030.
Keywords: power generation, fossil fuels, air emissions, damage potential, nuclear option.
PENDAHULUAN
Upaya memprediksi dan
memproyeksikan emisi gas rumah kaca melibatkan pemodelan pertumbuhan dan aktivitas ekonomi nasional dan regional, dengan perhatian variabel-variabel khusus yang berpengaruh pada pembakaran bahan bakar fosil. Prediksi juga perlu menerapkan beberapa asumsi tentang aspek keekonomian serta arah kebijakan energi nasional yang berupaya menerapkan standar lingkungan hidup yang terpelihara. Jika mengurangi laju pertumbuhan emisi sebagai salah satu tujuan kebijakan, maka hasil proyeksi mengikuti hasil analisis atas masalah yang harus diselesaikan sehingga tujuan pengurangan emisi dapat dipenuhi. Misalnya, sumber
utama emisi CO2, pembakaran dari bahan bakar fosil, dipengaruhi oleh aktivitas dan pertumbuhan ekonomi secara keseluruhan serta keputusan kebijakan pengembangan energi pengganti berbasis non-karbon, tingkat adopsi teknologi energi yang efisien, dan penerapan fasilitas pembangkit listrik bertenaga nuklir.
Faktor-faktor kebijakan biasanya sulit untuk diprediksi tanpa adanya kebijakan antisipasi yang berorientasi pada pemeliharaan lingkungan yang konkret.
Namun banyak elemen yang sangat tergantung pada tindakan decision maker (misalnya, untuk pendanaan) atau kebijakan yang menekankan secara kuat, maupun dukungan berbagai pihak baik organisasi
274
pemerintah maupun non pemerintah.
Bilamana potensi ancaman emisi dibiarkan sebagaimana kecenderungannya, maka dalam beberapa dasawarsa ke depan keragaman dan kekayaan hayati lingkungan hidup akan mengalami kerusakan seperti yang telah terjadi di berbagai belahan dunia.
Lingkungan hidup akan menjadi rusak oleh konsentrasi gas buang dari pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar fosil.
Lingkungan dan iklim Indonesia khususnya Sumatera perlu dipelihara sebagai salah satu sisa-sisa suaka alam Indonesia dengan kekayaan flora dan fauna yang unik dibanding pulau-pulau lainnya. Berbagai kebijakan perlu disiapkan agar lingkungan tetap bertahan di antara deru pembangunan yang semakin intensif di masa yang akan datang. Adalah kewajiban semua pihak untuk mewaspadai dampak yang akan timbul terhadap lingkungan yang belum ternilai akibat tekanan emisi gas baik yang bersifat rumah kaca maupun yang merusak secara langsung seperti SO2 terutama di atas tahun 2020-an.
Beberapa studi menunjukkan bahwa variasi polutan yang lebih besar berpotensi merusak lingkungan akan terjadi sesuai proyeksi. Kajian ini membandingkan skenario “non nuklir” dan “opsi nuklir.”
Skenario ini didefinisikan dengan menggam- barkan kebijakan sistem energi yang memungkinkan dengan komitmen kebijakan dan meningkatnya dukungan politik dan masyarakat untuk menyelesaikan masalah yang terkait dengan tantangan energi nasional."
Makalah ini bertujuan untuk menganalisis dan memberikan gambaran trend ke depan dampak pengembangan sistem kelistrikan Sumatera sebagai salah satu wilayah Indonesia yang mengalami pertumbuhan penduduk, GDP dan permintaan energi yang tinggi. Selama dasawarsa pertama abad ke 21 Sumatera mengalami pertumbuhan penduduk sebesar 2.17% (Indonesia 1,3%)[1]. Sementara pangsa GDP diproyeksikan naik dari 22%
pada tahun 2007 menjadi 26% pada tahun 2025 terhadap GDP nasional[2]. Pertumbuhan permintaan energi naik lebih tinggi yaitu rata-rata 7,15%, karena angka elastisitasnya yang tinggi.
Permintaan energi listrik tumbuh sebesar rata-rata 8,13% hingga tahun 2025[2]. Kecenderungan berdasarkan ketersediaan
sumberdaya nilai keekonomian dan solusi optimum sistem kelistrikan Sumatera, sumber energi listrik masa depan akan didominasi oleh batubara pada kasus tanpa opsi nuklir. Pada kasus dengan opsi nuklir pangsa batubara akan diambil sebagian oleh energi nuklir sehingga akan terjadi pengurangan yang signifikan pertumbuhan emisi.
TEORI
Program Simulasi
Simulasi sistim pembangkit listrik Sumatera menggunakan paket program komputer WASP (Wien Automatic System Planning Package). Program WASP dikembangkan untuk perencanaan optimasi pengembangan sistem kelistrikan. Proses optimasi melakukan evaluasi berdasarkan biaya total minimum dengan menerapkan simulasi probabilistik untuk mengestimasi keandalan produksi sistem pembangkit, lalu menjalankan program dinamik untuk menen- tukan ekspansi yang optimal dari segi biaya[3].
Analisis dilakukan dengan menyusun pemodelan berdasarkan kondisi dan data aktual yang ada pada sistem kelistrikan Sumatera. Data disusun sebagai masukan yang representatif pada Wien Automatic System Planning Versi IV (WASP-IV), yang mana kriteria keekonomian, rencana dan kebijakan yang terkait dengan pengem- bangan sistem pembangkitan yang optimum disediakan. Model menggunakan estimasi probabilistik untuk menghitung biaya produksi, biaya energi tak terlayani (energy not served) dan keandalan sistem.
Selanjutnya program menggunakan teknik linear programming untuk menentukan kebijakan energy dispatching optimal oleh pembangkit untuk memenuhi kriteria ekonomi berdasarkan parameter- parameter[3]:
Biaya investasi modal (I)
Nilai sisa (salvage value) (S)
Biaya bahanbakar (F)
Biaya operasi dan perawatan diluar bahanbakar (M)
Biaya energi tak terlayani (energy not served) (Q) Instrumen di dalam Program
Konfigurasi sistem setiap tahun selama periode studi dilakukan oleh Modul
275 CONGEN di dalam Program WASP. Untuk
pengembangan kelistrikan selama periode studi. Banyaknya konfigurasi (kombinasi semua alternatif pusat listrik yang dimungkinkan) tiap tahun, akan bergantung pada kendala dari data masukan. Modul CONGEN menghitung semua kombinasi yang mungkin dari tahun ke tahun terhadap pembangkit kandidat yang memenuhi syarat yang akan bergabung dengan sistem pembangkit yang telah ada untuk dapat memikul beban bersama berdasarkan urutan pembebanan (loading order).
Selanjutnya Modul MERSIM melakukan simulasi pengoperasian seluruh sistem listrik tahun demi tahun selama periode studi, sambil menghitung tingkat keandalan sistem untuk setiap konfigurasi yang dibuat oleh CONGEN, termasuk menghitung biaya operasi (biaya bahanbakar, operasi dan maintenance) pembangkit yang bersangkutan. Module MERSIM mempertimbangkan semua konfi- gurasi yang diajukan oleh CONGEN dengan simulasi probabilistik sistem operasi untuk menghitung biaya produksi listrik, energy not served, dan keandalan sistem.
Modul DYNPRO (DYNamic
PROgraming) melakukan seleksi jalur pengembangan sistem kelistrikan untuk mencari biaya terendah dengan mencari lintasan yang disimulasi oleh MERSIM sesuai dengan ketentuan yang dipilih berdasarkan keandalan sistem dan parameter discount rate. Modul DYNPRO menentukan rencana pengembangan yang optimum berdasarkan biaya operasi yang terendah sesuai dengan informasi masukan yang terkait dengan biaya modal, biaya energy not served, parameter ekonomi dan kriteria keandalan.
Biaya Investasi Modal dan Nilai Sisa (salvage value)[3]
Biaya Investasi Modal dan Nilai Sisa (salvage value) dihitung dengan rumus berikut[3]:
(
+)
×∑ [
×]
= − k k
t t
j i UI MW
I , 1 ' …. (1)
(
+)
×∑ [
× ×]
= − kt k k
T t
j i UI MW
S , 1 ' δ , (2)
∑ = jumlah semua unit yang dipertimbangkan (termal dan hidro) k untuk ditambahkan dalam tahun t dengan rencana pengembangan j.
UIt = Biaya investasi unit k, dinyatakan dalam $/MW
MWk = Kapasitas unit k, dalam MW δk,t = faktor nilai sisa untuk unit k, i = discount rate,
t´ = t + to - 1 T´ = T + to
to = jumlah tahun antara tahun referensi dan tahun pertama studi, T = lama periode studi (dalam tahun) Biaya Bahanbakar[3]
Biaya bahan bakar adalah sebagai berikut:
( )
=∑ [ ]
=
−
− Ψ
+
=
NHYD h
h
h t j h t
t
j i
F
1
, , 5
, 0 '
, 1
α
. ……(3)αh = probabilitas dari hydro condition h, untuk Indonesia adalah 1,
ψj,t,h = total biaya bahanbakar (jumlah biaya bahanbakar untuk unit termal dan nuklir),
NHYD = jumlah hydro condition yang didefinisikan.
Persamaan fungsi biaya yang dioptimasi dengan WASP adalah sebagai berikut:
[ ]
∑
=
+ + +
−
=
T
t
t j t j t j t j t j
j I S F M O
B
1
, , , ,
, …(4)
dimana:
B j = fungsi objektif (objective function) dari perencanaan pengembangan, t = periode waktu dalam tahun (1, 2, 3,
…, T),
T = periode studi (total jumlah tahun), dan garis di atas simbol-simbol tersebut menyatakan nilai terdiskon yang mengacu ke tahun referensi dengan diccount rate i.
I = Biaya investasi,
S = Salvage value dari biaya investasi, F = Biaya bahanbakar,
M = Biaya operation dan pemeliharaan di luar bahan bakar,
O = Biaya energy not served.
Secara keseluruhan, jika mereka varians bahwa emisi meningkatkan terbukti benar dan kumulatif, maka emisi yang diproyeksikan untuk 2010 dapat lebih tinggi dari kasus referensi titik - atau estimasi titik CAR - oleh sekurang-kurangnya 5%;
sebaliknya, jika mereka varians bahwa emisi penurunan terbukti benar dan kumulatif , maka emisi yang diproyeksikan untuk 2010
276
bisa menjadi setidaknya 5% lebih rendah dari yang diproyeksikan.
Faktor emisi
Polusi udara adalah pencemaran udara oleh bahan kimia, partikel, atau bahan biologis yang menyebabkan kerugian atau ketidaknyamanan pada manusia atau organisme hidup lainnya, atau menyebabkan kerusakan pada lingkungan alam atau lingkungan binaan, ke atmosfer. Beberapa jenis polutan yang dilepaskan oleh pembangkit listrik terdiri dari abu, SO2, NOx, CO,CO2 dan lainnya. Pada tulisan ini di kemukakan hanya SO2 dan CO sebagai polutan yang dampaknya paling berpotensi.
Emisi SO2:
Besarnya laju emisi SO2 dihitung dengan rumus berikut:
SO2 = 2 x S x Q ….…..…….(5) SO2 = emisi sulfur dioksida untuk
kuantitas bahan bakar yang dibakar,[ ton],
S = kandungan sulfur di dalam bahan bakar (fraksi berat),
Q = kuantitas bahan bakar yang dibakar, berdasarkan pengukuran kuantitas, ton.
Emisi CO2:
CO2 = 0,94 x 3,667 x C x Q ..…….(6) CO2 = emisi sulfur dioksida untuk
kuantitas bahan bakar yang dibakar,[ ton],
C = kandungan karbon di dalam bahan bakar (fraksi berat),
Q = kuantitas bahan bakar yang dibakar, berdasarkan pengukuran kuantitas, ton.
METODE
Kebutuhan Energi
Selama satu dasawarsa terakhir laju pertumbuhan konsumsi energi di Sumatera begitu tinggi, yang tidak sebanding dengan pertumbuhan suplainya. Hal tersebut menyebabkan terrjadinya defisit daya listrik pada sisi konsumen yang ditandai dengan tingginya angka pemadaman bergilir dan indeks daftar tunggu.
Gambar 1. Proyeksi beban puncak Sistem Sumatera dalam MW[4]
Beban puncak sistem Sumatera berdasarkan RUPTL PLN 2008 adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Secara rata-rata pertumbuhan beban puncak yang dikendalikan berkisar pada 8% per tahun.
Kebutuhan bahan bakar
Karena berbagai alasan, rencana pengembangan kapasitas pembangkit wilayah Sumatera cenderung menekankan pada penggunaan bahan bakar fosil, khususnya batubara. Penggunaan batubara lebih diminati karena bahan ini masih tersedia cukup banyak, dan biaya pembangkitan relatif rendah. Sementara dari sumber-sumber lain mengalami keterbatasan baik dari ketersediaan energi maupun biaya pembangkitannya.
Eksploitasi dan penggunaan bahanbakar fosil di Indonesia khususnya di Sumatera telah memasuki fase yang mana di seluruh wilayah sistem kelistrikan menjadi tuntutan wajib sebagai sarana kehidupan normal. Sementara dari berbagai aspek bahan bakar fosil, yang paling polutif, merupakan sumberdaya yang paling potensial untuk dikonversi menjadi energi listrik. Dengan demikian konsekuensi polusi udara di wilayah Sumatera semakin menguat yang mengancam keutuhan lingkungan saat ini. Bahan bakar minyak dengan sektor permintaan paling luas telah kehilangan perannya sebagai komoditas ekspor. Selain untuk pemenuhan permintaan domestik yang selalu meningkat, juga telah mengalami penipisan cadangan yang tersisa.
Indonesia saat ini sebenarnya sudah tidak mempunyai kemampuan ekspor bahan bakar fosil khususnya minyak bumi, mengingat upaya eksplorasi tidak memberi harapan banyak terhadap suplai energi masa depan.
Meningkatnya konsumsi bahanbakar minyak domestik selain akibat pertumbuhan
0 10000 20000
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
SUMATRA SYSTEM
PEAKLOAD (MW)
277 penduduk, perluasan dan pengembangan
daerah pedesaan, juga karena peningkatan intensitas konsumsi energi per kapita[2]. Fixed System
FIXSYS (FIXed SYStem)
menggambarkan sistem listrik yang sudah terpasang pada tahun-tahun awal studi termasuk pembangkit-pembangkit yang telah committed rencana pembangunannya dan yang akan habis masa operasinya.
Program WASP berfungsi mengolah informasi yang menjelaskan sistem pembangkitan yang ada pada saat ini, penambahan atau penghentian permanen pembangkit yang telah lama serta berbagai informasi tentang kendala lingkungan,
ketersediaan bahanbakar dan kapasitas pem- bangkitan oleh pembangkit yang telah ada.
Candidate Plants
Dalam kasus ini ditetapkan asumsi- asumsi antara lain periode studi tahun 2010
− 2030 dengan discount rate 12% dan parameter candidate plants seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Pilihan jenis pembangkit yang akan dibangun adalah PLTU batubara, Natural Gas Combined Cycle, PLTN, PLTA dengan spesifikasi seperti ditunjukkan pada Gambar 1 yang menggambarkan karkteristik pembangkit termal. Pada kasus tanpa opsi nuklir PLTN tidak dicalonkan, sedangkan kasus dengan opsi nuklir dicalonkan PLTN berkapasitas 1000 MW.
Gambar 2. Tampilan data pada Modul VARSYS
Pada kasus kedua skenario tanpa nuklir dengan menghilangkan opsi nuklir pada candidate plants.
Sistem Optimum
Konfigurasi sistem menentukan keandalan dan keekonomian sistem. Setiap kemungkinan konfigurasi dengan urutan penambahan unit pembangkit pada sistem (perencanaan pengembangan atau kebijakan pengembangan) dengan berbagai kendalanya dievaluasi berdasarkan fungsi biaya (objective function), yeang terdiri dari biaya investasi, salvage value dari biaya investasi, biaya bahanbakar, biaya operasi dan pemeliharaan di luar bahan bakar, dan biaya energy not served.
Keandalan konfigurasi sistem dievaluasi oleh WASP berdasarkan indeks Loss-of-Load Probability (LOLP). Indeks ini dihitung dalam WASP untuk setiap periode tahun dan setiap kondisi-hidro yang ditetapkan. LOLP tahunan rata-rata dinyatakan sebagai jumlah dari periode LOLP dibagi dengan jumlah periode.
Polusi udara adalah pencemaran bahan kimia, partikel, atau bahan biologis yang menyebabkan kerugian atau ketidaknyamanan pada manusia atau organisme hidup lainnya, atau menyebabkan kerusakan pada lingkungan alam atau lingkungan binaan, ke atmosfer.
Lingkungan hidup merupakan sistem yang kompleks dengan substansi gas alamiah yang sangat penting untuk mendukung kehidupan di planet Bumi.
Peningkatan gas polutan, gas rumah kaca dan penipisan ozon di stratosfer sudah lama dikenal sebagai ancaman bagi kesehatan manusia serta ekosistem Bumi.
Polusi udara dalam ruangan dan kualitas udara perkotaan terdaftar sebagai dua masalah terburuk di dunia saat ini seperti dilaporkan tahun 2008 Blacksmith Institut Dunia[5].
278
HASIL DAN PEMBAHASAN
Emisi gas yang dilepaskan dari pembangkit listrik ditentukan oleh karakteristik pembangkit serta volume dan jenis bahan bakar yang digunakan. Dari hasil proses komputasi untuk mendapatkan sistem optimum, jenis pembangkit dari candidate plants yang muncul disusun berdasarkan loading order dan waktu masing-masing pembangkit memasuki sistem operasi. Dari hasil analisis solusi optimum, proyeksi kebutuhan daya listrik antara tahun 2010 hingga 2030 berdasarkan RUPTL-PLN, dibutuhkan penambahan dengan berbagai jenis pembangkit baik termal maupun hydro.
Pemenuhan kebutuhan ini dicapai dengan skenario pembangkitan yang diperoleh selama periode studi yang disebut sebagai nominal capacity.
Nominal capacity
Dari optimasi sistem pembangkitan diperoleh solusi optimum dengan nominal capacity seperti Gambar 3.1 berikut.
Pada Gambar 3 ditunjukkan nominal capacity sistem kelistrikan wilayah Sumatera dalam megawatt selama periode studi (2010 – 3030) dengan kasus tanpa opsi nuklir. Pengembangan kapasitas diisi oleh pembangkit berbahan bakar batubara, gas, diesel dan MFO. Pembangkit batubara akan mengambil peran terbesar dengan pangsa berkisar 23 – 62% selama periode studi pada kasus tanpa opsi nuklir. Sementara pada kasus dengan opsi nukilr batubara akan mengambil peran masih cukup besar dengan pangsa antara 39 – 63% (Gambar 3.2).
Gambar 3. Nominal capacity (MW) pada kasus tanpa opsi nuklir.
Pada kasus tanpa opsi nuklir peran batubara mengambil pangsa terbesar selama periode studi. Sedangkan pada kasus dengan opsi nuklir peran batubara mengambil
pangsa terbesar pada pertengahan periode studi, yang kemudian menurun dengan masuknya pembangkit nuklir mulai tahun 2019.
Gambar 4. Nominal capacity (MW) pada kasus dengan opsi nuklir 0
5000 10000 15000 20000 25000
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
LNG GEO IDO HSD MFO GAS COAL HYD
0 5000 10000 15000 20000 25000
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
NUCL LNG GEO IDO HSD MFO GAS COAL
279 Emisi Gas
Emisi dari system pembakaran pembangkit berbahan bakar fosil meliputi nitrogen oksida (NOx), karbon monoksida (CO), dan karbon dioksida (CO2), metana (CH4), nitro oksida (N2O), senyawa organik volatil (VOC), sejumlah turunan sulfur dioksida (SO2), dan abu terbang (PM). Di sini hanya SO2 dan CO2 sebagai polutan utama dan terbesar yang dilepaskan.
Sulfur Dioksida (SO2)
Emisi SO2 dari pembangkit berbahan bakar fosil berkualitas rendah disebabkan oleh bahan bakar tersebut biasanya memiliki kandungan sulfur yang cukup tinggi par satuan berat bahan bakar. Proses pembakaran fosil yang belum diolah mungkin melepaskan emisi SO2 lebih tinggi karena tingginya kadar sulfur di dalam bahan bakar. Dalam hal ini instalasi pengendalian gas buang kemungkinan harus disediakan. Untuk unit ini, keseimbangan massa belerang harus digunakan untuk menentukan emisi SO2. Gambar 5 menunjukkan perbandingan emisi SO2 kedua kasus tanpa dan dengan opsi nuklir.
Sulfur dioksida adalah unsur kimia yang bersifat racun terhadap makhluk hidup.
Pengaruh Kesehatan:
Konsentrasi yang tinggi sulfur dioksida (SO2) dapat mengakibatkan masalah pernapasan pada anak-anak penderita asma dan orang dewasa yang berada di luar ruangan aktif. Paparan jangka pendek menimbulkan asma (mengi), sesak dada dan sesak napas. Efek lain yang terkait dengan jangka panjang paparan sulfur dioksida, dalam hubungannya dengan partikel jelaga
konsentrasi tinggi, meliputi penyakit pernafasan, penurunan daya tahan paru-paru 'dan gangguan penyakit kardiovaskular yang ada.
Efek lingkungan:
Sulfur dioksida dan nitrogen oksida merupakan prekursor utama hujan asam, yang telah diasamkan tanah, danau dan sungai, korosi dipercepat bangunan dan monumen, dan visibilitas berkurang. Sulfur dioksida juga merupakan prekursor utama dari jelaga partikel halus, yang menimbulkan ancaman kesehatan yang signifikan.
Deposisi asam, atau hujan asam seperti yang dikenal umumnya, terjadi ketika emisi sulfur dioksida (SO2) di atmosfer bereaksi dengan air, oksigen, dan oksidan untuk membentuk berbagai senyawa asam. Senyawa ini kemudian jatuh ke bumi baik dalam bentuk kering (seperti gas dan partikel) atau bentuk basah (seperti hujan, salju, dan kabut).
Gas Rumah Kaca (CO2)
Emisi CO2, CH4, dan N2O dihasilkan selama pembakaran bahan bakar fosil. Pada boiler yang terpasang dengan benar, hampir semua karbon di dalam bahan bakar (99,9 persen) diubah menjadi CO2. Konversi ini relatif independen di dalam boiler atau sistem pembakaran.
Karbon bahan bakar yang tidak dikonversi menjadi CO2 akan menjadi produk emisi sebagai CH4, CO, dan/atau VOC, karena pembakaran tidak sempurna.
Molekul-molekul gas tersebut pada hakekatnya mempunyai sifat sebagai gas rumah kaca yang puluhan kali lebih besar.
Namun untuk membatasi pembahasan di sini hanya ditampilkan CO2 sebagai produk emisi pembakaran normal.
Gambar 5. Perbandingan Emisi SO2 (x 1000 ton) 0
100 200 300 400 500
2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
No nuclear Nucl. option
280
Gambar 6. Perbandingan Emisi CO2 (x 1000 ton)
Pembentukan N2O selama proses pembakaran dipengaruhi oleh dua tungku- zona faktor. Emisi N2O diminimalkan ketika suhu pembakaran tetap tinggi (di atas 1475oF) dan oksigen berlebih dibatasi menjadi minimum (kurang dari 1 persen).
Emisi metana tertinggi selama suhu rendah pembakaran atau pembakaran tidak sempurna, seperti start-up atau shut-down siklus untuk boiler. Biasanya, kondisi yang mendukung pembentukan N2O juga mendukung emisi gas metan.
Pengaruh Kesehatan:
Paparan CO2 dapat menghasilkan berbagai efek kesehatan. Efeknya meliputi kepala, pusing, gelisah, kesemutan atau pin atau perasaan ditusuk, kesulitan bernapas, berkeringat, kelelahan, peningkatan denyut jantung, tekanan darah tinggi, koma, asfiksia kejang dan bahkan peradangan. Masalah kesehatan yang potensial dari konsentrasi CO2 di udara adalah:
• 250 - 350 ppm – latar belakang (normal) udara tingkat luar.
• 350 - 1.000 ppm – tingkat khas, ditemukan dalam ruang yang diduduki dengan pertukaran udara yang baik.
• 1.000 - 2.000 ppm – tingkat terkait dengan keluhan rasa kantuk dan udara buruk.
• 2.000 - 5.000 ppm – tingkat yang berhubungan dengan sakit kepala, mengantuk, dan stagnan, basi, udara pengap. Konsentrasi memburuk,
kehilangan perhatian, peningkatan denyut jantung dan mungkin terasa mual.
• 5.000 ppm – Paparan dapat menyebabkan kekurangan oksigen serius yang berakibat pada kerusakan otak permanen, koma dan bahkan kematian.
Efek lingkungan:
Saat ini perubahan iklim sedang dipacu oleh penambahan karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya ke atmosfer bumi dengan laju lebih cepat daripada mekanisme normal bumi bisa menyesuaikan diri.
Akibatnya adalah meningkatnya konsentrasi gas buang di atmosfer; dan karena di antara gas tersebut menjebak panas maka terjadi peningkatan temperatur pada lapisan atmosfir.
Laju emisi ini diproyeksikan merupakan perkiraan kasar. Sebagaimana kenyataan yang berlangsung di berbagai belahan dunia, sedikit banyaknya rona awal (baseline) lingkungan Sumatera akan berubah. Proyeksi tersebut juga tergantung pada asumsi tentang trend ekonomi serta tindakan kebijakan di tingkat lokal, domestik, dan nasional. Namun, asumsi apapun, kecenderungan dalam total emisi yang diproyeksikan untuk dekade berikutnya telah semakin jelas. Sementara tujuan pengembangan energi adalah untuk meningkatkan kualitas hidup termasuk lingkungan.
0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000
2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
No nuclear Nuc.optio n
281 KESIMPULAN
1. Laju konsumsi energi khususnya listrik di wilayah Sumatera meningkat dengan cukup tajam dari tahun ke tahun dengan pertumbuhan rata-rata sekitar 8% per tahun sampai tahu 2030. Bahan bakar yang paling berpotensi untuk berperan sebagai pangsa terbesar suplai listrik di wilayah ini adalah batubara untuk.
Karenanya peningkatan emisi gas buang SO2 dan CO2 akan meningkat sejalan dengan peningkatan kapasitas sistem pembangkitan.
2. Berdasarkan proyeksi kebutuhan listrik Sumatera, pada tahun 2030 beban puncak total mencapai 17 ribu MWe.
Untuk memikul beban demikian akan dibutuhkan kapasitas pasokan sekitar 21 ribu MMe yang terdiri dari pembangkit hydro, batubara, geotermal, minyak dan gas alam.
3. Pada kasus tanpa opsi nuklir optimasi sistem kelistrikan Sumatera pangsa peranan batubara akan naik dari sekitar 23% pada tahun 2010 menjadi 60%
pada tahun 2019, dan menjadi 52%
pada tahun 2030. Sedangkan pada kasus dengan opsi nuklir pangsa batubara naik menjadi 62% pada tahun 2019 dan turun lagi menjadi 31% pada tahun 2030. Sedangkan nuklir akan mengambil pangsa sebesar 43% pada tahun 2030, diikuti oleh gas alam sebesar 12%, geotermal 9% dan hydro 7,8%.
4. Pada kasus tanpa opsi nuklir, emisi SO2
total sebesar 53 ribu ton pada tahun 2010 akan meningkat menjadi 175 ribu ton pada tahun 2019 dan menjadi 386 ribu ton pada tahun 2030. Sedangkan pada kasus dengan opsi nuklir emisi SO2 meningkat 128 ribu ton pada tahun 2019 dan menjadi 127 ribu ton pada tahun 2030.
5. Emisi CO2 pada kasus tanpa opsi nuklir akan meningkat dari 19,16 juta ton pada tahun 2010 menjadi 40,04 juta ton pada tahun 2019, dan menjadi 83,90 juta ton pada tahun 2030. Pada kasus dengan opsi nuklir meningkat menjadi 28,61 juta ton pada tahun 2019 dan menjadi 26,95 juta ton pada tahun 2030.
DAFTAR PUSTAKA
1. Statistik Indonesia 2007, Badan Pusat Statistik, Jakarta, Indonesia, 2007.
2. EDWAREN LIUN, DJATI H.
SALIMY, IDA N. FINAHARI, ELOK SATITI AY, Laporan Akhir Studi Perencanaan Pengembangan Sistem Pembangkit Listrik Sumatera dengan Opsi Nuklir, PPEN-BATAN, Desember 2007.
3. COMPUTER MANUAL SERIES No.
8, Wien Automatic System Planning (WASP) Package, A Computer Code, for Power Generating System Expansion Planning, Version WASP - IV user’s Manual, INTERNATIONAL
ATOMIC ENERGY AGENCY,
VIENNA 2000, The originating Section of this document in IAEA was:
Planning and Economic Studies Section, International Atomic Energy Agency Wagramerstrasse 5 P.O. Box 100 A - 1400 Vienna, AUSTRIA.
4. RENCANA USAHA PENYEDIAAN TENAGA LISTRIK PT PLN (PERSERO) 2009 – 2018.
5. MARLISSA CAMPBELL, PH.D.
FARLA L., KAUFMAN, PH.D., ALLEGRA N. KIM, PH.D., M.S. K.
LILY WU, PH.D., Evidence On The Developmental And Reproductive Toxicity Of Sulfur Dioxide, Reproductive and Cancer Hazard Assessment, Branch Office of Environmental Health Hazard Assessment, California Environmental Protection Agency, February 2011.
282
