PERANCANGAN INTEGRATED TUG-BARGE (ITB) PENGANGKUT CNG (Compressed Natural Gas) YANG SESUAI UNTUK PERAIRAN SEMBAKUNG-NUNUKAN

PERANCANGAN INTEGRATED TUG-BARGE (ITB) PENGANGKUT CNG (Compressed Natural Gas)

YANG SESUAI UNTUK PERAIRAN SEMBAKUNG-NUNUKAN

Danu Utama NRP. 4108 100 065 Dosen Pembimbing:

Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc, Ph.D

TUGAS AKHIR (MN 091382)

JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNILOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013

1. Latar Belakang

- Rencana dibangunnya pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) di Kabupaten Nunukan, Kal-Tara.

- Rencana dibangunnya stasiun pengisian bahan bakar gas (SPBG) di Nunukan, Kal-Tara.

- Sumber gas berada di kecamatan Sembakung, yang berjarak sekitar 25 mil laut dari Nunukan.

- Diperlukan sarana pengangkutan gas yang lebih efektif dari Sembakung ke Nunukan.

- Integrated Tug-Barge memiliki beberapa kelebihan dibanding sarana lain, melihat dari segi perairan Sembakung-Nunukan.

2. Rumusan Masalah

“Bagaimanakah desain Integrated Tug-Barge yang sesuai dengan karakteristik perairan Subakung-Nunukan, yang dapat menambah efisiensi distribusi CNG (Compressed Natural Gas) di daerah tersebut?”

3. Tujuan

Tujuan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah:

• Mendapatkan ukuran utama barge dan tugboat ( L, B, H, T ).

• Mendapatkan rencana garis dan rencana umum

integrated tug barge.

• Mengetahui biaya pembangunan dan biaya

operasional pembangunan Integrated Tug Barge

4. Tinjauan Pustaka A. Gas Alam

- Pengertian

Gas alam merupakan bahan bakar fosil atau senyawa organik yang terdapat jauh di bawah permukaan bumi yang terbentuk jutaan tahun lalu akibat adanya tekanan dan perubahan geografis.

- Komposisi Kimia

kadar komponen gas alam (http://www.wikipedia.com/gas_alam.htm)

Komponen Kadar (%) Metana (CH₄) 80-95

Etana (C₂H₆) 5-15 Propana (C₃H₈) dan Butana (C₄H₁₀) <5

- Pemanfaatan Gas Alam

1. Gas alam sebagai bahan bakar 2. Gas alam sebagai bahan baku

- pabrik pupuk

- petrokimia,metanol

- bahan baku plastik, dll - Pengemasan Gas Alam

Salah satu cara pengemasan gas alam adalah dengan mengkonversikanya ke dalam bentuk CNG.

CNG adalah gas alam yang dimampatkan yang kemudian disimpan di dalam wadah yang khusus dengan tekanan antara 200 – 250 bar

- Tipe Tabung CNG

a. Tabung CNG tipe 1

Tabung ini secara keseluruhan terbuat dari baja b. Tabung CNG tipe 2

Tabung tipe 2 terbuat dari baja dan material komposit berupa resin dan fiber.

c. Tabung CNG tipe 3

Tabung Tipe ini terbuat dari alumunium. d. Tabung CNG tipe 4

Tabung Tipe 4 terbuat bahan plastik dan

overwrap penuh serat karbon atau konstruksi

B. Kapal Tunda

- Kapal Tunda untuk Perairan Samudera - Kapal Tunda untuk Pelabuhan dan Dok

- Kapal Tunda untuk Sungai dan Perairan Dangkal C. Barge (Tongkang)

• Dry cargo barge

Muatan kering di atas deck, dibawah deck

• Tank barge

Single skin tank barge, Double skin tank barge, Oil tank and fuel oil tank barge, Chemical tank barge

• Other barge type

E. Integrated Tug-Barge (ITB)

Merupakan kesatuan antara kapal tunda dan tongkang yang terkunci bersama-sama dalam konfigurasi yang kaku dan menjadikannya seolah satu unit kapal.

Beberapa keuntungan penggunaan Integrated tug-barge di daerah perairan dangkal:

- ITB memiliki ukuran yang relative lebih pendek daripada tugboat konvensional.

- ITB dapat mengatur power kapal dengan sendirinya - Kemampuan manuver ITB lebih baik

Sistem Sambungan pada Integrated Tug-Barge

- Rope connection

Sistem penyambungan dilakukan dengan cara

mengikatkan bagian ujung kapal tunda dengan bagian belakang tongkang

- Mechanical connection

Alat pengikat pada sistem Mechanical Connection

berupa connecting blok. Connecting blok dapat

bekerja secara mekanis yang dikendalikan dari ruang kemudi tugboat.

5. Metodologi Penelitian

Mulai

Studi literatur

1CNG, Kemasan CNG, Transportasi CNG 2Integratd Tug Barge

3Metode Perancangan Kapal

Pengumpulan data teknis 1Kebutuhan CNG Nunukan 2Kedalaman perairan

3Jarak Sembakung -Nunukan

Menganalisa data dan menentukan: 1Perencanaan jumlah muatan

2Konsep Pengangkutan CNG

3Barge yang sesuai untuk pembanding

Penentuan variabel Penentuan batasan Penentuan parameter

Perhitungan optimasi ukuran utama barge dengan fungsi objektif harga material

Pembuatan rencana garis dan rencana umum Barge

Penyesuaian rencana umum barge dengan rencana umum tug boat

Mencari tug boat pembanding yang sesuai dengan ukuran barge. Ukuran utama optimum Barge

Perhitungang optimasi ukuran utama tug boat

Pembuatan lines plan dan rencana umum tug boat

Didapatkan Rencana Umum

Data Teknis

• Jumlah gas yang diangkut dalam sehari adalah 25 MMscf. (sumber: energytoday.com)

• Jarak Sembakung-Nunukan 25 nm (sumber:google

earth,2013)

Perencanaan Jumlah Muatan

Kebutuhan gas sekali angkut

= 8.33 MMscf

= 8330000 scf = 235879.33 m³

Tabung yang digunakan

Type :1 Model Number :-Tekanan : 3600Psi Diameter : 355.092mm Panjang : 1775.968mm volume : 142liter Kapasitas CNG : 45.555m³ Total Berat : 181.98kg

Total tabung yang diperlukan = total muatan/kapasitas tabung = 5178 tabung

Daya tampung tiap kontainer

kontainer 40 feet = 228tabung kontainer 20 feet = 109tabung

Dimensi kontainer yang dipakai 20 ft Panjang = 6.058m

Lebar = 2.438m Tinggi = 2.591m Berat = 2200kg

Jumlah Kontainer 20 feet yang diperlukan = jumlah tabung/kapasitas kontainer = 48 Kontainer

Berat Total Muatan Total Tabung yang diangkut

= 5232tabung Berat Total Tabung

= 952119.4kg Berat Total kontainer kosong

= 105600kg Berat Total Muatan = 1057719kg = 1057.719ton

Penataan Kontainer pada Barge memanjang 6baris melebar 4baris tumpukan 2tumpuk

• Kapal Pembanding

Nama Kapal Principal

Dimension Rasio Lpp (m) Bm (m) H (m) T (m) L/B B/T T/H Dolphin II 45.000 12.000 3.000 2.370 3.750 5.063 0.790 DUPA V 45.720 15.240 3.050 2.400 3.000 6.350 0.787 EKA RAYA 39.600 10.500 2.500 2.000 3.771 5.250 0.800 GUNUNG MAS 42.700 12.200 3.050 2.570 3.500 4.747 0.843 IWCI 43.780 12.100 3.050 2.350 3.618 5.149 0.770 RAGAMAS VII 42.000 15.200 2.880 2.100 2.763 7.238 0.729 SAUKI DELAPAN 42.450 12.200 2.330 1.680 3.480 7.262 0.721 CAMAR LAUT 38.51 9.22 2.35 1.78 4.18 5.18 0.76 KGM 10 43.860 15.240 3.050 2.430 2.878 6.272 0.797 KITY-1 43.890 15.240 3.050 2.320 2.880 6.569 0.761 KLI-5 45.750 15.250 3.050 2.600 3.000 5.865 0.852 Min 38.51 9.22 2.33 1.68 2.76 4.75 0.72 Max 45.75 15.25 3.05 2.60 4.18 7.26 0.85

Proses Optimasi

• Dari model optimisasi yang akan dibuat, terlebih dahulu ditentukan variabel, parameter, konstanta, fungsi objektif dan batasannya.

• Variabel : panjang, lebar, tinggi, dan sarat

• Parameter :permintaan owner, kedalaman perairan.

• Konstanta : berat jenis air, percepatan gravitasi, berat jenis baja, dll

• Fungsi obyektif dalam proses optimasi ini adalah meminimalkan biaya pembangunan kapal

•

Batasan

1. Freeboard, mengacu Load Line 1966

2. Trim, mengacu pada buku (Michael G.Parsons, 2001), trim maksimal adalah -0,1 s/d 0,1 % LPP 3. Koreksi Displasemen, berat total DWT+LWT

harus masih berada dalam rentang displasemen hasil perhitungan (LxBxTxCb) sebesar 1% s/d 3%.

4. Stabilitas, mengacu pada IMO Regulation untuk menghitung intact stability, (IMO Regulation A.749.18, 2002)

5. Rasio ukuran utama kapal yang meliputi L/B, B/T, T/H.

•

Proses perhitungan, terdiri :

1. Perhitungan hambatan 2. Perhitungan stabilitas 3. Perhitungan freeboard 4. Perhitungan trim

5. Perhitungan berat (LWT+DWT) beserta titik beratnya

•

Proses desain, terdiri :

1. Rencana garis 2. Rencana umum

• Dari perhitungan kemudian dihitung nilai optimal

dengan menggunakan solver,

1. Membuat model solver dimana di dalamnya terdapat value yang akan dicari, batasan yang telah ditentukan sebelumnya, dan fungsi objektif sebagai acuan untuk proses iterasi.

2. Selanjutnya akan muncul tampilan solver parameter, untuk menu by changing cell dipilih variabel yang akan dicari yaitu L, B, T, H. Kemudian pada menu subject to the constrain

dimasukkan semua nilai minimum dan

maksimum yang berfungsi sebagi batasan dari proses iterasi.

3. Setelah semua telah terisi, langkah selanjutnya adalah melakukan proses running solver. Apabila iterasi yang dilakukan memenuhi semua batasan

yang diberikan maka akan muncul

pemberitahuan bahwa solver telah menemukan solusi untuk model yang dibuat.

Dari proses optimasi yang dilakukan didapatkan

ukuran utama barge sebagai berikut:

• Lpp : 46.79 m

• B : 13.75 m

• H : 2.71 m

Telah didapatkan ukuran tongkang(barge) yang optimal, selanjutnya adalah mencari ukuran tug boat yang sesuai untuk tongkang tersebut. Proses optimasi untuk mencari ukuran utama tugboat sama dengan proses optimasi yang dilakukan pada tongkang yaitu menggunakan solver , hanya beberapa batasan saja yang berbeda. Batasan yang berbeda tersebut antara lain sebagai berikut:

- Perhitungan hambatan

Dari proses optimasi yang dilakukan didapatkan

ukuran utama tug boat sebagai berikut:

• Lpp : 16 m

• B : 6 m

• H : 2.7 m

Proses Desain

1. Pembuatan Rencana Garis Barge

Dengan software maxsurf

Rencana garis untuk

barge ini dibuat dengan memodelkan desain awalnya dengan membuat surface model box. Kemudian membuat model menjadi desain yang diinginkan dengan tidak mengurangi dasar-dasar gambar barge. Sehingga diperoleh gambaran karakteristik awal model.

Analisa Ekonomi

1 Harga Pembangunan Kapal

Biaya Pembangunan 2 Tugboat =Rp 17,800,542,381.75 Biaya Pembangunan 3 Tongkang =Rp 21,801,716,501.44

Biaya Pembangunan Total =Rp 39,602,258,883.18

2 _{Gaji Crew Perbulan (sumber : web PT. Pulau Seroja Jaya)}

Jabatan Jumlah Gaji (Rp) Tunjangan Total (Rp)

1 Captain/Master 1 5,000,000.00 2,500,000.00 7,500,000.00 2 Chief Engineer 1 4,750,000.00 2,500,000.00 7,250,000.00 3 Mualim 1 4,000,000.00 2,000,000.00 6,000,000.00 4 Cook 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.00 5 Masinis I 1 4,000,000.00 1,500,000.00 5,500,000.00 6 Masinis II 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.00 7 Oiler 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.00 8 Electrician 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.00 9 Juru Kemudi 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.00 10 Cadet 1 1,000,000.00 500,000.00 1,500,000.00 10 50,250,000.00

3 Biaya Bahan Bakar dan Pelumas

Kebutuhan Bahan Bakar ME Per jam = 135Liter/jam

Jam Kerja dalam setahun 4380Jam

Kebutuhan Bahan Bakar Per tahun = 591300Liter

Harga Bahan Bakar per liter = Rp 8450.00

Harga Bahan Bakar per Tahun = Rp 4,996,485,000.00 Untuk 2 buah Tugboat = Rp 9,992,970,000.00

Kebutuhan Bahan Bakar AE Per jam = 39.00Liter/jam Kebutuhan Bahan Bakar Per tahun = 170,820Liter Harga Bahan Bakar per Ton = Rp 9,185,900.00 Harga Bahan Bakar per Liter = Rp 8,588.82 Harga Bahan Bakar per Tahun = Rp 1,467,141,634.53

Untuk 2 buah Tugboat Rp 2,934,283,269.06

Kebutuhan minyak pelumas per jam = 0.00225ton

= 0.00207m³

Kebutuhan minyah pelumas dalam setahun = 9070.96Liter

Harga pelumas per drum (209 Ltr) = Rp 5,500,000.00

Harga Minyak pelumas per tahun = Rp 238,709,461.14 Untuk 2 buah Tugboat = Rp 477,418,922.29

Asumsi-asumsi Pembiayaan Kapal

Item Nilai Keterangan

Bunga Bank 10% /tahun

Pinjaman (Loan) 70% Dari harga kapal

Tenor 10 Tahun

Grace Periode 0 Tahun

Nilai Akhir Kapal 10% Dari harga kapal

Umur Ekonomis 20 Tahun

MARR 10% / tahun

Kenaikan Biaya 5% 1 tahun sekali Kenaikan Tarif 5% 1 tahun sekali

Kecepatan Muat 12 Box/Jam

Kecepatan Bongkar 12 Box/Jam

Biaya Sandar 95 Rp/GT Etmal

Harga AT 2,500 Rp/m^3

AT 1.83 Ton per Voy

Premi Asuransi 1.50% Dari harga kapal

Investasi

Harga Kapal Jutaan Rp 39,602

Pinjaman Jutaan Rp 27,722

Bunga Pinjaman % 10%

Masa Pinjaman (Tenor) Tahun 10

Grace Period Tahun

-Pembayaran per Tahun 1

Angsuran per Tahun Jutaan Rp 4,512

Umur Ekonomis Tahun 20

Nilai Akhir Kapal Jutaan Rp 3,960

OPERASIONAL

Rute Sembakung - Nunukan

Sungai Laut Total

Jarak pelayaran nMile

6.00 19.00 25.00

Time

Sea Time Jam

1.20 2.71 3.91 Muat Bongkar Total Port Time Jam

4.00 4.00 8.00 Labuh Jam

- -

-RTD (round trip days)

Jam

8 1 mil = 1.829 km hari

0.3

Comm. Days hari

365

Jumlah Shipment per

Tahun 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Tahun ke - 0 1 2 3 4 5 6 Operasi 100% 100% 100% 100% 100% 100% A s u m s i K e n a ik a n B ia y a Kenaikan Biaya

Gaji Crew + Insentif % 5% 5% 5% 5% 5% Perawatan dan Perbaikan % 5% 5% 5% 5% 5%

Asuransi % 5% 5% 5% 5% 5%

Dokumen/Sertifikat % 5% 5% 5% 5% 5%

Air tawar % 5% 5% 5% 5% 5%

Pelabuhan % 5% 5% 5% 5% 5%

Asumsi Harga BBM & Pelumas :

Kenaikan BBM % 5% 5% 5% 5% 5% Kenaikan Pelumas % 5% 5% 5% 5% 5% Pengembalian Pinjaman Rp 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 B ia y a Operating Cost Rp 6,242,699,269 6,553,585,692 6,879,954,260 7,222,575,982 7,582,260,266 7,959,856,827

Gaji Crew + Insentif Rp

1,206,000,000 1,266,058,800 1,329,108,528 1,395,298,133 1,464,783,980 1,537,730,222 Maintenance & Repair Rp 10%

3,960,225,888 4,157,445,138 4,364,485,905 4,581,837,303 4,810,012,801 5,049,551,439 Assuransi Rp 594,033,883 623,616,771 654,672,886 687,275,596 721,501,920 757,432,716 Air tawar Rp 5,020,575 5,270,600 5,533,075 5,808,623 6,097,892 6,401,567 Pelumas Rp 477,418,922 501,194,385 526,153,865 552,356,327 579,863,673 608,740,883 Voyage Cost Rp 12,993,540,086 13,640,618,382 14,319,921,178 15,033,053,252 15,781,699,304 16,567,627,930 Bahan bakar Rp 12,927,253,269 13,571,030,482 14,246,867,800 14,956,361,816 15,701,188,635 16,483,107,829 Pelabuhan Rp 66,286,817 69,587,900 73,053,378 76,691,436 80,510,669 84,520,101 Total Biaya Rp 23,747,799,037 24,705,763,757 25,711,435,120 26,767,188,916 27,875,519,252 29,039,044,439

P e n d a p a ta n Produksi Load Factor 100% Jumlah Muatan m^3 258,287,869 258,287,869 258,287,869 258,287,869 258,287,869 258,287,869 ton 1,158,203 1,158,203 1,158,203 1,158,203 1,158,203 1,158,203 Tarif Kenaikan Tarif % 5% 5% 5% 5% 5% Tarif Muatan m^3 126.30 126 133 139 146 154 161 Total Pendapatan Rp 32,621,222,230 34,252,283,341 35,964,897,508 37,763,142,384 39,651,299,503 41,633,864,478 Earning Before Tax Rp

8,873,423,193 9,546,519,585 10,253,462,389 10,995,953,467 11,775,780,251 12,594,820,039 Taxable Income Rp

7,091,321,543 7,764,417,935 8,471,360,739 9,213,851,818 9,993,678,601 10,812,718,390 Tax (30% Taxable Income) Rp

2,127,396,463 2,329,325,380 2,541,408,222 2,764,155,545 2,998,103,580 3,243,815,517 Net-Cash Flows = Earning

Aft. Tax Rp (43,562,484,772) 6,746,026,730 7,217,194,204 7,712,054,167 8,231,797,922 8,777,676,670 9,351,004,522 Cum. Cash Rp

(43,562,484,772) (36,816,458,041) (29,599,263,837) (21,887,209,670) (13,655,411,748) (4,877,735,078) 4,473,269,445

Item Value Criteria Min Present Worth ( PW atau NPV ) Rp

55,315,537,999 Ok 0 Present Worth Index (NPVI) kali 140% Ok 0.0%

IRR % 21.5% Ok 10.0% IRR Index ( IRRI = IRR / MARR ) kali 2.15 Ok 0

BEP from year - 6 Ok 1 Accum Cash on BEP Rp 4,473,269,445 Ok 0 Annual Discount Rate %/thn 10.0%

Kesimpulan

1. Integrated tug barge yang dirancang telah memenuhi

persyaratan teknis dari pembangunan sebuah kapal yaitu batasan trim, freeboard, displasemen, dan stabilitas.

2. Perhitungan investasi pembangunan Integrated Tug Barge pengangkut CNG ini adalah Rp 39,602,258,883.18. Setelah dihitung periode payback dari investasi adalah 6 tahun untuk muatan full loaded.