PEMANFAATAN FLARE GAS MELALUI USAHA WASTE REDUCTION DENGAN METODE GREEN PRODUCTIVITY DI PT. PERTAMINA EP
ASSET 1 FIELD RANTAU
Oleh
NUKHE ANDRI SILVIANA NIM : 147025004/TI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2017
PEMANFAATAN FLARE GAS MELALUI USAHA WASTE REDUCTION DENGAN METODE GREEN PRODUCTIVITY DI PT. PERTAMINA EP
ASSET 1 FIELD RANTAU
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Teknik
dalam Program Studi Teknik Industri pada Fakultas Teknik Universitas Sumetera Utara
Oleh
NUKHE ANDRI SILVIANA NIM : 147025004/TI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2017
Telah diuji pada
Tanggal : 12 Mei 2017
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Ir.A.Rahim Matondang, MSIE Anggota : Dr. Ir. Juliza Hidayati, MT
Prof. Dr. Ir. Humala L. Napitupulu, DEA Dr. Ir. Nazaruddin, MT
Dr. Meilita Tryana Sembiring, ST, MT
ABSTRAK
Salah satu perusahaan nasional yang dalam bidang migas menyelenggarkan kegiatan pada sektor hulu adalah PT. Pertamina EP Asset I Rantau Field yang berlokasi di kabupaten Aceh Tamiang, NAD. Secara garis besar kegiatan operasi yang berlangsung meliputi pengeboran, eksplorasi, dan kegiatan produksi dengan hasil akhir yaitu minyak mentah yang disalurkan ke Pangkalan Susu untuk pengapalan. Dalam kegiatan produksi menghasilkan limbah gas sisa (flare) sebesar 0.58 mmscfd yang berasal dari 17.05% dari gas alam yang dihasilkan. Gas flare merupakan gas sisa yang selama ini dilakukan pembakaran melalui flare stack untuk menghindari gas beracun seperti H2S dan CO yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Namun aktivitas pembakaran dapat menimbulkan isu pencemaran lingkungan.
Melalui pendekatan Green Engineering (Green Productivity) yang digunakan dalam penelitian ini diharapkan usaha reduksi limbah yang dilakukan menjadi alternatif yang ramah lingkungan dapat berpengaruh terhadap perbaikan kondisi lingkungan sekaligus meningkatkan produktivitas perusahaan. Penelitian diawali dengan mengidentifikasi sumber penyebab masalah, menentukan tujuan dan target, menyusun alternatif serta mengestimasi kontribusi alternatif terpilih terhadap produktivitas dan kinerja lingkungan.
Alternatif perbaikan dirumuskan dan dipilih berdasarkan kelayakan dari segi ekonomi (dengan menghitung Green Productivity Index dan finansial), segi lingkungan (dengan menghitung emisi metana dan karbon), dan segi sosial (dengan meninjau aspek pendapatan masyarakat), kemudian dilakukan usulan perencanaan implementasi alternatif di dalam lokasi.
Hasil penelitian, didapatkan alternatif solusi untuk mengatasi permasalahan perusahaan dengan melakukan rekayasa berbasis teknologi dengan memanfaatkan kembali gas flare menjadi bahan bakar untuk mesin insinerator. Alternatif ini memberikan kontribusi terhadap peningkatan produktivitas penggunaan material sebesar 23.32%, manusia 83.8%, modal 10.13%, dan waste menurun sebesar 0.11%.
Penerapan Green Engineering dan pemantauan rona lingkungan secara keseluruhan dapat membantu perusahaan memenuhi salah satu persyaratan ISO 14001.
Kata Kunci: Flare reduction, Green Productivity Index, Mesin Insinerator, LPG, ISO 14001.
ABSTRACT
One of the national companies in the field of oil and gas activities in the upstream sector is PT. Pertamina EP Asset I Rantau Field located in Aceh Tamiang district, NAD. In general, the ongoing operations include drilling, exploration, and production activities with the end result being crude oil channeled to Pangkalan Susu for shipment. In production activities produce waste gas (flare) of 0.58 mmscfd derived from 17.05% of natural gas produced. Gas flares are residual gases that have been burning through flare stacks to avoid toxic gases such as H2S and CO that are harmful to human health and the environment. But combustion activity can cause environmental pollution issues.
Through the Green Engineering (Green Productivity) approach used in this research, it is hoped that waste reduction efforts to be an environmentally friendly alternative can affect the improvement of environmental conditions while increasing the productivity of the company. Research begins by identifying the source of the problem, determining goals and targets, preparing alternatives and estimating the contribution of selected alternatives to productivity and environmental performance.
Alternative improvements are formulated and selected on the basis of economic viability (by calculating the Green Productivity Index and financial), environmental aspect (by calculating methane and carbon emissions), and social aspects (by reviewing the income aspect of the community), then proposing alternative implementation plans company.
The result of this research is an alternative solution to solve the problem of company by doing technology based engineering by reusing gas flare to fuel for incinerator machine. This alternative contributes to the increase of material use productivity by 23.32%, human 83.8%, capital 5.63%, and waste decreased by 99%.
The application of Green Engineering and the monitoring of the overall environmental tone can help the company fulfill one of the requirements of ISO 14001.
Keyword : Flare reduction, Green Productivity Index, Mesin Insinerator, LPG, ISO 14001.
RIWAYAT HIDUP
Nukhe Andri Silviana lahir di Sibolga, Sumatera Utara, pada tanggal 27 Maret 1988, merupakan anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Bapak Khairul Amin Rao dan Ibu Paujiah Tanjung. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar tahun 1999 di SD Negeri Bambuan Stabat, pendidikan sekolah menengah pertama pada tahun 2002, dan pendidikan sekolah menengah atas di SMU Negeri 1 Sidikalang pada tahun 2005. Pada tahun 2005, melanjut kuliah di Program D-III Kimia Analis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Pada Tahun 2008 setelah itu melanjutkan kuliah di Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan menyelesaikan pendidikan pada tahun 2012. Pada tahun 2014 penulis melanjutkan pendidikan S2 di Universitas Sumatera Utara Departemen Teknik Industri.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT atas berkahNya dari awal memulai perkuliahan hingga dapat menyelesaikannya penulisan tesis saat ini. Segala sesuatu yang ada dalam diri ku tidak terlepas dari keberkahan dan pertolongan dari Allah SWT.
Dalam penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapat dukungan moril dan usulan perbaikan serta penyempurnaan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ir. Seri Maulina, M.Si, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dr.
Ir. Nazaruddin, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Program Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE pembimbing utama dan Ibu Dr. Ir. Juliza Hidayati, MT sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan dukungan, arahan, dan petunjuk dalam penyelesaian tesis ini.
Prof. Dr. Ir. Humala L. Napitupulu, DEA, Bapak Dr.Ir. Nazaruddin, MT dan Ibu Dr. Meilita Tryana Sembiring, ST, MT sebagai tim penguji yang telah banyak memberikan masukan serta saran yang membangun dalam penyempurnaan tesis ini.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Isrianto Kurniawan, Bapak Trio, Bapak Mulki dan Bapak Heri yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian di PT. Pertamina EP Asset I Field Rantau.
Terimakasih penulis sampaikan kepada semua dosen pengajar Magister Teknik Industri USU yang telah mendidik dan mencerahkan dengan berbagai ilmu yang diberikan. Terimakasih kepada staf Magister Teknik Industri USU yang telah membantu penulis dalam memberikan informasi seputar perkuliahan dan
tesis.Terimakasih juga untuk teman-teman seperjuangan dalam perkuliahan angkatan 19 (kak petri, Kak dewi, fahmi, bang ivo, dejoi, koko, ika, dan pak komar), angkatan 20 (Kak Ainun, dkk), dan angkatan 21 (Tania, dkk) dalam menyelesaikan tesis ini.
Penulis juga menyampaikan terimakasih kepada orang-orang tersayang yaitu orang tua ku dan kedua adik - adikku. Terimakasih juga untuk pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan dan doa dalam penyusunan tesis ini.
Penulis menyadari tesis ini masih jauh dari sempurna, hal ini tidak terlepas dari keterbatasan penulis. Doa dan harapan penulis tesis ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.
Medan, 2017 Penulis,
Nukhe Andri Silviana 147025004/TI
LEMBAR PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul
PEMANFATAAN FLARE GAS MELALUI USAHA WASTE REDUCTION DENGAN METODE GREEN PRODUCTIVITY DI PT.
PERTAMINA EP ASSET I FIELD RANTAU
Adalah benar hasil karya sendiri dan belum pernah dipublikasikan oleh siapapun sebelumnya.Sumber-sumber data dan informasi yang digunakan dinyatakansecara benar dan jelas.
Medan, Mei 2017
Yang Membuat Pernyataan
Nukhe Andri Silviana
127025004/TI
DAFTAR ISI
HALAMAN
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
LEMBAR PERNYATAAN ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 11
1.3. Tujuan Penelitian ... 11
1.4. Manfaat Penelitian ... 11
1.5. Ruang Lingkup dan Batasan ... 12
1.6. Asumsi ... ... 12
BAB 2 LANDASAN TEORI ... 14
2.1. Deskripsi Teori ... 14
2.1.1. Gas Suar Bakar Flare ... 14
2.1.2. Spesifikasi Bahan Bakar Gas ... 17
2.1.3. Efek Rumah Kaca ... 27
2.1.4. Produktivitas ... 30
2.1.5. Pengukuran dan Evaluasi Produktivitas ... 31
2.1.6. Green Productivity ... 34
2.1.7. Indikator Green Engineering ... 42
2.1.8. Konsep Waste Reduction ... 43
2.1.9. Analisis Financial ... 44
2.1.10. Perhitungan Beban Emisi ... 47
2.2. Review Hasil Penelitian ... 48
2.3. Resume Hasil Penelitian ... 54
BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL ... 55
3.1. Model Konseptual ... 55
3.2. Definisi Operasional ... 56
BAB 4 RANCANGAN PENELITIAN ... 59
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 59
4.2. Jenis Penelitian ... 59
4.3. Metode Penelitian ... 59
4.3.1. Pengumpulan Data ... 61
4.3.2. Metode Pengolahan Data ... 62
4.3.3. Analisis Pemecahan Masalah ... 65
4.3.4. Kesimpulan dan Saran ... 66
BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 67
5.1. Pengukuran Produktivitas Kondisi Aktual... 67
5.1.1. Evaluasi Produktivitas Kondisi Aktual ... 72
5.2 Metode Green Productivity ... 75
5.2.1. Getting Started ... 75
5.2.2. Planning ... 78
5.2.3. Generation and Evaluation... 80
5.2.4. Implementation of GP Options ... 112
5.2.5. Monitoring and Review... 114
5.2.6. Suistaining Green Productivity... 116
5.3. Pembahasan Hasil ... 122
5.3.1. Analisis Green Productivity ... 122
5.3,2. Evaluasi Green Productivity ... 124
Bab 6 KESIMPULAN DAN SARAN... 125
6.1. Kesimpulan ... 125
6.2. Saran ... 126
DAFTAR PUSTAKA DAFTAR TABEL TABEL JUDUL HALAMAN 1.1. Jumlah Gas Flare ... 5
1.2. Komposisi Gas ... 7
1.3. Nilai Produktivitas Tahun 2014 s/d 2015 ... 8
2.1 Spesifikasi Bahan Bakar Gas (Pipa) ... 19
2.2 Spesifikasi Bahan Bakar CNG ... 20
2.3 Komposisi LPG Campuran ... 21
2.4 Spesifikasi Incinerator ... 25
2.5 Perkiraan Kapasitas limbah ... 26
2.6 Perhitungan Beban Emisi ... 47
5.1 Total Output Perusahaan ... 67
5.2 Total Input Material ... 68
5.3 Total Input Tenaga Kerja ... 68
5.4 Total Input Kapital/Asset ... 69
5.5 Total Input Pengolahan Limbah... 69
5.6 Nilai Produktivitas Tahun 2014 s/d 2015 ... 70
5.7 Hasil Evaluasi Produktivitas ... 74
5.8 Variasi Produktivitas total... 75
5.9 Variabel penyusun main model ... 82
5.10 Data Aktual Flare ... 85
5.11 Data Aktual Flare dan Simulasi ... 87
5.12 Validasi Model ... 87
5.13 Estimasi Produksi Minyak dan Gas ... 90
5.14 Estimasi Biaya Pada Bulan Desember 2016 Alternatif I ... 92
5.15 Green Productivity Ratio ... 92
5.16 Anggaran Gaji ... 95
5.17 Peralatan Pembuatan LPG ... 95
5.18 Estimasi Biaya Pada Bulan Desember 2016 Alternatif II ... 97
5.19 Green Productivity Ratio ... 97
5.20 Peralatan Pembuatan Mesin Incinerator ... 99
5.21 Estimasi Biaya Pada Bulan Desember 2016 Alternatif III ... 102
5.22 Green Productivity Ratio ... 102
5.23 Green Productivity Ratio dan Green Productivty Indeks ... 105
5.24 Parameter Emisi ... 105
5.25 Estimasi Emisi pada Alternatif I, II dan III ... 107
5.26 Kontribusi Terhadap Aspek Pendapatan Masyarakat ... 108
5.27 Rekap Biaya dan Penghematan Untuk Alternatif II ... 108
5.28 Rekap Biaya dan Penghematan Untuk Alternatif III ... 110
5.29 Kontribusi Setiap alternative ... 111
5.30 Baku Mutu Udara Ambien Nasional ... 118
5.31 Baku Mutu Udara Bersih ... 119
5.32 Baku Mutu Air Limbah ... 120
5.33 Evaluasi Produktivitas Aktual dan Setelah Perbaikan ... 124
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR JUDUL HALAMAN
1.1. Aliran Proses Produksi ... 2
2.1. Diagram Alir Produksi Minyak dan Gas ... 14
2.2. Proyeksi Produksi Minyak Dunia dan Trend Gas Suar Bakar ... 15
2.3. Flow Chart Proses Optimasi ... 22
2.4. Cara Kerja Incinerator... 25
2.5. Siklus Produktivitas ... 31
2.6. Hubungan antara produktivitas ... 35
2.7. Diagram Ishikawa ... 40
2.8. Metode Green Productivity... 41
2.9. Elemen input dalam green engineering ... 43
3.1. Kerangka Konsep ... 56
3.2. Kerangka Berpikir ... 58
4.1. Tahapan Penelitian ... 60
4.2. Blok Diagram Pengolahan data ... 64
5.1. Nilai Produktivitas ... 71
5.2. Material Balance ... 77
5.3. Diagram Sebab Akibat ... 79
5.4. Main Model ... 84
5.5. Tampilan Equation Window ... 84
5.6. Grafik Simulasi ... 85
5.7. Diagram Alir Pemanfaatan Sebagai LPG ... 93
5.8. Teknologi Incinerator... 98
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan dunia industri saat ini menuntut industri untuk terus meningkatkan dan memperbaiki kinerjanya agar dapat terus bertahan, dan bahkan dapat memenangkan kompetisi dengan berbagai industri lainnya. Usaha yang dilakukan yaitu dengan meningkatkan produktivitas. Produktivitas dapat diukur dengan membandingkan antara output dan input dalam proses produksi. Seiring dengan peningkatan produksi, ternyata banyak permasalahan lingkungan di sekitarnya. Permasalahan tersebut disebabkan karena proses produksi seringkali mengakibatkan pembuangan material dan energi yang akan membebani lingkungan, padahal proses produksi yang baik tidak hanya memperhatikan keamanan dan efek samping dari limbah sisa prosesnya namun juga berusaha untuk mereduksi limbah buangan yang dihasilkan. Permasalahan ini kerap kali diabaikan oleh pihak perusahaan, padahal saat ini permasalahan lingkungan menjadi isu yang cukup sangat dibicarakan. Oleh sebab itu, sangat penting bagi perusahaan untuk memperhatikan aspek – aspek lingkungan dalam tiap proses produksi yang
dilaksanakan agar dapat menciptakan keserasian dengan lingkungan sekitarnya (Singgih, 2011)
Industri minyak dan gas bumi (migas) melakukan kegiatan eksplorasi, produksi, pengolahan, transportasi dan pemasaran. Dalam kegiatan ini dibagi menjadi dua yaitu kegiatan usaha hulu yang meliputi kegiatan eksplorasi dan produksi sedangkan kegiatan hilir meliputi pengolahan, transportasi dan pemasaran.
Berdasarkan kenyataan tersebut, Salah satu perusahaan nasional dalam bidang migas menyelenggarkan kegiatan pada sektor hulu adalah PT. Pertamina EP Asset I Rantau Field yang berlokasi di kabupaten Aceh Tamiang, NAD. Secara garis besar kegiatan operasi yang berlangsung meliputi pengeboran, eksplorasi, dan kegiatan produksi dengan hasil akhir yaitu minyak mentah yang disalurkan ke Pangkalan Susu untuk pengapalan. Gambar 1.1. dibawah ini menunjukkan diagram alir proses produksi minyak dan gas bumi di PT. Pertamina EP Asset I Field Rantau.
Gambar 1.1. Aliran Proses Produksi di PT. Pertamina EP Asset I Field Rantau Proses Produksi dimulai dari kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi dari sumur melalui pengeboran dengan menggunakan pumping unit kemudian diteruskan ke header manifold yang berfungsi untuk mengatur laju aliran fluida (minyak dan gas) dari masing – masing sumur. Setelah itu minyak dan gas bumi dipisahkan berdasarkan perbedaan berat jenis dengan menggunakan separator. Kemudian minyak dikumpulkan di pusat pengumpulan minyak (oil tank) lalu dipompakan ke pangkalan susu untuk pengapalan. Sedangkan gas yang berada di separator akan diteruskan ke scrubber yang bertujuan untuk memisahkan air dan minyak yang masih terikut didalam gas. Selanjutnya tekanan gas dinaikkan dengan menggunakan compressor sehingga dapat dipompakan ke stasiun High pressure compressor system (HPCS). Apabila tekanan dari gas melebihi kapasitas terpasang maka sebagian gas akan dialirkan ke flare stack untuk dibakar. Pada stasiun HPCS tekanan gas dinaikkan kembali agar gas dapat dipompakan kembali ke stasiun power plant, perumahan, WIP (Water Injection Plant), instrumentation dan sebagian lagi diinjeksikan kembali kedalam sumur sebagai salah satu cara untuk meningkatkan produksi. Selanjutnya air yang diperoleh dari pemisahan minyak dan air dialirkan untuk dilakukan treatment kembali di water treatment process (WTP) lalu dialirkan ke stasiun water injectin plant (WIP) dan dinjeksikan kembali kedalam sumur.
Kegiatan eksplorasi mencakup wilayah kerja yang tersebar di 2 provinsi yaitu Aceh dan Sumatera Utara dengan jumlah produksi minyak rata-rata per hari 3000 barrel atau setara dengan 477.000 liter/hari. Disamping itu, perusahaan juga memproduksi gas alam yang berupa associated gas dengan laju produksi rata-rata 4- 5 MMSCFD (Million Meter Standard Cubic Feet per Day) atau setara dengan 141,6 juta liter/hari. Gas yang dihasilkan oleh PT. Pertamina EP Asset I field Rantau merupakan Associated gas yaitu gas ikutan pada saat pengeboran minyak. Dimana gas ini kemudian dipisahkan melalui serangkaian proses treatment sehingga hasilnya digunakan sebagai sumber energi listrik untuk kegiatan operasional perusahaan, gas pipeline komplek perumahan, bahan bakar dan sebagian diinjeksikan kembali ke dalam sumur injeksi untuk EOR (Enhance Oil Recovery). Selama berproduksi, PT.Pertamina EP Asset I Field Rantau menghasilkan beberapa limbah yaitu limbah cair, padat dan gas. Limbah cair berupa air, yang dilakukan proses treatment kembali untuk digunakan lagi ke semua stasiun, sedangkan limbah padat yang berupa lumpur dikirim ke cilacap untuk diolah kembali menjadi batako. Upaya perusahaan dalam memantau limbah dilakukan analisa laboratorium. Hasil analisa dengan standar PerMenkertrans No.13/MEN/X/2011 dan Kep.MENLH/51/10/2014 bahwa kandungan zat-zat kimia dalam limbah cair dan limbah padat telah memenuhi baku mutu limbah yang telah ditetapkan dan aman bagi lingkungan.
Dari pengamatan di lapangan, untuk limbah gas berupa gas sisa (flare) yang dihasilkan dari proses produksi minyak dan bumi dan selama ini dilakukan
pembakaran ke udara bebas. Tujuan untuk pembakaran ini adalah sebagai sistem keamanan untuk melindungi alat – alat produksi dari kelebihan tekanan disamping itu juga untuk menghilangkan kandungan limbah gas beracun seperti H2S yang sangat berbahaya bagi manusia, hewan, dan lingkungan apabila terpapar gas tersebut.
Jumlah gas flare selama proses produksi rata-rata perbulannya dapat dilihat pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1. Jumlah Gas Flare Selama Proses Produksi Tahun 2012 s.d. 2015 (Sumber : PT.Pertamina EP Asset I Rantau Field)
Dari Tabel 1.1. terlihat jumlah rata – rata perbulan minyak 3,461.765 barrel, gas sebesar 4.685 mmscfd dan gas sisa (flare) sebesar 0.58 mmscfd perhari.
Walaupun hingga saat ini belum ditemukan literatur yang menyebutkan secara spesifik tentang sumbangan GRK atau besarnya peningkatan GRK akibat pembuangan ataupun pembakaran gas sisa yang dihasilkan dari industri migas, namun perhitungannya dapat dilakukan dengan menggunakan formula dari Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (IPCC, 2006) seperti berikut.
Dengan mengetahui produksi minyak 3,518.49 barrel perhari dan produksi gas ikutan No Tahun Minyak (Barrel) Gas (MMSCFD) Gas Flare (MMSCFD)
1 2012 3,678.26 4.22
0.905
2 2013 3,808.08 5.03
0.574
3 2014 3,291.48 4.94
0.355
4 2015 3,069.24 4.55
0.421
Rata-rata 3,461.765 4.685
0.58
0,58 mmscf perhari yang ada di PT.Pertamina EP Asset I Field Rantau, maka pada produksi minyak di PT.Pertamina EP Asset I Field Rantau yang koefisien emisi dari pemakaian energi dalam ton/TJ 71,77 dan koefisien gas 56,1 (IPCC, 2006), maka CO2 yang akan dihasilkan dari produksi minyak dan dari gas ikutan adalah sebagai berikut
Minyak = 3,518.49 barrel, maka:
= 3,518.49 x 0.00573534246575343 = 20.17974511 x 71,77 = 1448.300307 ton/hari
Gas = 4.12 mmscfd, Konstanta = 1.03006750720118, maka:
= 4.12 x 1.03006750720118 = 4.24387813 x 56.1 = 238.0815631 ton/hari
Gas flare = 0.58 mmscfd , Konstanta = 1.03006750720118, maka:
= 0.58 x 1.03006750720118 = 0.597439154 x 56.1 = 33.51633655 ton/hari
Selama produksi, pembakaran limbah gas sisa (flare) terjadi pada sumur, stasiun pengumpul dan High Pressure Compressor System (HPCS). Limbah gas sisa yang terjadi pada sumur dilakukan untuk menghindari terjadinya gas lock yang merupakan kondisi dimana gas bebas masuk kedalam pompa sehingga menyebabkan sejumlah fluida tidak dapat diproduksikan serta back pressure atau disebut dengan tekanan balik pada laju aliran fluida. Sedangkan limbah gas sisa yang terjadi pada stasiun pengumpul dan HPCS merupakan sistem keamanan peralatan dan kelebihan tekanan. Pembakaran Gas flare yang terus menerus dapat menimbulkan emisi karbon monoksida, nitrous oxides dan methane yang sangat berbahaya bagi manusia,
hewan dan lingkungan sekitar apabila terpapar gas ini. Disamping itu pembakaran terhadap limbah gas sisa merupakan losses karena membuang energi yang masih bisa dimanfaatkan kembali. Berikut ini adalah komposisi Gas yang dihasilkan oleh PT.
Pertamina EP Asset 1 Rantau Field yang tergolong dalam kategori sweet gas, karena tidak mengandung gas H2S, komposisi gas dapat terlihat pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Komposisi Gas PT.Pertamina EP Asset 1 Rantau Field (Sumber:
PT.Pertamina EP Asset 1 Field Rantau)
Komponen Satuan
Nitrogen (N2) 0,32 %mol
Carbondioxide (CO2) 1,99 %mol
Methane (CH4) 58,78 %mol
Ethane (C2H6) 12,92 %mol
Propane (C3H8) 8,94 %mol
i-Butane (iC4H10) 3,68 %mol n-Butane (iC4H10) 4,17 %mol i- Pentane (iC5H12) 2,91 %mol n-Pentane (nC5H12) 1,67 %mol
Hexane Plus (C6+) 4,61 %mol
Specific gravity (berat jenis) 1,05 Btu/scf Gross Heating Value (GHV) 1719,68 Btu
Dari Tabel 1.2. terlihat gas yang dihasilkan dari pemisahan minyak ini sebagian besar adalah gas methane. Gas methane ini merupakan gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap pemasan global seperti hal nya karbondioksida, tetapi perbedaannya dengan karbondioksida adalah gas methane ini 21 kali lebih merusak daripada karbondioksida. Disamping itu, gas yang terproduksi tersebut biasanya juga banyak mengandung CO2 dan H2S yang dapat membahayakan kesehatan dan kehidupan manusia. Sehingga dalam proses penanggulangannya gas ini harus dibakar untuk menghindari gas beracun. Menurut Peraturan Menteri Negara
Lingkungan Hidup tahun 2009 bahwa baku mutu kadar maksimum emisi pembakaran gas suar bakar sebesar NM3 40 % mg/.
Sementara itu pemanfaatan gas flare tersebut akan membantu perusahaan dalam meningkatkan produktivitas. Produktivitas perusahaan dari tahun 2014 sampai dengan tahun 2015 dapat dilihat pada Tabel 1.3.
Tabel 1.3. Nilai Produktivitas Tahun 2014 s.d. 2015 No Output Input Nilai Produktivitas
1 205,747,717,271 21,000,000,000 9.80 2 169,787,953,986 20,000,000,000 8.49 3 199,054,241,922 21,000,000,000 9.48 4 198,573,141,583 20,000,000,000 9.93 5 196,946,043,423 20,000,000,000 9.85 6 184,674,553,282 21,000,000,000 8.79 7 184,674,553,282 21,000,000,000 8.79 8 216,490,801,574 21,000,000,000 10.31 9 203,497,987,261 20,000,000,000 10.17 10 210,054,974,493 21,000,000,000 10.00 11 190,721,930,159 21,000,000,000 9.08 12 196,146,206,445 20,000,000,000 9.81 13 211,143,576,117 21,000,000,000 10.05 14 195,350,549,141 21,000,000,000 9.30 15 218,407,061,892 21,000,000,000 10.40 16 199,365,193,290 20,000,000,000 9.97 17 198,610,000,817 21,000,000,000 9.46 18 178,311,804,649 21,000,000,000 8.49
Dari Tabel 1.3. terlihat bahwa produktivitas perusahaan mengalami ketidakstabilan tiap bulannya. Hal ini dikarenakan jumlah produksi minyak yang naik turun, hal ini disebabkan karena peralatan produksi yang sudah tua. Salah satu tujuannya untuk dilakukannya pengurangan limbah flare menjadi bernilai ekonomis
dan ramah lingkungan dengan menggunakan metode green productivity. Dimana metode green productivity merupakan salah satu kebijakan yang melatarbekangi pemanfaatan limbah gas (flare). Berdasarkan penelitian terdahulu yang dilakukan oleh
Fitri Lailatul dkk, (2014), dengan judul penelitian “Peningkatan Produktivitas dan Kinerja Lingkungan Menggunakan Pendekatan Green Productivity Pada Proses Produksi Pupuk Organik (Studi Kasus di PT. Tiara Kurnia,Malang). Melalui pendekatan Green Productivity yang digunakan dalam penelitian ini diharapkan usaha reduksi limbah yang dilakukan dapat berpengaruh terhadap perbaikan kondisi lingkungan sekaligus meningkatan produktivitas perusahaan. Dari hasil penelitian, didapatkan alternatif solusi untuk mengatasi permasalahan tingginya jumlah limbah gas yaitu dengan membuat digester biogas, serta memanfaatkannya sebagai pengganti bahan bakar LPG pada mesin dryer. Alternatif ini mampu memberikan konstribusi terhadap peningkatan produktivitas penggunaan material sebesar 16%, peningkatan produktivitas total berdasarkan biaya sebesar 34%, peningkatan GPI sebesar 0,2 serta menurunkan limbah gas sebesar 3232,5 kg/jam.
Sementara Singgih Mosses, (2011), dengan judul penelitian “Peningkatan Produktivitas Melalui Usaha Waste Reduction Dengan Pendekatan Green productivity(Studi Kasus : PT Ecco Tannery Indonesia). Melalui pendekatan Green Productivity yang digunakan dalam penelitian ini diharapkan usaha reduksi limbah yang dilakukan dapat berpengaruh terhadap perbaikan kondisi lingkungan sekaligus
meningkatan produktivitas perusahaan. Dari hasil penelitian, didapatkan alternatif solusi untuk mengatasi permasalahan tingginya jumlah limbah yang dikirim ke PPLI Bogor yaitu dengan mengurangi limbah sludge dan limbah lemak/koyor melalui mesin sludge dryer berkapasitas 15 ton/hari yang mampu mengeringkan limbah tersebut hingga 90% dry solid. Alternatif ini mampu memberikan kontribusi terhadap peningkatan produktivitas sebesar 0.91% serta berkontribusi terhadap perbaikan kualitas lingkungan melalui penurunan jumlah limbah yang dikirim ke PPLI Bogor sebesar 66.9%.
Sementara itu, gas flare yang dihasilkan oleh PT.Pertamina EP Assset I Field Rantau belum sepenuhnya termanfaatkan sebagai alternatif yang ramah lingkungan, hal ini dikarenakan gas flare hanya dibuang ke udara melalui pembakaran sehingga menghasilkan emisi karbondioksida sebesar 33.51633655 ton/hari atau dengan kata lain perusahaan rugi sebesar ± 200 USD setiap kali pembakaran. Maka, dengan memperhatikan komposisi dan potensi gas yang dihasilkan oleh PT.Pertamina EP Asset 1 Field Rantau, maka gas sisa (flare) dapat dimanfaatkan kembali menjadi alternatif yang bernilai ekonomis dan ramah lingkungan dengan menggunakan metode Green productivity. Green productivity adalah strategi peningkatan produktivitas bisnis dan kinerja lingkungan secara bersamaan, untuk keseluruhan pembangunan sosial dan ekonomi. Pendekatan metode ini, diharapkan dapat mengevaluasi dan memberikan alternatif-alternatif solusi perbaikan untuk peningkatan produktivitas dan kinerja lingkungan (APO,2006).
1.2. Rumusahan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan sebelumnya diketahui bahwa limbah gas sisa (flare) yang dihasilkan dari kegiatan produksi PT.Pertamina EP Asset I Field Rantau dapat direduksi menjadi alternatif yang ramah lingkungan. Dimana pembakaran yang terjadi yang dilakukan terus menerus akan mempengaruhi ekosistem dan lingkungan serta dianggap losses karena masih memiliki potensi untuk dimanfaatkan kembali, maka permasalahan yang akan dicari pemecahannya melalui penelitian ini adalah bagaimana memanfaatkan gas sisa (Flare) menjadi alternatif yang bernilai ekonomis dan ramah lingkungan.
1.3. Tujuan Penelitian
Merujuk kepada rumusan masalah penelitian di atas maka tujuan penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah gas sisa (flare) menjadi bernilai ekonomis dan ramah lingkungan dengan pendekatan green productivity.
1.4. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain sebagai berikut:
a. Membantu perusahaan untuk menurunkan dampak limbah bagi lingkungan
b. Sebagai masukan bagi pihak perusahaan dalam penggunaan limbah gas sisa (flare) sebagai bahan yang bermanfaat secara ekonomis.
c. Sebagai masukan bagi pemerintah agar mendorong upaya peningkatan produktivitas berbasis lingkungan.
1.5. Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian
Adapun ruang lingkup penelitian ini adalah pengukuran produktivitas, evaluasi produktivitas, dan dilakukan perbaikan produktivitas dengan menggunakan Green Productiivity.
Batasan-batasan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
1. Data pengukuran dan evaluasi produktivitas adalah data modal, tenaga kerja, energi, bahan, mesin, dan peralatan selama 2 tahun terakhir tahun 2014 s.d. 2015.
2. Penelitian ini berfokus dalam pemaanfaatan limbah gas sisa (flare) yang ramah lingkungan dengan metode green productivity.
3. Penelitian tidak mencakup perubahan teknologi selain yang diterapkan oleh perusahaan.
4. Alternatif limbah yang diusulkan bukan merupakan produk.
1.6. Asumsi – Asumsi
Asumsi – asumsi yang digunakan dalam penelitian adalah :
1. Keadaan perusahaan tidak berubah selama penelitian berlangsung 2. Gas flare yang menjadi objek penelitian berasal dari sumur, stasiun
pengumpul dan HPCS.
3. Pada saat melakukan penelitian tidak ada penambahan sumur baru.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Deskripsi Teori 2.1.1. Gas Suar Bakar
Gas suar bakar (gas flare) merupakan produk sampingan dari proses eksplorasi dan eksploitasi sumur minyak, proses refinery dan proses petrokimia berupa associated gas. Pada umumnya gas suar bakar ini banyak berasal dari proses eksploitasi sumur minyak baik yang onshore maupun offshore seperti dapat terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1.Diagram Alir Produksi Minyak dan Gas Sumber : Indriani, 2005
Sebagai produk sampingan yang tidak ekonomis apabila didistribusikan ke pasar, gas suar bakar pada umumnya dibakar menghasilkan emisi gas CO, CO2, dan NOx yang dapat menyebabkan efek rumah kaca dan berkontribusi terhadap meningkatnya pemanasan global. Berdasarkan data yang direlease oleh Brithis Petroleum dapat diketahui bahwa total global gas suar bakar dari produksi minyak dunia pada tahun 2008 mencapai 139 BCM (billions cubic meter) per tahun atau sama dengan 13.448,61 MMSCFD (Courban, 2010).
Kecenderungan produksi minyak dunia yang diproyeksikan akan terus meningkat hingga tahun 2020 seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2. mempunyai korelasi yang erat terhadap kenaikan gas suar bakar yang dihasilkan
Gambar 2.2. Proyeksi Produksi Minyak Dunia dan Trend Gas Suar Bakar
Pemetaan yang dilakukan oleh lembaga Energy Information Administration (EIA), USA dan lembaga Global Gas Flaring Reduction (GGFR) di bawah Bank Dunia pada tahun 2004 dapat disimpulkan bahwa kecenderungan kenaikkan produksi
gas suar bakar sampai tahun 2020 sangat dipengaruhi oleh kenaikan produksi minyak dunia. Pada Gambar 2.2. dijelaskan bahwa pada skenario tanpa aksi yang dilakukan akan membuat trend produksi gas suar bakar meningkat drastis, sebaliknya upaya skenario yang optimis seperti pemanfaatan gas suar bakar dan upaya menginjeksi kembali ke dalam sumur yang ditawarkan baik pada pasar domestik maupun internasional akan dapat mereduksi produksi gas suar bakar yang dibakar masuk ke atmosfir. Kondisi ini yang menjadi dasar bagi organisasi-organisasi dunia yang peduli pada lingkungan dan dampak pemanasan global untuk melihat permasalahan ini menjadi prioritas yang utama. Dari data BP MIGAS dan EIA pada tahun 2004 yang dihitung kembali dapat diketahui bahwa produksi gas suar bakar untuk negara- negara di Asia Tenggara dan India, Indonesia merupakan negara kontributor terbesar yang memberikan kontribusi terhadap produksi gas suar bakar sebesar 72,3%, disusul India sebesar 11,8%, Vietnam 5,5%, Philipina 4,5% dan Burma sebesar 1,6%. ( Indriani, 2005)
Potensi gas suar bakar dari kegiatan operasi lapangan minyak dan gas yang cukup besar dan tersebar di Indonesia merupakan prioritas yang penting untuk dapat direduksi, terutama terkait dengan komitmen dari Pemerintah Indonesia untuk turut serta peduli menurunkan emisi gas rumah kaca. Pemanfaatan gas suar bakar dalam upaya mereduksi dampak lingkungan terkait pemanasan global ke depannya akan semakin menarik dan menjadi prioritas pemerintah untuk mengembangkan industri minyak dan gas yang ramah lingkungan.
2.1.2. Spesifikasi Bahan Bakar Gas
Kendaraan berbahan bakar gas sudah seharusnya dijadikan sebagai salah satu kendaraan yang bersih dan ramah lingkungan dan juga sebagai kendaraan yang memikirkan akan kelangsungan sumber energi untuk masa depan. Studi-studi yang dilakukan di seluruh dunia secara konsisten menunjukkan bahwa mesin yang menggunakan bahan bakar gas menghasilkan emisi berbahaya lebih sedikit dibanding mesin yang menggunakan bahan bakar minyak seperti bensin, solar atau bahkan elpiji.
Selain memproduksi lebih sedikit emisi,bahan bakar yang bersumber dari gas alam juga lebih sedikit menimbulkan bahaya terhadap lingkungan bila dibandingkan dengan bahan bakar yang lain karena gas alam lebih ringan yang bersifat mudah menguap. Emisi-emisi utama yang dihasilkan dari sisa pembakaran atau gas buang dari mesin-mesin serta bahaya yang bisa ditimbulkan adalah sebagai berikut.
a. Karbon monoksida (CO), karbon monoksida adalah gas yang dalam konsentrasi tinggi dapat menyebabkan sesak napas.
b. Partikel-partikel kecil dari hasil pembakaran seperti jelaga, partikel-partikel ini apabila masuk ke dalam paru-paru sering dapat menyebabkan kerusakan paru-paru secara permanen.
c. Nitrogen oksida (NOx), ini adalah salah satu unsur pokok fotokimia asap / kabut. Semakin banyak NOx yang terbuang ke udara maka semakin
berkurangnya kualitas udara, karena di udara sudah ada sejumlah besar HC yang siap untuk bereaksi dengan NOx membentuk asap atau kabut.
Sebagian besar polusi udara (sekitar 70%) disebabkan oleh kegiatan transportasi. Gas buang yang dikeluarkan oleh kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar minyak (BBM) rata-rata terdiri dari: 72% N2, 18,1% CO2, 8,2% H2O, 1,2% gas Argon, 1,1% O2 dan 1,1% gas beracun yang terdiri dari 0,13%
Nox, 0,09% Hidrocarbon, dan 0,9% CO.
Kualitas bahan bakar gas selalu berpacu pada spesifikasi yang sudah ditetapkan. Parameter kualitas dari produk bahan bakar gas diantaranya.
a.Komponen hidrokarbon (C1 sampai dengan C6).
b.Gas pengotor (CO2, O2, N2).
c.Kandungan Gas Asam (Acid Gas).
d.Mercury.
e.Kandungan air.
f.Nilai kalori.
g.Berat jenis.
Secara lengkap salah satu spesifikasi bahan bakar gas (gas pipa) yang ada di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.1. Spesifikasi Bahan Bakar Gas (Pipa)
Dari Tabel 2.1. tersebut terlihat spesifikasi gas yang digunakan sebagai bahan bakar gas merupakan gas yang ramah lingkungan. Maksimum kandungan H2S yang berada dalam produk adalah 16 ppm. Komposisi utama bahan bakar gas adalah C1dan C2 dengan spesifikasi minimum 80% vol.
CNG adalah merupakan salah satu bahan bakar gas yang sering digunakan di sektor transportasi. Tekanan silinder penampungan CNG berkisar antara 120 sampai dengan 275 Bar.Salah satu spesifikasi produk CNG yang ada di pasaran dapat dilihat pada Tabel 2.2. berikut.
Tabel 2.2. Spesifikasi Bahan Bakar CNG
Dari Tabel 2.2. tersebut terlihat kandungan gas beracun seperti H2S di dalam CNG hanya 4 ppm. Ini menunjukan bahwa gas yang digunakan sebagai bahan bakar sektor transportasi merupakan gas yang ramah lingkungan.
Beberapa cara teknologi yang digunakan untuk mengurangi limbah gas sisa (flare) adalah
1. Mini LPG
LPG (liquefied petroleum gas) terdiri dari campuran utama propan (C3H8) dan butan (C4H10) dan beberapa fraksi C2 yang lebih ringan dan C5 yang lebih berat. LPG merupakan campuran dari hidrokarbon tersebut yang berbentuk gas pada tekanan atmosfir, namun dapat diembunkan menjadi bentuk cair pada suhu normal, dengan tekanan yang cukup besar. Walaupun digunakan sebagai gas, namun untuk kenyamanan dan kemudahannya, disimpan dan
ditransport dalam bentuk cair dengan tekanan tertentu. LPG cair, jika menguap membentuk gas dengan volum sekitar 250 kali. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung LPG tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80% - 85% dari kapasitasnya. Tekanan dimana LPG berbentuk cair, dinamakan tekanan uapnya, juga bervariasi tergantung komposisi dan temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar 220 kPa (2,2 bar) bagi butana murni pada 20°C (68°F) agar mencair, dan sekitar 2,2 MPa (22 bar) bagi propana murni pada 55°C (131°F). Menurut spesifikasinya, LPG dibagi menjadi tiga jenis yaitu LPG campuran, LPG propana dan LPG butana. Spesifikasi masing- masing LPG tercantum dalam keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. LPG yang dipasarkan PT.Pertamina (Persero) adalah LPG campuran . Komposisi LPG campuran dapat dilihat dari Tabel 2.3 berikut.
Tabel 2.3. Komposisi LPG Campuran Pertamina (Sumber: Handiko, 2013)
Komposisi Satuan Batasan
Minimum Maksimum
C2 % vol 0,8
C3 dan C4 % vol 97
C5+(C5 dari kandungan
hidrokarbon lain yang lebih berat
% vol 2,0
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Pramono (2011). Pemprosesan gas mini LPG dilakukan dalam 5 tahap utama, perincian proses dapat dilihat pada Gambar 2.3. dibawah ini.
Gambar 2.3. Flow chart Proses Optimasi
Beberapa peralatan utama yang digunakan untuk proses gas menjadi mini LPG menurut Ken Arnold dan Maurice yang tercantum pada penelitian (Pramono,2011) adalah sebagai berikut.
1. Kompresor.
Kompresor adalah alat yang digunakan untuk memadatkan udara dan gas 2. Heat Exchanger.
Heat Exchanger berfungsi untuk mentransfer panas dari cairan atau gas panas ke cairan dan gas dingin tanpa terjadi kontak antara keduanya.
3. Separator Gas.
Separator Gas berfungsi untuk memisahkan fase cair dan juga fae gas dari suatu fluida
4. Absorber dan Stripper.
Peralatan ini khusus digunakan pada proses peroleh gas menggunakan refrigerated absorption plant. Absorbsi komponen gas yang diinginkan absorbent dialirkan dari atas kolom terjadi disilinder vertikal yang disebut absorber. Gas yang masuk kedalam absorber disebut dry gas. Stripper (demethaziner/deethanizer) berfungsi untuk memisahkan komponen LPG dengan rich oil (minyak pengabsorbsi yang keluar dari absorber).
Komponen LPG yang keluar dari stripper kemudian dikondensasi menjadi liquid.
5. Fraksinator.
Fraksinator pada dasarnya merupakan gabungan dari absorber dan Stripper yang kolom absorbernya diletakkan disebelah atas Stripper. Beberapa contoh fraksinator adalah demethaziner, deethanizer, depropanizer, dan lainnya yang memiliki fungsi masing - masing untuk menangkap komponen yang sesuai.
6. CO2 Removal.
Berfungsi untuk menyerap komponen CO2 yang harus dhilangkan. Kontrak penjualan gas mensyaratkan batasan maksimum kandungan CO2 yang terdapat pada gas yang dihasilkan oleh perusahaan masih dalam batas toleransi sehingga tidak perlu pemisahan komponen CO2 dalam proses produksi LPG.
2. Insinerator
Insinerasi (incineration) merupakan suatu teknologi pengolahan limbah yang melibatkan pembakaran limbah pada temperatur tinggi. Teknologi insinerasi berfungsi sebagai suatu alternatif untuk metode-metode pengolahan limbah landfill dan proses biologis seperti pengomposan dan biogas. Teknologi ini mempunyai manfaat-manfaat kuat terutama sekali untuk pengolahan limbah jenis-jenis tertentu didaerah-daerah relung seperti limbah klinis (limbah rumah sakit ataupun farmasi) dan limbah-limbah berbahaya tertentu yang mana patogen-patogen dan toksin-toksin hanya dapat dihancurkan dengan
temperatur tinggi. Pembakaran limbah ini dapat dilihat pada Gambar 2.4 berikut ini.
Gambar 2.4. Cara Kerja Insinerator
Spesifikasi dari Insinerator dapat dilihat pada Tabel 2.4. dibawah ini.
Tabel 2.4. Spesifikasi Unit Insinerator limbah Padat dan Cair (http://metalindoerabuanaengineering.com)
Uraian
Model
Limbah Padat
Limbah Padat &
Cair
IS 50 SW IS 100 SW IS 150 SW
IS 75 SLW
IS 150 SW Kapasitas Incinerator
1. Limbah Padat kg/hr 50 100 150 50 100
2. Limbah Cair kg/hr 25 50
VOLUME TUNGKU/ FURNACE
1. Primary M3 0.52 1.04 1.56 0.78 1.56
2. Secondary M3 0.02 0.03 0.04 0.03 0.04
BURNER CAPACITY
1. Main Burner KW 51.8 102.6 146.2 164.6 288.4
2. After Burner KW 46.3 92.6 136.4 127.7 185.5
Tabel 2.4. (Lanjutan)
Uraian
Model
Limbah Padat Limbah Padat &
Cair IS 50 SW IS 100 SW IS 150 SW IS 75
SLW
IS 150 SW
TYPE BAHAN BAKAR Solar/Kerosene/Natural Gas
MAX. PEMAKAIAN B BAKAR Lt 10.1 20.1 29.1 30.1 46.6
ELECTRICAl
1. Pemakaian Listrik KW 1.6 1.8 2.4 3.8 4.6
2. Daya yang
digunakan KW 220/1/50 380/3/50
CEROBONG ASAP/ CHIMNEY
1. Diameter m 200 250 300 250 350
2. Tinggi m 8
UKURAN UNIT
1. Lebar mm 1.100 1.500 1.500 1.200 1.500
2. Dalam mm 1.100 1.200 1.500 1.200 1.500
3. Tinggi mm 1.950 2.175 2.275 2.175 2.250
Sedangkan perkiraan kapasitas limbah dapat dilihat pada Tabel 2.5. Berikut ini.
Tabel 2.5. Perkiraan Kapasitas Limbah
(http://metalindoerabuanaengineering.com)
Klasifikasi Type Bangunan Jumlah Limbah yang dihasilkan
Bangunan Industri Pabrik Harus dilakukan survey
Gudang 9.76 kg (per 100 m - per hari) Bangunan Komersial Perkantoran 4.88 kg (per 100 m - per hari)
Tabel 2.5. (Lanjutan)
Klasifikasi Type Bangunan Jumlah Limbah yang dihasilkan Departement Store 19.53 kg (per 100 m - per hari)
Shopping centre Harus dilakukan survey Supermarket 43.94 kg (per 100 m - per hari)
Restaurant 0.91 kg setiap kali waktu makan perhari Toko obat/Apotik 24.4 kg (per 100 m - per hari)
Bank Harus dilakukan survey
Tempat tinggal Rumah pribadi 2.27 kg basic dan 0.45 kg per kamar tidur Apartemen 1.81 kg per kamar tidur - perhari
Sekolah Sekolah Dasar 4.54 kg per Ruangan dan 0.22 kg perorang- per hari Sekolah Menengah 3.62 kg per Ruangan dan 0.22 kg perorang- per hari Perguruan Tinggi Harus dilakukan survey
Instansi Rumah sakit 6.8 kg per kamar tidur - perhari- seluruh limbah 0.6 kg per kamar tidur - perhari - limbah medis Mess Perawat 1.36 kg per orang - per hari
Rumah Istirahat 1.36 kg per orang - per hari
Hotel Hotel Bintang 1.36 kg per kamar dan 0.8 kg setiap kali makan - per hari Hotel Melati 0.68 kg per kamar dan 0.4 kg setiap kali makan - per hari
Motel 0.91 kg per orang - per hari
2.1.3. Efek Rumah Kaca
Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya. Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbon dioksida (CO2) dan
gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batubara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuh-tumbuhan dan laut untuk menye- rapnya. Energi yang masuk ke Bumi:
a. 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer.
b. 25% diserap awan.
c. 45% diserap permukaan bumi.
d. 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi.
Energi yang diserap dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.
Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah belerang dioksida, nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik, seperti gas metana dan klorofluorokarbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.
2.1.3.1.Dampak Efek Rumah Kaca
Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung- gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut.
Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.
Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5°C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5°C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan makin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.
Efek rumah kaca ini sangat dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada di bumi, karena tanpanya, planet ini akan menjadi sangat dingin. Dengan temperatur rata-rata sebesar 15°C (59°F), bumi sebenarnya telah lebih panas 33°C (59°F) dari temperaturnya semula, jika tidak ada efek rumah kaca suhu bumi hanya -18°C sehingga es akan menutupi seluruh permukaan Bumi. Akan tetapi sebaliknya, apabila
gas-gas tersebut telah berlebihan di atmosfer, akan mengakibatkan pemanasan global. (Suarsana Made,2011)
2.1.4. Produktivitas
Menurut Sumanth (1985), Productivity merupakan kombinasi dari efektifitas dan efisiensi, dengan efektifitas yang berkaitan dengan performansi dan efisiensi yang berkaitan dengan penggunaan sumber daya. Dimana efektifitas merupakan tingkat pencapaian suatu objek sedangkan efisiensi adalah bagaimana penggunaan sumber daya secara optimal untuk mencapai hasil yang diinginkan. (Suhartini,2012)
Jika dilihat melalui istilah secara kuantitatif, produksi adalah jumlah output yang diproduksi sedangkan produktivitas adalah rasio antara output yang diproduksi dan input yang digunakan. Menurut David J. Sumanth (1985), produktivitas adalah rasio antara jumlah output yang dihasilkan dan jumlah input yang digunakan.
Produktivitas merupakan serangkaian kegiatan yang membentuk siklus yang terdiri dari empat fase kegiatan yaitu fase pengukuran, fase evaluasi, fase perencanaan, dan fase perbaikan dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Siklus Produktivitas
Konsep siklus ini memperlihatkan bahwa peningkatan produktivitas harus dimulai oleh kegiatan pengukuran, evaluasi, perencanaan,dan peningkatan terhadap produktivitas itu sendiri. Keempat tahap ini sangat penting dilaksanakan karena siklus tersebut menunjukkan bahwa program penelitian produktivitas merupakan suatu kegiatan yang berkesinambungan dan melibatkan seluruh operasi kegiatan perusahaan. Apabila produktivitas dari sistem ini telah dapat diukur. Langkah selanjutnya adalah mengevaluasi tingkat produktivitas aktual itu untuk diperbandingkan dengan rencana yang telah ditetapkan.
2.1.5. Pengukuran dan Evaluasi Produktivitas
Pengukuran adalah sebuah langkah awal yang bersifat normatif dalam melakukan suatu perencanaan baik untuk tujuan perbaikan atau peningkatan maupun tujuan pengembangan. Sumanth mengembangkan model pengukuran produktivitas
dengan memperhatikan pengaruh utama semua faktor input terhadap output yang sifatnya tangible.
Berdasarkan faktor yang terlibat, Sumanth mengelompokkan pengukuran produktivitas menjadi 3 jenis yaitu Partial Productivity¸Total Factor Productivity, dan Total Productivity.
Partial Productivity, Merupakan rasio dari output dengan salah satu jenis input saja. Misalnya produktivitas tenaga kerja (rasio output dengan input tenaga kerja). Total Factor Productivity, merupakan rasio dari output bersih dengan jumlah tenaga kerjadan modal. Output bersih memiliki pengertian yaitu selisih antara output total dengan material dan jasa. Total Productivity, merupakan rasio antara output total dengan jumlahan semua input. Input yang dimaksud disini adalah material, tenaga kerja, modal, energy, dan input lainnya. Secara garis besar produktivitas total diformulasikan sebagai berikut. Total Productivity sama dengan total output dibagi dengan total input.
Evaluasi adalah fase berikutnya setelah pengukuran produktivitas dilakukan.
Tujuan evaluasi adalah mendapatkan informasi yang akurat tentang tingkat kemajuan perusahaan saat ini relatif terhadap kemajuan yang dicapai dalam periode sebelumnya ditinjau dari sudut capaian produktivitas. Evaluasi produktivitas pada dasarnya dilakukan untuk mendapatkan kepastian jawaban dimana posisi perusahaan saat ini (where the company is standing now). Untuk lebih membantu dalam evaluasi
hasil pengukuran produktivitas tersebut maka beberapa alat bantu yang umum digunakan adalah:
1. Pembuatan scatter diagram/trend pengukuran produktivitas baik untuk produktivitas total. Pembuatan scatter diagram dengan jelas menggambarkan trend dan fluktuasi capaian produktivitas dari periode ke periode.
2. Pembuatan tabel deviasi.yang menunjukkan plus – minus produktivitas masing-masing produk relative terhadap periode sebelumnya.
Sumanth (1985), mengembangkan serangkaian alternative perbaikan produktivitas dengan pendekatan output dan input yang disebutnya pola evaluasi produktivitas atau productivity Evaluation Tree (PET). Menurut Sumanth, estimasi produktivitas disebut sebagai budgeted Productivity dapat ditetapkan dengan dua metode. Estimaasi produktivitas total dihitung dengan menggunakan bilangan deviasi dari capaian produktivtas total periode yang lalu. Indek i dan t dan periode ke t.
Estimasi produktivitas total dihitung sebagai berikut:
Metode 1: Exponential Smoothing
Pada akhir periode awal (t=0), estimasi produktivitas total untuk periode berikutnya (t=1) yaitu bulan februari dapat dilihat pada persamaan 2.1.
= α + (1-α) ...…
(2.1) dimana
= Aktual Produktivitas total produk i untuk periode t Α = Parameter dimana 0 ≤ α ≥ 1
α =
Variasi produktivitas total dengan estimasi produktivitas total dapat dihitung dengan rumus pada persamaan 2.2.
+ ... (2.2) Metode 2 : Metode PET (Productivity Evaluation Tree)
Untuk metode dua terdapat produktivitas asumsi yang telah ditetapkan oleh manajemen perusahaan sebagai target terbaik dari produktivitas total perusahaan.
Rumus yang digunakan pada persamaan 2.3.
= ... (2.3)
2.1.6. Green Productivity
Green Productivity merupakan bagian dari program peningkatan produktivitas yang ramah lingkungan dalam menjawab isu global tentang pembangunan berkelanjutan (sustainable development). Green Productivity adalah salah satu konsep peningkatan produktivitas yang berorientasi kepada perlindungan lingkungan yang didasarkan atas keseimbangan antara peningkatan produktivitas dan pembangunan berkelanjutan.
Hubungan antara produktivitas dan lingkungan dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Hubungan antara Produktivitas dan Lingkungan
Konsep Green Productivity diambil dari penggabungan dua hal penting dalam strategi pembangunan, yaitu
1. Perlindungan lingkungan.
2. Peningkatan Produktivitas.
Green Engineering atau Green Productivity mempunyai empat tujuan umum dalam rangka meningkatkan kualitas lingkungan dan ekonomi produksi ketika diimplementasikan pada lantai produksi, yaitu:
1. Pengurangan Limbah (Waste Reduction).
2. Manajemen Material (Material Management).
3. Pencegahan Polusi (Pollution Prevention).
4. Peningkatan Nilai Produk (Product Enhancement).
Green engineering adalah suatu konsep sejenis yang memberikan kerangka untuk rancangan material, produk, proses, dan sistem baru yang baik untuk kesehatan manusia dan lingkungan. Green engineering dapat digunakan untuk setiap sektor industri yang terlibat dalam rancangan dan manufaktur.
Prinsip Green Engineering sebagai berikut
1. Perancang perlu untuk memastikan semua input dan output material dan energi yang terlibat setidak berbahaya mungkin.
2. Sebaiknya mencegah terjadinya waste dibandingkan untuk memperbaiki waste setelah terbentuk.
3. Operasi pemisahan dan pemurnian harus dirancang untuk menggunakan energi dan material seminimal mungkin.
4. Produk, proses, dan sistem harus dirancang untuk memaksimalkan massa, energi, ruang, dan efisiensi waktu.
5. Ketahanan target, harus menjadi suatu tujuan.
6. Rancangan untuk pemecahan ketidakpastian kapasitas atau kapabilitas harus dilihat dari kesalahan rancangan.
7. Keragaman material dalam produk multikomponen harus dikurangi untuk membantu pembongkaran dan nilainya.
8. Integrasikan material lokal dan aliran energi dalam proses rancangan.
9. Kinerja produk, proses, dan sistem harus dirancang untuk penggunaan setelahnya 10. Input material dan energi harus dapat diperbaharui.
2.1.6.1. Metode Green Productivity
Adapun langkah-langkah dalam Green Productivity adalah sebagai berikut:
Langkah 1. Getting started
Langkah awal dalam GP adalah mulai membentuk tim GP untuk mengkoordinasikan pelaksanaan GP. Kemudian tim ini melakukan pencarian informasi dengan melakukan walk through survey. Pada tahap ini harus sudah menentukan Flow Chart/Process Chart, dan material balance. Kemudian tim GP harus mengetahui operasi-operasi yang menghasilkan waste termasuk estimasi atau perkiraan mengenai waste yang dihasilkan dari tiap-tiap proses berbeda.
Berikut ini adalah tool yang digunakan beserta jenis data yang diperlukan adalah a. Flow Chart/Process Chart. Merupakan diagram yang menjelaskan tentang
aktivitas yang berkelanjutan seperti pengumpulan informasi, analisis, operasi.
Dalam kerangka GP Flow Chart digunakan untuk mengidentifikasi proses produksi mulai bahan jadi sampai siap untuk dipasarkan. Informasi-informasi yang diperlukan untuk analisis setiap komponen pembentuk suatu produk lengkap dengan lebih terperinci dapat diperoleh melalui Peta Aliran Proses.
b. Material Balance
Berfungsi untuk proses evaluasi kuantitatif terhadap material input dan output.
Material balance adalah tool persediaan paling dasar, yang memberikan
penilaian kuantitatif pada input dan output material. Pengembangan material balance untuk program manajemen lingkungan berdasar pada proses adalah Process Flow Diagram. Input dalam suatu proses atau unit operasi dapat termasuk bahan baku, kimia, air, udara, dan energi. Output termasuk produk primer, by-product, reject, waste cair, waste gas. Limbah perlu disimpan dalam pembuangan atau untuk penggunaan kembali. Material dan energy balance sejalan, karena material balance yang dipakai untuk mengkaji energi disebut energy balance.
Langkah 2. Planning
Pada tahap planning, berdasarkan pada informasi yang telah dikumpulkan, tim GP melakukan 2 tahapan yaitu identifikasi permasalahan serta penyebabnya dengan menggunakan tool antara lain diagram sebab akibat dan brainstorming. Setelah mengidentifikasi permasalahan tersebut, maka perlu ditentukan tujuan dan target yang akan dicapai sebagai petunjuk tim GP untuk memilih alternatif solusi.
Diagram Ishikawa ini disebut juga diagram tulang ikan (fishbone diagram) dan berguna untuk memperlihatkan faktor-faktor utama yang berpengaruh pada kualitas dan mempunyai akibat pada masalah yang dipelajari, selain itu juga dapat dilihat faktor-faktor yang lebih terperinci yang berpengaruh dan mempunyai akibat pada faktor utama tersebut yang dapat dilihat dari panah-panah yang berbentuk tulang ikan pada diagram fishbone tersebut. Diagram sebab akibat ini diperkenalkan pertama kalinya oleh Profesor Kaoru Ishikawa (Universitas Tokyo) pada tahun 1943.
Untuk mencari faktor penyebab terjadinya penyimpangan kualitas kerja, maka orang akan selalu mendapatkan bahwa ada lima faktor penyebab utama yang perlu diperhatikan, yaitu
a. Manusia.
b. Metode Kerja.
c. Mesin atau peralatan kerja lainnya.
d. Bahan baku.
e. Lingkungan Kerja.
Langkah-langkah dalam membuat diagram sebab akibat, yaitu:
a. Mengidentifikasi masalah utama.
b. Menempatkan masalah utama tersebut di sebelah kanan diagram.
c. Mengidentifikasi penyebab mayor dan meletakkannya pada diagram utama.
d. Mengidentifikasikan penyebab minor dan meletakkannya pada penyebab mayor.
e. Diagram sebab akibat telah selesai, kemudian dilakukan evaluasi untuk menentukan penyebab sesungguhnya.
Diagram Ishikawa untuk pencarian akar masalah dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7. Diagram Ishikawa
Setelah mengidentifikasi permasalahan tersebut, maka perlu ditentukan tujuan dan target yang akan dicapai sebagai petunjuk tim Green Productivity untuk memilih alternatif solusi.
Langkah 3. Generation and evaluation of GP option
Tahap ini merupakan tahap yang paling kritis dan memerlukan kreatifitas tim.
Tahapan ini memiliki 2 langkah utama yaitu a. Menyusun alternatif-alternatif GP
Untuk menemukan metode-metode yang dapat memecahkan permasalahan.
Alternatif-alternatif tersebut kemudian dievaluasi untuk dipilih dengan menggunakan metode - metode pemilihan alternatif.
b. Screening, evaluation, dan prioritization dari alternative-alternatif GP.
Disaat alternatif-alternatif GP telah teridentifikasi, maka Tim akan memilih dan memprioritaskan alternative yang paling memungkinkan.
Langkah 4. Implementation of GP options
Tahap keempat dari pelaksanaan GP adalah menyusun rencana implementasi yang melibatkan detil pelaksaan kegiatan, personil dan batasan waktu pelaksanaan. Untuk menjamin pelaksanaan itu, maka perlu dilakukan pelatihan untuk membangun pemahaman mengenai peran masing-masing personil dalam mengimplementasikan GP.
Langkah 5. Monitoring and review
Dilakukan untuk menentukan efektifitas metodologi GP, yang meliputi manfaat dan penghematan yang diperoleh, kesulitan-kesulitan yang dihadapi selama pelaksanaan dan identifikasi untuk perbaikan selanjutnya.
Langkah 6. Sustaining GP
Langkah akhir dari metodologi GP adalah membentuk system terstruktur untuk menjamin perbaikan produktivitas dan kinerjal ingkungan secara terus-menerus dalam GP.
Untuk langkah-langkah dalam Green Productivity dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8. Metode Green Productivity
2.1.7. Indikator Green Engineering
Indikator Green Engineering adalah suatu strategi, dimana diperlukan suatu indikator yang dapat mengukur kinerja strategi secara kuantitatif. Pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan Green Engineering Index dan Green Engineering Ratio sebagai indikator dapat dilihat pada persamaan 2.4.
……… (2.4)
Perhitungan Green Engineering Ratio untuk manusia, material, modal, dan energi dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.5. s.d. persamaan 2.8.
...… (2.5)
...… (2.6)
...… (2.7)
...… (2.8)
Rasio untuk waste dihitung sebagai berikut dengan persamaan 2.9. berikut
...… (2.9)
Elemen-elemen input tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.9.
Input
Manusia Pekerja Manager Profesional Birokrat TenagaAdministrasi
Kapital (Modal) Tetap Tanah Bangunan Mesin-mesin Peralatan Lancar Inventory Kas
Material Bahan Baku Part dari luar
Energi Listrik PLN Solar Oli dan bensin
Pengeluaran lain Transportasi Pajak
Pengelolaan Informasi Alat tulis kantor
Gambar 2.9. Elemen –elemen Input dalam Green Engineering
2.1.8. Konsep Waste Reductions
Waste reductions adalah pengurangan sejumlah limbah padat atau limbah yang berbahaya yang ditimbulkan oleh perusahaan. Pengurangan limbah ini meliputi reduksi sumber limbah dan daur ulang. Waste Reductions dapat dicapai dengan beberapa cara yaitu.
a. Melakukan setiap proses dalam sistem sebaik – baiknya. Proses yang dilakukan dengan baik dapat mengurangi timbulnya limbah serta membuat proses menjadi lebih efisien. Hal ini dapat menguntungkan bagi perusahaan.
