Dosen Pembimbing 1Dosen Pembimbing 1
Ir. Syarifuddin Mahmudsyah, M.Eng
Dosen Pembimbing 2 Ir. Teguh Yuwono
OLEH :
Dhika Fitradiansyah Riliandi 2205 100 003
STUDI PEMANFAATAN KOTORAN SAPI UNTUK GENSET LISTRIK BIOGAS, PENERANGAN DAN MEMASAK
MENUJU DESA NONGKOJAJAR (KECAMATAN TUTUR) MANDIRI ENERGI.
LATAR BELAKANG
Kondisi ketenagalistrikan di Indonesia saat ini :
1.
Total Pembangkit di Indonesia sebesar 25.218 MW, yang sebagian besar terdiri dari energi fosil. Pada saat ini di Kabupaten pasuruan menggunakan bahan bakar minyak/gas (PLTGU Grati) dengan kapasitas 500MW.
2.
Pertumbuhan permintaan tenaga listrik selama kurun waktu 10 tahun terakhir mencapai rata-rata 6 – 9% setiap tahunnya (Sumber Data Statistik PLN). Hal ini tidak diimbangi dengan pasokan listrik yang cukup.
3.
Terjadi krisis energi listrik di beberapa daerah beberapa
tahun terakhir di indonesia. Khususnya di desa nongkojajar
yang sering mengalami pemadaman 3-8 kali dalam satu
bulan
Penggunaan Jenis Pembangkit Di Indonesia
Sumber: Data statistik PLN tahun 2008
Hidro 16%
Diesel Panas Bumi 1%
2%
Gas Turbine 4%
PLTU Batu Bara
27%
PLTU BBM
5% PLTU Gas 6%
Combine Cycle Gas 21%
Combine Cycle BBM 18%
Geothermal 2%
Hydroelectric 14%
Coal 26%
Fuel oil 34%
Natural gas 24%
KAPASITAS PEMBANGKIT TERPASANG
PERMASALAHAN
1.
Bagaimana Kondisi energi dan ketenagalistrikan khususnya di Kabupaten Pasuruan desa Nongko Jajar saat ini?
2.
Bagaimana Penggunaan energi terbarukan di Kabupaten Pasuruan?
3.
Bagaimana cara mengatasi krisis energi listrik yang terjadi di Kabupaten Pasuruan khususnya di desa Nongko Jajar?
4.
Bagaimana Potensi energi baru terbarukan khususnya biogas dengan menggunakan kotoran sapi perah di desa Nongko Jajar-Kabupaten Pasuruan yang kaitannya terhadap sumber energi listrik?
5.
Apakah teknologi biogas dapat diterapkan sebagai sumber
energi baru dan terbarukan di desa nongko jajar dengan
menggunakan analisa keputusan?
TUJUAN PENELITIAN
1. Menemukan sumber energi alternatif renewable baru untuk menggantikan sumber energi non renewable.
2. Untuk mengidentifikasi jumlah produksi dan potensi kotoran Sapi Perah di Nongko Jajar.
3. Membangun sumber pembangkit tenaga listrik agar ketersediaan energi listrik terpenuhi.
4. Untuk mengetahui dampak pembangunan PLT Biogas kotoran Sapi terhadap lingkungan sekitar.
5. Untuk mengetahui kelayakan investasi pembangunan proyek pembangkit dari perspektif ekonomi.
METODOLOGI PENELITIAN
Studi literatur
Pengumpulan data
Analisis Peramalan Kebutuhan Listrik
Analisa dampak lingkungan Analisa Studi
Kelayakan
Penulisan Buku Tugas Akhir
Analisa Investasi
TEORI PENUNJANG
Sekilas Kecamatan Tutur
Secara administrasi wilayah Kecamatan tutur terbagi atas 12 wilayah kelurahan
Pada tahun 2010 kecamatan tutur memiliki peternakan sapi perah sebesar 16 ribu ekor sapi perah. Desa nongkojajar merupakan daerah peternakan yang cukup besar kecamatan Tutur, pada tahun 2010 di desa nongkojajar terdapat 10.400 ekor sapi perah.
•
Berdasarkan registrasi penduduk tahun 2007 jumlah penduduk Kecamatan Tutur sebesar 51.595 jiwa, terdiri dari laki-laki 25.998 jiwa (50.4 % ) dan perempuan 25.598 jiwa ( 49.6 % ).
Dengan luas wilayah sebesar 86,300 km
2, Kepadatan penduduk di KecamatanTutur tahun 2007 adalah 598 per km
2.
•
Perekonomian Kecamatan Tutur dalam tahun 2007 tumbuh
sebesar 5.07%, pertumbuhan tersebut lebih besar dibandingkan
tahun 2005 yang hanya 4.06%.
Data kondisi ketenagalistrikan Kabupaten Pasuruan
Dari total daya listrik yang digunakan pelanggan PLN di area Kecamatan tutur Desa Nongkojajar, PLN mengalami devisit daya hingga 18,23 MW. APJ PLN Pasuruan melakukan pemadaman bergilir mengurangi pasokan listrik. RE di Pasuruan dari tahun mengalami peningkatan sebesar 1.18% pertahun.
Peramalan Beban dengan metode DKL
3.01
Dengan metode DKL 3.01 didapatkan peramalan Beban Puncak Kabupaten Pasuruan dan Neraca
Daya.
Dengan menggunakan
metode DKL 3.01 dapat dihitung energi produksi dan beban puncak setiap tahunnya
Neraca Daya
Pada tabel dapat dilihat
bahwa pada tahun 2009
beban puncak sudah
melampaui daya
mampu, hal ini
mengindikasi bahwa
sudah terjadi defisit
energi listrik di
kabupaten pasuruan.
Analisa Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga
BIOGAS Kotoran Sapi
Potensi Sapi Perah di Desa NongkoJajar
Desa nongko jajar termasuk dalam area kecamatan tutur, didesa nongko jajar ini peternakan merupakan peternakan sapi perah terbesar di kecamatan tutur.
Perkembangan perternakan sapi perah di desa nongko jajar mencapai 3,35 % pertahun .
Biogas Untuk Genset Listrik
Biogas merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dapat menjawab kebutuhan energi alternatif. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion.
Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari
material organik dengan bantuan bakteri. Gas yang
dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana.
Komposisi Biogas
No Komponen %
1 Metana (CH4) 55-75
2 Karbon dioksida (CO2) 25-45
3 Nitrogen (N2) 0-0.3
4 Hidrogen (H2) 1-5
5 Hidrogen sulfida (H2S) 0-3
6 Oksigen (O2) 0.1-0.5
Semakin besar gas metana yang dihasilkan maka semakin besar pula energi yang dapat dihasilkan
Tahap Awal Pembangunan Biogas
Proses Biogas Setelah Tercipta Gas Methan
Komponen Pembangkit Biogas di Desa Nongkojajar
Sistem Pengaduk Saluran Masuk kotoran segar
Saluran Keluaran Residu
Saluran Gas Reaktor Kubah Tetap Genset Biogas
Genset Biogas
Genset biogas 800 Watt pada sistem bahan bakarnya. Sehingga dibutuhkan Genset khusus untuk menghasilkan energi listrik dengan menggunakan bahan bakar biogas.
1 M3 Biogas
4700-6000 Kkal 0,8 liter bensin 0,48 kg gas LPG
0,52 liter solar 4,7 kWh listrik
Di desa Nongko jajar menggunakan genset berkapasitas 1200 VA, dengan daya yang dihasilkan 800 Watt. Sehingga dengan menggunakan 10 sapi dapat menghasilkan daya 800 Watt secara kontinyu.
Jenis
Banyak Tinja (Kg/hari)
Kandung an BK
(%)
Biogas (m3/kg.BK)
Sapi 25 20 0,023 - 0,040
Kambing/
Domba 1,13 26 0,040 - 0,059
Ayam 0,18 28 0,065 - 0,116
Itik 0,34 38 0,065 - 0,116
Babi 7 9 0,040 - 0,059
Manusia 0,25-0,4 23 0,020 - 0,028
Penggunaan Energi 1 m3biogas
Memasak Untuk memasak 3 jenis makanan untuk 5 – 6 orang
Bahan Bakar 0,8 liter bensin
Listrik 4,7 KWH listrik
Potensi Energi Biogas Di Desa NongkoJajar
Pada Tahun 2010 Potensi sapi di nongko jajar terdapat 10.400 ekor sapi perah, sapi dewasa sekitar 8.525 ekor sapi yang mampu menghasilkan 25 Kg kotoran perhari. Dari populasi sapi perah di desa Nongko Jajar, dapat dihitung besarnya energi listrik yang dihasilkan.
Produksi kotoran tiap harinya :
Sapi perah dewasa dengan populasi 8.525 ekor dengan rata-rata produksi kotoran tiap harinya 25 kg/hari maka produksi kotoran sapi perah di desa nongko jajar adalah :
8.525 x 25 = 213.125 kg/hari
Sedangkan kandungan bahan kering untuk kotoran sapi perah 20% maka kandungan bahan kering total untuk kotoran sapi perah adalah :
213.125 x 0,2 = 42.625 kg.BK
Maka potensi biogas dari kotoran sapi di desa Nongko Jajar adalah : 42.625 x 0,04 = 1705 m3
Dengan demikian potensi biogas dari kotoran sapi di desa nongko jajar dapat menghasilkan energi listrik sebesar :
1705 m3 x 4,7 kWh = 8,014 MWh/hari
Pada saat ini penggunaan biogas masih belum optimal karena beberapa faktor. Didesa Nongko Jajar kubah dengan ukuran 8m3 hanya menghasilkan 800 watt. Ketidakoptimalan biogas ini disebabkan beberapa faktor seperti:
Temperatur
Temperatur yang optimal untuk digester adalah temperatur 30 – 35 C, kisaran temperatur ini mengkombinasikan kondisi terbaik untuk pertumbuhan bakteri dan produksi methana di dalam digester dengan lama proses yang pendek. Di desa Nongko Jajar tergolong daerah yang sangat dingin, sehingga temperature optimal tidak tercapai dengan baik Zat Racun (Toxic)
Ada beberapa di desa nongkojajar yang menggunakan bahan kimia untuk sapi perah dapat berupa makanan. Hal ini berpengaruh ke kinerja biodigester
Digester
Ketidakoptimalan juga disebabkan oleh pembangunan digester, bila tidak optimal akan menyebabkan banyak gas yang terbuang secara percuma.
Analisa ekonomi
Perhitungan Biaya PembangkitanTotal Persamaan biaya pembangkitan total dalam
pembangkitan tahunan dapat dinyatakan sebagai berikut:
TC = CC + FC + O&M
dimana TC = BiayaTotal
CC = Biaya Modal FC = Biaya Bahan Bakar
O&M = Biaya Operasi dan Perawatan
Untuk Suku Bunga i = 6%
Untuk suku bunga i = 6 % maka :
TC = 2.54 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh
= 2.95 cent / kWh
= 0,0295 US$/kWh
= 295 Rp/kWh
Untuk suku bunga i = 9 % maka :
TC = 3.26 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh
= 3.67cent / kWh
= 0,0367 US$/kWh
= 367 Rp/kWh
Untuk suku bunga i = 12 % maka:
TC = 4.14 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh
= 4.55 cent / kWh
= 0,0455 US$/kWh
= 455 Rp/kWh
Biaya Pembangkitan PLT Biogas Kotoran Sapi
Bila harga 1 US
$
= Rp 10.000,00Analisa ekonomi Harga Jual Listrik
Harga jual listrik didapatkan dari hasil perhitungan sebagai berikut : Untuk Suku Bunga i = 12%
Harga jual listrik = 0,0455 US$/kWh+ (0,12 x 0,0455 US$/kWh)
= 0,05096 US$/kWh
= Rp 509.6/kWh Untuk Suku Bunga i =9%
Harga jual listrik = 0,0326 US$/kWh+ (0,09 x 0,0326 US$/kWh)
= 0,0355.34 US$/kWh
= Rp 355.34/kWh Untuk Suku Bunga i =6%
Harga jual listrik = 0,0254 US$/kWh+ (0,06 x 0,0254 US$/kWh)
= 0,026924 US$/kWh
= Rp 269.24/kWh
Daya Beli Penduduk Kab Pasuruan
Daya beli masyarakat sangat menentukan seberapa besar harga jual listrik yang mampu
dibayar oleh pengguna listrik. Besarnya biaya pembangkitan total akan dibandingkan dengan harga energi listrik yang dapat dibeli masyarakat.
Dengan input data kabupaten Pasuruan sebagai berikut : Pendapatan perkapita penduduk setiap bulan = Rp 671.722
Dengan mengasumsikan dalam 1 rumah tangga penduduk memiliki 4 anggota keluarga sehingga didapat :
Pendapatan rumah tangga = Rp 671.722 x 4 = Rp 2.686.888
Sedangkan pengeluaran rumah tangga untuk konsumsi energi listrik rata-rata berkisar 6% - 10%. Dengan diasumsikan pengeluaran rumah tangga untuk energi listrik rata-rata adalah 8%, maka pengeluarannya sebesar Rp. 241.820,2
Dengan sambungan daya pelanggan pada 900 VA maka dengan asumsi power faktor 0,8 didapat sambungan daya dalam watt sebesar :
900 VA x 0.8 = 0.72 kw
Maka konsumsi listrik dalam 1 bulan didapat :
Dengan faktor beban sebesar 54.73 % tahun 2008 maka : Kwh 1 bulan = 0.72 kw x 30 x 24 x 0.5473
Kwh 1 bulan = 283.720 kw
Dengan biaya beban sebesar Rp. 17.000 (sesuai Keppres no. 103 tahun 2003 mengenai Tarif Dasar Listrik).
Biaya beban = Rp 17.000
Biaya pemakaian = 283.720 kWh/bulan · Rp 630/kWh
= Rp 178.743
Biaya total = biaya beban + biaya pemakaian
= Rp 195.743,8
Sehingga daya beli listrik masyarakat kabupaten Pasuruan adalah:
Daya beli = (241.820,2/ 195.743,8) · Rp 630/kWh
= Rp 778.3 /kWh
Perbandingan dengan Beberapa Sumber PLT lain
Uraian Satuan PLT Biogas PLT Diesel PLT Surya Jenis Bahan
Bakar - Kotoran Sapi Solar Surya
Life Time Tahun 25 25 25
Biaya Modal US$/kWh 0.0254 0.00768 0.0523
Biaya Bahan
Bakar US$/kWh - 0.175 -
Biaya O & M US$/kWh 0.0041 0.0425 0.0145
Biaya
Pembangkitan US$/kWh 0.0295 0.22518 0.0668
Negara maju dapat menurunkan emisi gas rumah kacanya dengan mengembangkan proyek ramah lingkungan di negara berkembang, dan membebankan pajak karbon (Carbon Tax) pada industri-industri penghasil karbon.
CDM adalah mekanisme dibawah Kyoto Protocol, yang dimaksudkan untuk membantu negara maju/industri memenuhi sebagian kewajibannya menurunkan emisi serta membantu negara berkembang dalam upaya menuju pembangunan berkelanjutan dan kontribusi terhadap pencapaian tujuan konvensi perubahan iklim.
CDM(Clean Development Mechanism)
Dampak Lingkungan Biogas
Tahap Konstruksi
Pada tahap konstruksi akan terjadi penurunan kualitas udara berupa meningkatnya kandungan debu akibat transportasi bahan bangunan, peralatan dan pekerja di sepanjang jalan yang dilewati sarana transportasi menuju ke lokasi proyek.
Tahap Operasi
Dampak terhadap lingkungan dari tahap operasi pada PLT Biogas adalah PLT Biogas ini tidak mengeluarkan emisi atau gas buangan seperti pembangkit yang menggunakan bahan bakar fosil. Selain itu PLT Biogas juga dapat mereduksi zat-zat dari kotoran hewan yang dapat mencemarkan lingkungan dengan menghasilkan gas-gas yang dapat menimbulkan efek rumah kaca
Kesimpulan
1. Besaranya daya mampu di Kabupaten Pasuruan saat ini sebesar 260.35 MW pada tahun 2008 beban puncak sudah mencapai 278,58 sehingga mengalami defisit 18,23 MW.. Untuk mengantisipasi pemadaman bergilir perlu dilakukan mengoptimalkan potensi Sumber daya daerah (SDA) daerah.
2. Dengan memiliki sapi perah sebanyak 10 ekor dapat menghasilkan daya 800 watt untuk setiap rumah tangga. Seperti diketahui kotoran sapi perah perhari bisa mencapai 25 kg, dengan jumlah potensi peternakan sapi di desa nongkojajar sampai 10.400 ekor sapi. Dapat digunakan sebagai sumber energi listrik, sehingga nongkojajar tergolong desa mandiri energi
Kesimpulan
3. Dengan daya beli listrik rumah tangga sebesar Rp.778,3 dibandingkan dengan harga jual energi listrik dari biogas sebesar Rp.509.6 maka masyarakat kabupaten pasuruan/desa nongkojajar mampu untuk membeli energi listrik dengan bahan bakar Biogas. Pembangkit Listrik Tenaga Biogas dengan menggunakan Kotoran sapi perah layak untuk dikembangkan di desa nongkojajar sesuai dengan analisa ekonomis dan lingkungan.
Saran
1. Perlu diadakan pergantian dari bahan bakar fosil ke bahan bakar renewable, untuk mengatasi permasalahan krisisnya energy listrik.
2. Pemanfaatan Biogas sebagai salah satu energi alternatif di Indonesia perlu mendapat perhatian serius dari pemerintah karena potensi dari energi terbarukan ini sangat besar dan potensial.
3. Perlunya penelitian lebih lanjut tentang pemanfaatan energi terbarukan untuk pembangkit listrik sehingga didapatkan alternatif untuk diversifikasi dan mendapatkan harga energi yang lebih kompetitif untuk jangka panjang.
4. Indonesia memiliki sapi perah yang tergolong sangat tinggi,dengan potensi itu maka layak untuk dikembangkan energy biogas sebagai energy alternative pegganti energy fosil.
Terima Kasih
Suplemen
1.
Dalam satu rumah tangga untuk memasak 2 kali dan sambungan listrik 450VA, berapa sapi yang dibutuhkan?
Jawab:
Dengan daya 450 VA dan untuk memasak 2 kali diperkirakan membutuhkan sapi sebanyak 5 ekor sapi perah. Dengan kotoran setiap harinya 125 kg yang dimasukkan ke digester.
Pada data diatas 1m3 akan menghasilkan 4,7 KWh dan
membutuhkan lama proses 2 hari(48Jam). Sehingga 4,7 KWh
: 48 h = 98Watt, bila 5 sapi maka 5 x 98Watt = 490Watt.
2. Bila genset 1200 VA, dapat menyala berapa jam? Berapa kapasitas yang terbangkit?
jawab:
Genset dapat menyala selama 5 jam dengan daya 800 watt,
bila menggunakan 2 genset akan dapat menghasilkan daya
secara kontinyu. Karena genset harus beristirahat selama 2
jam setelah pemakaian 5 jam.
Kotoran Ternak Briket dari Hasil Biogas
10 batang briket sehari atau setara dengan 0,02m3
