OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT DAN DIESEL GENERATOR di PT. ASTRA AGRO LESTARI MENGGUNAKAN SOFTWARE HOMER

(1)

OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

BIOMASA SAWIT DAN DIESEL GENERATOR di PT.

ASTRA AGRO LESTARI MENGGUNAKAN

SOFTWARE HOMER

Slamet Baktiman

Pembimbing

Heri Suryoatmojo, ST, MT, PhD

(2)

• Skenario paling pragmatik dari World

Energy Council (WEC),

–

Pada tahun 2050, konsumsi

energi global akan meningkat

menjadi dua sampai tiga kali lipat

dari konsumsi sekarang.

–

Konsumsi energi listrik akan

tumbuh lebih cepat dari

konsumsi energi secara

keseluruhan

(3)

Pengaruh oil shocktidak signifikanpada negara-negara yang telah menerapkan :

1. Pengembangan energi alternatif (diversifikasi) 2. Efisiensi energi (konservasi)

3. Kebijakan harga energi sesuai mekanisme pasar

PERKEMBANGAN HARGA MINYAK DUNIA

$-$10 $20 $30 $40 $50 $60 $70 $80 $90 $100 $110 $120 $130 $140 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 U S $ / b ar el l Embargo minyak Arab 1973 Revolusi Iran Awal perang

Iran-Irak S Arabia membanjiri pasar Invasi Irak ke Kuwait Perang Teluk Selesai Krisis ekonomi Asia, pasokan minyak berlebih OPEC memotong produksi, permintaan meningkat Serangan 11 Sept, ekonomi melemah, permintaan turun. Perang Irak, ekonomi dunia

menguat, permintaan meningkat, kapasitas cadangan mengecil, stok terbatas, dll

Source: Modified EIA

Resesi ekonomi, Non OPEC membanjiri pasar Perang Iran-Irak selesai Resesi Amerika Serikat I II III

OIL SHOCK (SURGE)

$-$10 $20 $30 $40 $50 $60 $70 $80 $90 $100 $110 $120 $130 $140 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 U S $ / b ar el l Embargo minyak Arab 1973 Revolusi Iran Awal perang

Iran-Irak S Arabia membanjiri pasar Invasi Irak ke Kuwait Perang Teluk Selesai Krisis ekonomi Asia, pasokan minyak berlebih OPEC memotong produksi, permintaan meningkat Serangan 11 Sept, ekonomi melemah, permintaan turun. Perang Irak, ekonomi dunia

menguat, permintaan meningkat, kapasitas cadangan mengecil, stok terbatas, dll

Source: Modified EIA

Resesi ekonomi, Non OPEC membanjiri pasar Perang Iran-Irak selesai Resesi Amerika Serikat I II III

(4)

KONDISI KETENAGALISTRIKAN

INDONESIA

• Kapasitas TOTAL INDONESIA 30,320 GW

• Saluran TRANSMISI 13.594 kms.

• Kapasitas Trafo Gardu Induk 8.895 MVA.

• Saluran Distribusi 620.000 kms.

• Kapasitas Trafo Distribusi 34.000 MVA.

• Jumlah Pelanggan : 39,2 juta orang.

(5)

RASIO ELEKTRIFIKASI

NAD 72,65% Sumut 85.76% Sumbar 68.75% Riau + Kepri 63.15% Sumsel 50.75% Bengkulu 50.64% Babel 69.27% Lampung 49.23% Jakarta 100% Banten 58.44% _63.40%Jabar Jateng 63.77% Jambi 47.03% Jogya 74.37% Jatim 63.67% Bali 78.37% NTB 30.48% NTT 26.35% Kalbar 53.74% Kalteng 49.87% Kalsel 67.38% Kaltim 66% Sulut 61.84% Gorontalo 43.31% Sulteng 51% Sultra 43.88% Sulsel 60.81% Malut 54.15% Maluku 58.06% Papua + Irjabar 35.35%

Rasio Elektrifikasi : 63.9%

Year 2005 2006 2007 2008 2009 Electrification Ratio 58,3% 59% 60,8% 62,3% 65 % Kategori : > 60 % 41 - 60 % 20 - 40 %

(6)

0 200 Kilometers U 400 Bengkulu Bangka Sumsel-Lampung Ketapang Pontianak Singkawang Banjar Mahakam Tarakan Minahasa Kotamobagu Palu Sorong B-Aceh Medan Padang Sumut - Aceh Capability : 924 MW Peak Load : 1.016 MW Defisit : - 92 MW Riau Capability : 112 MW Peak Load : 162 MW Defisit : -50 MW Lombok Bima Sumbawa Kupang Ambon Serui Gorontalo Defisit until 50 MW Defisit > 50 MW

No Power Shortage Defisit Total : 136 MW

6 Daerah Kristis

(Peak Load > 10 MW) Jayapura Capability : 28 MW Peak Load : 29 MW Defisit : -1 MW

South Part of Sumatera

Capability : 1.189 MW Peak Load : 1.265 MW Defisit : -75 MW Singkawang, Sambas Capability : 32,6 MW Peak Load : 33,8 MW Defisit : -1,1 MW Jayapura

Critical Area (peak load < 10 MW)

1. Siak (420kw) 2.Toboali (150kw), 3.sekadau (280kw) 4. Melak (185kw) 5. Petung (700kw), 6. Kefamenamu (100kw), 7. Kalabahi (300kw), 8. Polo (90kw), 9. Mautapaga (1100kw), 10. Ruteng (250kw), 11. Wamena (690kw), 12. Nabire (80kw)

South & Central Kalimantan

Capability : 221 MW Peak Load : 230 MW Defisit : -9 MW

(7)

Sasaran Kebijakan Energi Nasional 2025

(sesuai Perpres no. 5 tahun 2006)

Energi Primer Tahun 2025

(Skenario BaU) (Sesuai Perpres No. 5/2006)Energi Primer Tahun 2025

Batubara , 33% Gas Bumi, 30%

Minyak Bumi,

20% Bahan Bakar Nabati

(Biofuel), 5% Panas Bumi, 5% Biomasa, Nuklir, Air, Surya, Angin, 5% Batubara yang Dicairkan (Coal Liquefaction), 2% EBT, 17% 1. Elastisitas Energi < 1

2. Energi Primer mix optimal

Kebijakan Energi Nasional

OPTIMALISASI PENGELOLAAN ENERGI Gas Bumi, 20.6% Batubara, 34.6% Minyak Bumi, 41.7% Panas Bumi, 1.1% PLTMH, 0.1% PLTA, 1.9%

(8)

Source-to-Electricity Greenhouse Gas Emissions CO₂ for Different Electricity Generation Options

Source: IAEA, 1996 0 50 100 150 200 250 300 C O e qui val ent gC /kWh

Coal Oil Nat.Gas Hydro Nuclear Wind Solar PV Biomass

Primary Energy Source

Infrastructure, plant construction, fuel supply, Plant operation.

Equipment fabrication, Fuel mining/preparation.

(9)

* Hanya di Kalan –Kalimantan Barat

JENIS ENERGI FOSIL

SUMBER DAYA _CADANGAN

(Proven + Possible)

PRODUKSI (per TAHUN)

RASIO

CADANGAN/PRODUKSI (Tanpa Eksplorasi Baru)

TAHUN

MINYAK 86,9 milyar bbl 9,1 milyar bbl 387 juta bbl 23 GAS 384,7 TSCF 185,8 TSCF 2,95 TSCF 62 BATUBARA 57 Milyar ton 19,3 milyar ton 201 juta ton 93

JENIS ENERGI

NON FOSSIL SUMBER DAYA SETARA PEMANFAATAN

KAPASITAS TERPASANG

HIDRO SKALA BESAR 845 juta SBM 75,67 GW 6.851 GWh 4.200 MW BIOMASSA 49,81 GW 445 MW MINI/MIKRO HIDRO 500 MW 500 MW 86.1 MW PANAS BUMI 219 juta SBM 27 GW 2.593,5 GWh 807 MW SURYA 4,80 kWh/m2_/day _{12.1 MW}

ANGIN 3-6 m/detik 1.1 MW URANIUM (NUKLIR) 24.112 Ton* e.q. 3 GW untuk 11

tahun

Potensi Minyak bumi terbatas, sedangkan

potensi energi baru terbarukan relatif besar

(10)

(11)

10 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia selama tujuh tahun terakhir cenderung menunjukkan peningkatan yakni berkisar 2,03% -9,05% per tahunnya.

No Provinsi Luas Areal (Ribu Ha)

1 _Riau _1482.36 2 _Sumut _1145.21 3 _Sumsel _694.11 4 _Jambi _604.31 5 _Kalteng _573.33 6 _Kalbar _517.18 7 _Sumbar _495.94 8 _Kaltim _350.27 9 _Kalsel _332.7 10 _Aceh _323.77 Sumber :

(12)

(13)

(Tandan buah kosong) (Fiber mesokraf)

(Cangkang Kernel) (Sisa limbah / POME)

50% dari Buah

segar adalah

residu

(14)

(Cangkang Kernel)

(15)

(Tandan buah kosong)

(Sisa limbah / POME)

(16)

Profil PT.Astra Agro Lestari

PT Astra Agro Lestari (AAL) saat ini mengelola 29 kebun kelapa sawit seluas 201.412 ha. Sebagian besar kebun kelapa sawitnya berlokasi di Sumatera seluas 102.021 ha, Kalimantan 62.545 ha dan Sulawesi 36.846 ha.

(17)

Software HOMER

Software HOMER adalah suatu perangkat lunak yang

digunakan untuk operasi model sistem pembangkit listrik

skala

kecil

(micropower),

perangkat

lunak

ini

mempermudah evaluasi disain sistem pembangkit listrik

untuk berbagai jenis pembangkit listrik skala kecil baik

yang tersambung ke jaringan listrik atau pun

tidak.Perangkat lunak ini mengoptimasi berdasarkan nilai

NPC (Net Present Cost) terendah.

(18)

Mulai

Menentukan Komponen PLTBS

Data Beban Harian Feedstock Biomassa Spesifikasi Alat dan Biaya

Memasukkan Persyaratan Sistem Operasi

Memasukkan Variabel Sensitifitas Konsumsi Beban

Membentuk Semua Kemungkinan Konfigurasi

Hasil konfigurasi

Selesai Hitung NPC dan COE

(19)

(20)

17 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember Hour Load (kW) 00:00 - 01:00 1,674.000 01:00 - 02:00 1,788.000 02:00 - 03:00 1,756.000 03:00 - 04:00 1,772.000 04:00 - 05:00 1,805.000 05:00 - 06:00 1,838.000 06:00 - 07:00 1,251.000 07:00 - 08:00 1,547.000 08:00 - 09:00 1,538.000 09:00 - 10:00 1,534.000 10:00 - 11:00 1,531.000 11:00 - 12:00 1,612.000 12:00 - 13:00 1,613.000 13:00 - 14:00 1,433.000 14:00 - 15:00 1,332.000 15:00 - 16:00 1,408.000 16:00 - 17:00 1,484.000 17:00 - 18:00 2,198.000 18:00 - 19:00 3,019.000 19:00 - 20:00 2,757.000 20:00 - 21:00 2,576.000 21:00 - 22:00 2,461.000 22:00 - 23:00 2,346.000 23:00 - 00:00 1,969.000

(21)

(22)

Hasil Simulasi

(23)

20 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember 0 2,000,000 4,000,000 6,000,000 8,000,000 10,000,000 12,000,000 14,000,000 16,000,000 18,000,000

Niigata 2,5Mw Cumin 1Mw Biomasa

Produksi Listrik Sebelum sesudah 0 1,000,000 2,000,000 3,000,000 4,000,000 5,000,000 6,000,000 Niigata 2,5Mw Cumin 1Mw Jumlah Konsumsi BBM Sebelum Sesudah

(24)

Komponen Kapital ($) Penggantian ($) O&M ($) Solar ($) Sisa/

salvage($) Total ($)

* Net Present Costs

Niigata 2,5Mw 1,465,000 0 1,381 2,140,090 -186,399 3,420,071 BIOMASSA 1,250,000 7,773,697 273,053 0 -194,787 9,101,962 Cumin 1Mw 600,000 620,433 11,665 4,645,864 -111,645 5,766,315 Total 3,315,000 8,394,129 286,098 6,785,955 -492,831 18,288,350 * Annualized Costs Niigata 2,5Mw 114,602 0 108 167,412 -14,581 267,541 BIOMASSA 97,783 608,111 21,360 0 -15,238 712,017 Cumin 1Mw 46,936 48,534 913 363,431 -8,734 451,080 Total 259,322 656,645 22,381 530,843 -38,553 1,430,638

Komponen Kapital ($) Penggantian ($) O&M ($) Solar ($) Sisa/

salvage($) Total ($)

* Net Present Costs

Niigata 2,5Mw 1,465,000 8,966,436 55,991 77,297,952 -116,499 87,668,888 Cumin 1Mw 600,000 620,433 11,665 4,645,864 -111,645 5,766,315 Total 2,065,000 9,586,869 67,656 81,943,824 -228,144 93,435,200 * Annualized Costs Niigata 2,5Mw 114,602 701,415 4,380 6,046,765 -9,113 6,858,049 Cumin 1Mw 46,936 48,534 913 363,431 -8,734 451,080 Total 161,538 749,949 5,293 6,410,196 -17,847 7,309,129

Biaya sebelum optimasi

(25)

Dispatch Strategy

End Time Primary Load (kW) Niigata Biomasa (kW) Cummin Total Load Served (kW)

(kW) (kW) 1:00 1674 1674 0 0 1674 2:00 1788 0 1788 0 1788 3:00 1756 0 1756 0 1756 4:00 1772 0 1772 0 1772 5:00 1805 0 1805 0 1805 6:00 1838 0 1838 0 1838 7:00 1251 0 1251 0 1251 8:00 1547 0 1547 0 1547

(26)

Emisi (kg/tahun) Sebelum Optimasi Setelah Optimasi Selisih

Karbondioksida, CO2 14.066.788 1.176.204 12.890.584 Karbonmonooksida, CO 34.722 3.3 31.422 Hydrokarbon, HC 3.846 366 3.48 Particulate matter 2.617 249 2.368 Sulfur Dioksida, SOx 28.249 2.339 25.91 Nitrogen Oksida, NOx 309.826 29.446 280.38

Jumlah Emisi

(27)

Kesimpulan

1. Pada saat kondisi optimal yaitu penggabungan antara pembangkit listrik tenaga biomasa (PLTBS) dan pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) dengan pembagian kontribusi sebagai berikut : PLTBS terhadap sistem sebesar 93% sedangkan sisanya sebesar 7% di suplai oleh PLTD.

2. Dengan optimasi menggunakan HOMER jumlah produksi energi listrik PLTD mengalami penurunan sebesar 93% dari sebelumnya sebesar 16.148 MWh/tahun menjadi 1.073 MWh/tahun.

3. Konsumsi BBM mengalami penurunan dari sebelumnya sebesar 5.341 kiloliter/tahun menjadi sebesar 442 kiloliter/tahun.

(28)

Kesimpulan

3. Setelah adanya optimasi harga per kWh menjadi sebesar $0,089 (Rp827,7) harga ini mengalami penurunan dari harga per kWh sebelumnya yang sebesar $0,45 (Rp 4.185). Penurunan biaya per kWh dikarenakan adanya penurunan 19% pada total NPC atau sebesar $ 75.146.812 (Rp698.865.351.600), biaya operasi 83% sebesar $ 5.976.272 (Rp55.579.329.600).

4. Pembangunan PLTBS dapat mengurangi jumlah emisi CO₂ sebesar 12.890 ton/tahun atau sebesar 90% dari kondisi awal PLTD yaitu sebesar 14.066 ton/tahun.

(29)

(30)

Energy konten

Minyak

34 btu/liter

Biomasa

(31)

Pembangkitan

Minyak

0,313 L/kWh

Perliter = Rp 9500

Biomasa

3,034 kg/kWh

Per kg = Rp 500

(32)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 Bah an B ak ar p er li te r Daya (kw)

Kurva Input - Output Kurva input-output pembangkit Diesel

(33)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 H ar ga p er $ Daya (kW) Kurva input-output

(34)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 Bio m as K g p er k Wh Daya kW

(35)

0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 18000000 3229666 6459332 9688998 12918664 16148330 Ko ns um si B BM /l tr Pembangkitan (KWh/th)

Kurva input output

PLTD PLTD+PLBS

(36)

• Cara HOMER melakukan Optimasi

Menggunaka metode prioriti list

Dari fungsi NPC dan COE

(37)