BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangunan di Indonesia yang berkembang pesat dewasa ini terutama dalam bidang industri telah mengakibatkan kebutuhan tenaga listrik meningkat dari tahun ke tahun. Penggunaan tenaga listrik di Indonesia selama 20 tahun terakhir mengalami peningkatan yang cukup pesat, yaitu sebesar 14.5 % per tahun. Pemerintah pun telah meningkatkan penyediaan tenaga listrik dalam negeri dengan membangun pembangkit – pembangkit tenaga listrik baru. Namun, percepatan penyediaan tenaga listrik tersebut lebih rendah dibanding peningkatan kebutuhan akan tenaga listrik.
Kurangnya penyediaan tenaga listrik bagi sektor industri ini medorong industri-industri dapat menyediakan kebutuhan tenaga listrik sendiri. Saat ini sumber energi yang dijadikan pilihan industri-industri adalah minyak bumi. Namun, bahan bakar tersebut tidak akan menjadi ekonomis untuk saat ini dan waktu yang akan datang dengan meningkatnya harga minyak bumi dunia. Selain bahan bakar minyak bumi ini, pilihan lainnya adalah batu bara. Beberapa industri membangun pembangkit listrik mereka sendiri dengan membangun pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) yang berbahan-bakar batu bara, salah satunya adalah PT. Indorama Synthetic (PT. IRS).
Dari sekian banyak PLTU berbahan bakar batu bara yang dibangun di Indonesia, terdapat pula PLTU dengan kepemilikan swasta, dan salah satunya adalah PLTU milik PT. Indorama Synthetics tbk. Perusahaan Modal Asing (PMA) ini merupakan perusahaan yang bergerak di bidang industri tekstil yang memproses benang Polyester, benang Tekstur, Polyester Fiber dan kain jadi / Grey. Pembangunan PLTU ini merupakan bentuk antisipasi perusahaan terhadap
kelangkaan listrik dan juga upaya efisiensi pemakaian listrik di Perusahaan. PT. IRS membangun PLTU berbahan bakar batu bara dengan berkapasitas 2 x 30 MW (Gambar 1.1). Lokasi PLTU tersebut berada di dua Desa yaitu Desa Kembang Kuning dan Desa Cibinong dengan luas lahan yang digunakan ± 15 ha.
Gambar 1.1 PLTU berbahan batubara milik PT. INDORAMA SYNTHETICS di Jatiluhur, Purwakarta (Sumber : Dokumentasi UKL dan UPL, 2003)
Peningkatan konsumsi batubara dengan dibangunnya PLTU - PLTU berbahan bakar batubara akan berdampak pada peningkatan kandungan SO2 yang
dilepaskan ke atmosfer. Jenis gas SO2 ini dalam lingkungan akan berbahaya bila
memiliki konsentrasi di atas ambang batas. Dalam atmosfer, sebagian SO2 akan
berubah menjadi SO3 melalui proses photochemical dan proses katalis. Pengaruh
SO2 terhadap manusia diantaranya dapat mengggangu kesehatan manusia
terutama dalam saluran pernafasan, mempengaruhi proses pertumbuhan tanaman dan fungsi organ tubuh hewan, memperceoat kerusakan fisik pada material dan struktur tertentu seperti korosi, juga dapat menimbulkan pengurangan visibilitas dan hujan asam (Soenarmo, 1999).
Pelepasan SO2 oleh cerobong asap ke udara akan mengakibatkan penurunan
Kep-13/MENLH/3/1995 tentang baku mutu sumber emisi tidak bergerak, dimana ditetapkan untuk emisi SO2 dari PLTU adalah 1500 µg/m3. Tinggi konsentrasi
SO2 di udara akan berdampak terhadap penerima khususnya manusia, hewan,
tumbuhan, dan material di sekitar lingkungan yang tercemar.
Sehingga perlu adanya studi mengenai penyebaran polutan, dan penggunaan model matematika merupakan bentuk usaha yang dilakukan . Dengan melakukan pemodelan polutan, arah dan konsentrasi dapat disimulasikan sehingga dapat diperkirakan besarnya konsentrasi sebagai fungsi ruang dan waktu.
Berdasarkan konsep dari mekanika fluida, semua bahan hanya terdiri dari dua keadaan saja, yaitu fluida dan zat padat (White, 1994). Dengan menggunakan definisi dari fluida, terdapat dua macam fluida, yaitu zat cair dan gas. Sehingga dengan memandang dari konsep mekanika fluida, emisi gas SO2 dari cerobong
merupakan sebuah fluida bergerak.
Terdapat sebuah model dinamika yang melibatkan aliran fluida yaitu
Computational Fluent Dynamic (CFD) atau Model Fluent. Fluent merupakan alat
yang sangat berguna dengan kemampuan yang tinggi untuk menganilisis permasalahan yang berkaitan dengan aliran fluida (Duffin, Braden and Adam, C., 2006). Selama ini Fluent banyak sekali digunakan untuk mensimulasikan aliran fluida khususnya dalam dunia teknik karena diakui kemampuannya (zevenhoven, 2000). Model CFD dapat memberikan hasil dengan detail dan akurasi yang tinggi dalam memprediksikan kondisi angin dan turbulensi untuk menghitung transport udara, penyebaran kimia, biliogis dan bahan nuklir (Camelli, 2004). Saat ini CFD banyak diterima secara luas dalam dunia engineering dengan kemampuannya menyelesaikan permasalahan dispersi kimia dengan mengangkat isu geometri dan teori-teori físika dalam model (Corrier, 2005). Dengan memanfaatkan kemampuan Fluent dalam mensimulasikan aliran fluida, dalam penelitian tugas akhir ini akan dicobakan suatu simulasi penyebaran gas SO2 dengan
menggunakan model Fluent. Selain itu, dalam penelitian ini akan dilakukan juga simulasi penyebaran gas SO2 dari model difusi Gauss Ganda sebagai model
pemrograman untuk memodelkan aliran fluida dapat dipertimbangkan kelayakannya untuk dijadikan suatu pilihan dalam memodelkan penyebaran gas di atmosfer untuk skala lokal.
1.2 Tinjauan Pustaka
Beberapa tinjauan pustaka yang digunakan untuk mendukung tugas akhir ini adalah :
• Corrier dkk (2005), melakukan simulasi untuk urban transport dan penyebarannya dengan menggunakan CFD berbasiskan model turbulensi standar k – ε dan percobaan dengan menggunakan terowongan angin, dan memperlihatkan hasil yang dapat diterima.
• Duffin dan Campbell (2006), Model Fluent menunjukkan daerah yang mengalami kemungkinan kerusakan bangunan dan lingkungan akibat dari penyebaran polutan dari pembangkit listrik Perry K. (Indianapolis, USA) pada kondisi angin ekstrim.
• Hanna dkk. (2006), melakukan penelitian terhadap model URBAN-CFD (studi kasus Madison Square Garden, New York), memperlihatkan adanya kesamaan pola dari aliran angin dari hasil simulasi dengan hasil observasi di lapangan.
• Soenarmo, Sri Hartati (1999), melakukan pemantauan kualitas udara ambien dan uji emisi kendaraan serta deskripsi pola penyebarannya di kotamadya daerah tingkat II Bandung dengan menggunakan model difusi Gauss Ganda.
1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian tugas akhir ini adalah mensimulasikan pola penyebaran gas SO2 dengan menggunakan model Fluent dan
membandingkannya dengan simulasi menggunakan model difusi Gauss Ganda yang diemisikan dari cerobong PLTU PT. INDORAMA SYNTHETICS Tbk.
1.4 Batasan Masalah
Gambar 1.2 Lokasi PLTU PT. INDORAMA SYNTHETICS di Jatiluhur, Purwakarta
Objek yang menjadi daerah penelitian adalah PLTU berbahan bakar batubara dengan daya 2 x 30 MW yang terletak di kampung Kembang Kuning, Ubrug – Jatiluhur, Kabupaten Purwakarta milik PT. Indorama Synthetics tbk.
Daerah simulasi berbentuk 3 Dimensi dengan dengan batasan wilayah pada sumbu x yaitu 1775 m dari cerobong ke arah timur, jarak ini ditentukan berdasarkan adanya daerah reseptor (pemukiman) selain itu pada jarak 1500 m terdapat jalan tol Cipularang. Batasan wilayah pada sumbu y adalah 250 m ke arah selatan dan utara cerobong, jarak ini dianggap cukup mewakili daerah sebaran gas SO2. Dan batasan wilayah pada sumbu z adalah 500 m pada arah
vertikal, jarak ini dianggap cukup untuk melihat bentukan plume dan sebaran gas SO2.
Adapun batasan penelitian yang digunakan dalam simulasi ini, antara lain :
• Simulasi dan emisi SO2 yang dihitung berdasarkan dari data penggunaan pada
bulan 31 Oktober 2003 (data meteorologi dan data sampling).
• Emisi dari cerobong bersifat kontinyu dan konstan agar dapat dilakukan analisis pada kondisi steady.
• Daerah simulasi dianggap datar.
• Tidak ada pengurangan konsentrasi selama simulasi.
• Simulasi yang dilakukan hanya menggambarkan sebaran pencemar yang berasal dari sumber cerobong (titik).
1.5 Sistematika Pembahasan
Sistematika Pembahasan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan, pemaparan latar belakang, tinjauan pustaka, tujuan penelitian, batasan masalah, dan sistematika pembahasan dalam tugas akhir ini.
Bab II Teori Dasar, membahas tentang teori dasar pencemaran udara, faktor-faktor meteorologi yang mempengaruhi dispersi pencemaran udara, dan model kualitas udara yang digunakan.
Bab III Metodologi dan Pengolahan Data, menjelaskan data-data yang digunakan dan metodologi penelitian. Dalam bab ini juga dijelaskan langkah-langkah pengerjaan dan penentuan parameter yang digunakan (setting model).
Bab IV Hasil Simulasi dan Pembahasan, berisikan hasil simulasi dan pembahasan untuk kedua model.
Bab V Kesimpulan dan Saran, merupakan kesimpulan yang bisa diperoleh dari hasil yang diperoleh setelah dilakukan analisa dan pembahasan. Serta kajian yang perlu dilakukan untuk pengembangan ke depan.
