PERENCANAAN ENERGI TERPADU DENGAN SOFTWARE LEAP
(LONG-RANGE ENERGY ALTERNATIVES PLANNING)
Oleh : Yusnan BadruzzamanStaff Pengajar Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, S.H. Tembalang, Kotak Pos 6199 Semarang
Abstrak
Indonesia adalah sebuah negara dengan sumber energi yang sangat melimpah. Namun sungguh ironis, saat ini hampir diseluruh negara didunia termasuk Indonesia mengalami krisis energi primer, terutama krisis bahan bakar minyak yang menyebabkan krisis energi secara global. Dengan semakin menipisnya cadangan sumber daya energi yang kita miliki dan kemampuan pembiayaan yang sangat terbatas maka diperlukan suatu perencanaan energi terpadu dengan memperhatikan aspek ekonomi, lingkungan hidup dan kesinambungan supplai energi jangka panjang. Salah satu tool yang terkenal dan sering digunakan oleh banyak ahli perencanaan energi adalah perangkat lunak Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) yang di dikembangkan oleh Stockholm Environment Institute di Boston (SEI-Boston), Amerika Serikat. LEAP dapat melakukan analisa secara cepat dari sebuah ide kebijakan energi ke sebuah analisa hasil dari kebijakan.
Kata Kunci : Leap (Long-range Energy Alternatives Planning)
1. Pendahuluan
Dalam menyusun perencanaan dan membuat kebijakan di bidang energi yang baik, perlu dilakukan pengkajian terhadap beberapa parameter energi yaitu : sistem energi, ekonomi makro, pengguna akhir
(demand) dan lingkungan. Sistem energi
merupakan sistem yang kompleks yang terdiri atas hubungan antara aliran energi dan teknologi energi. Aliran energi menggambarkan jaringan sistem energi dari sumber sampai ke konsumen. Dalam kajian tentang ekonomi makro dibahas mengenai struktur ekonomi pada saat ini dan pertumbuhannya, termasuk didalamnya
input-output dari sektor energi dan analisis
keterkaitan sektor energi terhadap perekonomian. Dari Sisi Pengguna akhir (demand side management) akan dibahas pola penggunaan energi berdasarkan kategori pengguna yang terdiri dari rumah tangga, komersial, industri, transportasi, dan lain-lain. Dampak lingkungan merupakan dampak pemakaian energi terhadap udara, tanah dan air serta limbah yang dihasilkan termasuk dalam kajian mengenai dampak energi terhadap lingkungan.
2. LEAP
The Long-range Energy Alternatives
Planning atau kemudian disingkat menjadi LEAP adalah sebuah perangkat lunak yang
dapat digunakan sebagai alat bantu dalam perencanaan/pemodelan energi lingkungan.
LEAP bekerja berdasarkan asumsi
skenario yang pengguna inginkan, skenario tersebut didasarkan pada perhitungan dari proses pengkonversian bahan bakar menjadi energi hingga proses energi tersebut dikonsumsi oleh masyarakat.
LEAP merupakan model yang mempertimbangkan penggunaan akhir energi (end- use), sehingga memiliki kemampuan untuk memasukkan berbagai macam teknologi dalam penggunaan energi. Keunggulan LEAP dibanding perangkat lunak perencanaan/pemodelan energi-lingkungan yang lain adalah tersedianya sistem antarmuka (interface) yang menarik dan memberikan kemudahan dalam penggunaannya serta tesedia secara cuma-cuma (freeware) bagi masyarakat negara berkembang.
Dengan menggunakan LEAP, pengguna dapat melakukan analisa secara cepat dari sebuah ide kebijakan energi ke sebuah analisa hasil dari kebijakan tersebut, hal ini dikarenakan LEAP mampu berfungsi sebagai database, sebagai sebuah alat peramal (forecasting tool) dan sebagai alat analisa terhadap kebijakan energi. Berfungsi sebuah database, LEAP
menyediakan informasi energi yang lengkap. Sebagai sebuah alat peramal,
LEAP mampu membuat proyeksi permintaan dan penyediaan energi dalam jangka waktu tertentu sesuai dengan keinginan pengguna. Sebagai alat analisa terhadap kebijakan energi, LEAP memberikan pandangan hasil atas efek dari ide kebijakan energi yang akan diterapkan dari sudut pandang penyediaan dan permintaan energi, ekonomi, dan lingkungan.
LEAP dibuat dan dikembangkan oleh
Stockholm Environment Institute di Boston, Amerika Serikat, atau disebut SEI-Boston. LEAP pertama kali dibuat pada tahun 1980, sedangkan versi terakhir dirilis pada tahun 2008. LEAP hanya mampu dijalankan di komputer yang menggunakan sistem operasi Windows.
Gambar 2.1. Tampilan Antar muka LEAP Tampilan antarmuka LEAP sangat sederhana sehingga mudah dipahami dan digunakan. Area tampilan utama yang digunakan untuk memasukkan data pada
LEAP disebut Analisis. Pada area
Analisis, terdapat empat bagian utama, yakni:
3. Diagram Pohon
Diagram pohon merupakan tempat di mana pengguna dapat mengorganisasi data, baik untuk melakukan analisa di sisi permintaan energi (demand) maupun di sisi penyediaan
energi (supply). Pengguna dapat memodifikasi diagram tersebut, baik merubah nama cabang pada diagram (branch) dengan cara mengeklik cabang yang akan dirubah kemudian mengetik nama yang baru, selain itu pengguna juga dapat membuka maupun menutup isi dari cabang yang diinginkan dengan mengeklik simbol +/-. Untuk pengeditan diagram pohon, klik kanan pada cabang dan gunakan simbol seperti Tambah,
Hapus dan Properti , dll.
Diagram pohon terdiri dari berbagai macam cabang. Setiap tipe cabang bergantung pada modul masing-masing. Di dalam LEAP, terdapat lima modul, yaitu: Asumsi kunci (key asumptions), Permintaan (demand), Transformasi (transformation), sumber-daya (resources) dan dampak Sektor Non-Energi (non energy sector effects).
a. Asumsi kunci (key asumptions) Untuk menampung parameter-parameter umum yang dapat digunakan pada modul
permintaan maupun modul transformasi.
Parameter umum ini misalnya adalah jumlah penduduk, PDB (produk domestik bruto), dan sebagainya. Modul asumsi
kunci ini sifatnya komplemen terhadap
modul lainnya. Pada model yang sederhana, dapat saja modul ini tidak difungsikan.
b. Permintaan (demand)
Untuk menghitung permintaan energi. Pembagian sektor pemakai energi sepenuhnya dapat dilakukan sesuai kebutuhan pengguna. Permintaan energi didefinisikan sebagai perkalian antara aktifitas pemakaian energi (misalnya jumlah penduduk, jumlah kendaraan, volume nilai tambah, dsb.) dan intensitas pemakaian energi kegiatan yang bersangkutan.
c. Transformasi (transformation)
Untuk menghitung pasokan energi, dapat dihitung atas produksi energi primer (gas bumi, minyak bumi, batubara, dsb.) dan
energi sekunder (listrik, bahan bakar minyak, LPG, briket batubara, arang, dsb.). Susunan cabang dalam modul
transformasi sudah ditentukan strukturnya, yang masing-masing kegiatan transformasi energi terdiri atas proses dan hasil (output).
d. Sumberdaya (resources)
Terdiri atas primer dan sekunder. Kedua cabang ini sudah didesain secara default. Cabang-cabang dalam modul sumberdaya akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul transformasi. Beberapa parameter perlu diisikan, seperti jumlah cadangan (minyak bumi, gas bumi, batubara, dsb.) dan potensi energi (tenaga air, biomasa, dsb.).
e. Dampak Sektor Non-Energi (non
energy sector effects)
Untuk menempatkan variabel-variabel dampak negatif kegiatan sektor energi, seperti tingkat kecelakaan, penurunan kesehatan, terganggunya ekosistem, dsb. Setiap tipe cabang yang berbeda akan dibedakan dengan ikon yang berbeda pula. Ikon-ikon tersebut terdiri dari :
a) Cabang Kategori b) Cabang Teknologi c) Cabang Asumsi Kunci d) Cabang Bahan Bakar e) Cabang Emisi Lingkungan, f) Tabel Data
g) Grafik/Tabel h) Kotak Skenario
Untuk membuat skenario baru/alternatif, dapat dilakukan melalui tombol atur
skenario. Ketika pengguna membuat
skenario baru, secara default LEAP akan menyamakan semua parameter dan asumsi pada skenario baru dengan parameter dan asumsi pada skenario nilai dasar. Oleh karenanya, pengguna harus melakukan perubahan pada parameter dan asumsi di skenario baru.
4. Parameter Dasar
Pengaturan parameter-parameter dasar merupakan salah satu langkah penting sebelum memulai melakukan penelitian ini. Termasuk dalam pengaturan ini adalah standar satuan energi dan satuan mata uang. Penelitian ini akan dimulai dengan membuat sebuah skenario baru sebagai contoh “DIY 2011-2025”, caranya adalah melalui menu Area, kemudian pilih sub-menu Baru. Semua data yang ada pada skenario baru ini berupa data default yang disediakan oleh LEAP, sehingga diperlukan peninjauan ulang pada parameter- parameter yang ada melalui menu Umum, lalu pilih sub-menu Parameter Dasar . Di sini pengguna dapat
menentukan tahun awal hitung (base year) dan tahun terakhir yang dihitung (end
year), kedua parameter tersebut akan
digunakan sebagai periode pemodelan. Pada penelitian ini, digunakan tahun 2008 sebagai base year dan 2025 sebagai end
year.
4.1. Permintaan Energi
Dimulai dari mengatur “Nilai Dasar”, kemudian dilanjutkan dengan membuat sebuah skenario “Reference” yang akan digunakan untuk menguji perubahan pola konsumsi energi pada masa yang akan datang (dalam hal ini tidak ada pelaksanaan terhadap kebijakan energi baru). Pada akhir dari penelitian ini, akan dibuat sebuah kebijakan energi baru
melalui pelaksanaan program pemberdayaan energi terbarukan.
4.2. Struktur Data
Langkah pertama dalam melakukan sebuah analisa energi adalah mendesain struktur data yang akan digunakan. Struktur ini akan membantu menjelaskan alur dan macam teknologi, kebijakan dan pengembangan lebih lanjut dari analisa tersebut. Hal ini akan menuntun pengguna kepada kemudahan dalam pencarian data maupun pembuatan asumsi-asumsi yang berkaitan dengan data yang akan menjadi input.
Kemudian aplikasikan struktur diagram yang telah dibuat ke dalam area kerja
LEAP dengan menggunakan Tambah, Hapus dan Properti. Ingat bahwa semua
level cabang yang paling atas selalu merupakan Cabang Kategori, sedangkan level cabang yang paling bawah selalu merupakan Cabang Teknologi, di mana biasanya pengguna dapat memilih tipe bahan bakar dan memasukkan data intensitas energi.
4.3. Nilai Dasar
Secara umum pengguna dapat memasukkan data di atas sebagai nilai-nilai sederhana di kolom Ekspresi dari Nilai Dasar. Pada kolom Skala dan Unit, pilih satuan yang sesuai dengan level aktivitas dan intensitas energi dari setiap cabang. Jika pengguna menentukan bahwa Unit untuk tipe “share”, maka pengguna hanya butuh memasukkan persentase unit tsb di kolom
Ekspresi . Sedangkan untuk fungsi
“Remainder (100)”, secara otomatis
LEAP akan menghitung secara otomatis
sisa prosentase yang tersedia .
Ketika memilih Unit untuk Level Aktivitas, perlu dipertimbang-kan secara hati-hati penggunaan antara “Saturation” dan “Shares”. “Shares” digunakan hanya ketika level aktivitas merupakan kontribusi bersama dengan aktivitas lain, sehingga ketika dijumlah menjadi 100% Sedangkan “Saturation” digunakan ketika level aktivitas tersebut bukan merupakan hasil kontribusi dengan aktivitas yang lain, sehingga tidak butuh dijumlah menjadi 100% untuk menghindari kesalahan (error) yang terjadi.
4.4. Skenario (Reference)
Tahap selanjutnya adalah membuat skenario yang pertama yakni skenario
Reference. Di dalam skenario ini pengguna
akan menganalisa bagaimana permintaan energi dari sektor rumah tangga akan meningkat di sepanjang waktu.
Skenario Pertama Bisnis As Usual (BAU)
Pertama, klik atur scenario dan tambah skenario yang pertama, lalu beri nama skenario tersebut sebagai “Bisnis As
Usual” dengan singkatan “BAU”.
Skenario Kedua Kebijakan Energi Nasional (KEN)
Untuk mengeksploitasi potensi energi konservasi khususnya pada sektor listrik, maka perlu dibuat skenario kedua yakni “Kebijakan energi nasional”. Pertama, klik
atur skenario dan tambah skenario kedua
yang terletak di bawah skenario Reference, lalu beri nama skenario tersebut sebagai “Kebijakan energi nasional” dengan singkatan “KEN”. Ketika skenario baru tersebut terletak di bawah skenario
Reference, maka secara default semua
asumsi dan parameternya akan mengikuti asumsi dan parameter skenario di atasnya.
Skenario Ketiga Kebijakan Energi Daerah (KED)
Untuk mengeksploitasi potensi energi konservasi khususnya pada sektor listrik, maka perlu dibuat skenario ketiga yakni “Kebijakan energi Daerah”. Pertama, klik
atur skenario dan tambah skenario ketiga
yang terletak di bawah skenario Reference, lalu beri nama skenario tersebut sebagai “Kebijakan energi Daerah” dengan singkatan “KED”. Ketika skenario baru tersebut terletak di bawah skenario
Reference, maka secara default semua
asumsi dan parameternya akan mengikuti asumsi dan parameter skenario di atasnya. Sebelum menutup pengaturan skenario, pilih skenario Reference dengan cara mencentang pada kotak pilihan. Kemudian pengguna dapat memasukan parameter-parameter asumsi dan prediksi dari data yang mungkin terjadi di masa depan Provinsi DIY berikut ini:
Catatan :
Untuk memasukkan laju pertumbuhan, klik tombol Ekspresi dan pilih “Growth
Rate”, atau pengguna dapat juga
mengetikkan “Growth(3%)”secara langsung pada kolom ekspresi.
Pengguna dapat menggunakan beberapa cara untuk mengekspresikan laju perubahan ini, cara yang pertama adalah menggunakan ekspresi “End Year Value” atau Nilai Tahun Akhir, kemudian masukkan nilainya. Cara kedua adalah dengan menggunakan ekspresi “Interpolate”, lalu masukkan nilainya di tahun 2025. Baik menggunakan cara pertama maupun kedua, LEAP akan secara
otomatis memasukkan fungsi Interp(2025;45). Cara ketiga adalah dengan
mengetik “Interp(2025;45)” secara langsung pada kolom ekspresi.
Untuk mengekspresikan sebuah laju pertumbuhan yang menurun, pengguna dapat mengekspresikan sebagai sebuah laju pertumbuhan yang negative.
Hasil Pemodelan Permintaan Energi
Untuk melihat hasil dari pemodelan permintaan energi, pengguna dapat mengeklik tampilan hasil. Akan terdapat proses perhitungan yang dilakukan oleh
LEAP secara otomatis. Hasil pemodelan
dapat berupa grafik atau tabel.
4.5. Transformasi Energi
Modul transformasi adalah untuk meletakkan model pasokan energi, meliputi: produksi energi dan penyalurannya. Pasokan energi terdiri energi primer dan energi sekunder. Pasokan energi dalam modul transformasi ini akan secara otomatis memenuhi permintaan energi, baik permintaan energi dari modul permintaan maupun target ekspor energi. Struktur modul transformasi sederhana sebagai berikut:
Gambar 4.1. Struktur Modul Transformasi Sederhana
Pada penelitian ini, pengguna akan membuat sebuah model sederhana dari pentransmisian dan pendistribusian listrik di Provinsi DIY. Langkah pertama adalah menggunakan menu Umum, lalu pilih sub-menu Parameter Dasar dan centang kotak pilihan Transformasi dan Sumberdaya.
4.5.1. Transmisi dan Distribusi
Untuk membuat sebuah modul, klik cabang Transformasi pada diagram pohon, lalu
Tambah. Kemudian akan muncul jendela
properti, isi nama “Transmission and Distribution”, dan centang kotak yang dapat
mengindikasikan tipe data yang akan digunakan. Jangan lupa untuk mencentang kotak yang diinginkan.
Gambar 4.2. Tampilan Modul Transformasi
Setelah module ditambahkan, perluas (expand) cabang tersebut, maka akan terdapat cabang baru Proses. Klik cabang tersebut dan tambahkan proses baru yang disebut Listrik, lalu pilih bahan baku pertama yakni Listrik. Kemudian masukkan persentase losses pada variabel
Rugi-rugi.
4.5.2. Pembangkitan Listrik
Selanjutnya, pembangkitan listrik di
Provinsi DIY akan disimulasikan. Tambahkan modul baru dengan nama “Pembangkit Listrik”. Pastikan bahwa modul baru tersebut berada di bawah urutan modul Transmission and Distribution. Jika diperlukan, pengguna dapat mengubah susunan modul; menaikkan dan menurunkan. Urutan dari modul merefleksikan aliran sumber energi dari proses ekstraksi (urutan yang paling bawah) menuju penggunaan energi final (urutan yang paling atas). Oleh karenanya, listrik harus dibangkitkan sebelum ditransmisikan dan didistribusikan. Hal yang sama diaplikasikan untuk modul penambangan batubara yang merupakan bahan bakar untuk pembangkitan listrik, akan diletakkan pada urutan selanjutnya.
Pastikan bahwa properti yang diatur telah sesuai untuk modul Pembangkit Listrik, yakni pengguna perlu memasukkan data tentang biaya, dan efisiensi dari pembangkit listrik.
Dalam penelitian ini, di skenario Reference terdapat sepuluh jenis pembangkit listrik.
4.5.3. Emisi
Sebagaimana dijelaskan pada Bab
Pendahuluan, LEAP dapat digunakan untuk membuat perhitungan emisi yang dihasilkan dari proses pengkonversian dan penggunaan energi. LEAP secara default akan menghitung emisi dari polutan dengan menggunakan emisi faktor yang disarankan oleh Intergovernmental Panel on Climate
Change (IPCC).Untuk melihat hasil
perhitungan emisi yang diproduksi baik dari sektor permintaan maupun transformasi, klik tampilan Hasil dan kemudian klik pada cabang paling atas dari DIY 2008-2025. Pilih kategori Dampak Lingkungan:
Potensi Pemanasan Global. 4.5.4. Sumber daya
Langkah terakhir adalah memasukkan data yang lebih spesifik tentang sumber daya primer manakah yang dapat diproduksi sendiri (domestic) dan yang perlu diimpor, meski demikian LEAP secara otomatis dapat mengidentifikasi bahwa sumberdaya yang tidak tersedia secara domestik merupakan sumberdaya hasil impor. Di
dalam LEAP, pengguna dapat
menyebutkan secara spesifik tahun dasar dari cadangan bahan bakar minyak dan juga produksi maksimum tahunan dari berbagai bentuk energi terbarukan, seperti tenaga air, tenaga matahari dan tenaga angin.
Data pada sumberdaya disimpan di bawah cabang sumberdaya. Cabang- cabang ini akan secara otomatis ter-update ke dalam diagram pohon ketika pengguna mendefinisikan bahan bakar yang akan digunakan baik di modul permintaan maupun modul transformasi.
Diagram Sistem Energi
Sebelum melihat hasil pemodelan, ada baiknya pengguna mengecek diagram sistem energi, pastikan bahwa alur sistem energi yang dibuat seperti berikut ini, jika tidak maka dipastikan bahwa pengguna membuat kesalahan baik di bahan bakar input maupun output.
Gambar 4.3. Diagram Sistem Energi Lengkap
Gambar 4.4. Diagram Sistem Pembangkit Listrik
Gambar 4.5. Diagram Sistem Kilang Minyak
5. Kesimpulan
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
a. LEAP merupakan software aplikasi
yang dapat melakukan analisa secara cepat dari sebuah ide kebijakan energi ke sebuah analisa hasil dari kebijakan tersebut.
b. LEAP berfungsi sebagai database,
sebagai sebuah alat peramal (forecasting tool) dan sebagai alat analisa terhadap kebijakan energi. c. Langkah-langkah strategis terhadap
kebijakan energi ini jika akan diimplementasikan perlu dituangkan dalam sebuah kebijakan yang secara umum terdiri atas pengelolaan di sisi permintaan energi (demand side
management) dan pengelolaan di sisi
penyediaan energi (supply side
management).. DAFTAR PUSTAKA
Stockholm Environment Institute Boston. 2011. User Guide for LEAP version
2011, Boston, USA.
Stockholm Environment Institute Boston. 2007. Greenhouse Gas Mitigation
Screening Exercise For LEAP and Excel, Boston, USA.
Yusnan Badruzzaman. 2012. Penyusunan
Rencana Penyediaan Energi Di Provinsi DIY Dengan Dukungan Energi Terbarukan. Thesis Teknik
Elektro UGM. Yogyakarta
M. Ery Wijaya, M. Kholid Ridwan. 2009.
Modul Pelatihan Perencanaan Energi. Jurusan Teknik Fisika UGM. Yogyakarta
Oetomo Tri Winarno. LEAP Panduan
Perencanaan Energi. Institute
