ANALISIS KONVERSI ENERGI BATUBARA DI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP PT INDORAMA SYNTHETICS TBK.

(1)

ANALISIS KONVERSI ENERGI BATUBARA

DI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

PT INDORAMA SYNTHETICS TBK

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Penyelesaian Program S-1 di Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Arief Hario Prambudi

0900222

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Oleh

Arief Hario Prambudi

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

Juni 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

HALAMAN PENGESAHAN

Arief Hario Prambudi

NIM. 0900222

ANALISIS KONVERSI ENERGI BATUBARA DI PEMBANGKIT

LISTRIK TENAGA UAP PT. INDORAMA SYNTHETICS TBK

Disetujui dan disahkan oleh:

Pembimbing I,

Ir. Dadang Lukman Hakim, MT NIP. 19610604 198603 1 001

Pembimbing II,

Maman Somantri, S.Pd, MT NIP. 1972 0119 200112 1 001

Mengetahui,

Ketua Jurusan

Pendidikan Teknik Elekto,

(4)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Penelitian

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah suatu pembangkit listrik

dimana energi listrik dihasilkan oleh generator yang diputar oleh turbin uap yang

memanfaatkan tekanan uap hasil dari penguapan air yang dipanaskan oleh bahan

bakar di dalam ruang bakar (boiler). Salah satu jenis PLTU adalah PLTU

berbahan bakar batubara. PLTU berbahan bakar batubara sangat fital

penggunaannya di Indonesia maupun di dunia. PLTU batubara merupakan sumber

utama energi di dunia. Dimana pasokan listrik dunia masih bertumpu pada PLTU

berbahan bakar batubara.

Sebagaimana dikemukakan oleh Agus Sugiyono dkk (2013, hlm. 65) dalam

buku Outlook Energi Indonesia bahwa pada tahun 2011 konsumsi bahan bakar

pembangkit listrik Perusahaan Listrik Negara (PLN), Independen Power Producer

(IPP) dan Private Power Utility (PPU) didominasi oleh bahan bakar batubara

dengan target sekitar 47% atau lebih dari 189 juta Setara Barel Minyak (SBM),

kemudian diikuti oleh bahan bakar gas dan minyak dengan target masing masing

sebesar 23% atau sebesar 92 juta SBM dan 19% (76 juta SBM), sedangkan

sisanya diisi oleh hidro (8%) dan panas bumi (4%). Pada tahun 2020 diprediksi

penggunaan batubara akan tetap sangat mendominasi bahan bakar untuk

pembangkit, yaitu sebesar 60% atau sekitar 557 juta SBM.

Untuk bahan bakar fosil lain, seperti gas dan minyak, akan mencapai

masing-masing 14% (133 juta SBM) dan 6% (55 juta SBM). Sedangkan sisanya

sebesar 20%, atau sebesar 183 juta SBM, diisi oleh bahan bakar yang berasal dari

energi baru terbarukan, seperti panas bumi, air, matahari, angin, sampah dan

gasifikasi batubara. Pada tahun 2030 diproyeksikan bahwa batubara akan tetap

mendominasi dengan target sekitar 69% (1068 juta SBM). Sisanya diisi oleh gas

dan Energi Baru Terbarukan (EBT). Pada tahun 2030 tersebut, pembangkit

berbahan bakar nuklir sudah beroperasi dengan konsumsi bahan bakar nuklir

(5)

2

Gambar 1.1. Konsumsi bahan bakar pembangkit listrik. (Outlook energi indonesia,2013:65)

Seiring dengan semakin meningkatnya kegiatan eksplorasi batubara, dalam

satu tahun potensi sumber daya maupun cadangan batubara tersebut meningkat.

Per 1 Januari 2011, potensi sumber daya batubara di Indonesia mencapai lebih

dari 120 milyar ton yang terdiri atas hampir 28% merupakan sumber daya

hipotetik, hampir 30% sumber daya tereka (inferred), lebih 22% sumber daya

terkira (indicated), dan sekitar 20% sumber daya terukur (measured). Sementara

itu cadangan batubara yang dapat ditambang mencapai lebih dari 28 milyar ton.

Sebagian besar atau hampir 53% dari cadangan batubara tersebut berada di

Pulau Sumatera, sedangkan sisanya berada di Pulau Kalimantan. Oleh karena itu

kegiatan penambangan produksi batubara Indonesia terpusat di kedua wilayah

tersebut. Meskipun Sumatera merupakan wilayah potensi batubara terbesar,

namun untuk produksi batubara, wilayah Kalimantan menjadi sumber produksi

batubara terbesar.

Melihat sumber daya batubara Indonesia yang masih melimpah potensi

energi batubara ini perlu di ditingkatkan kontribusinya untuk mencukupi

kebutuhan energi listrik di suatu pembangkit listrik tenaga uap. Untuk

mendapatkan energi dari batubara, manusia membuat sistem konversi energi

batubara. Konversi energi batubara merupakan suatu proses perubahan bentuk

(6)

konversi energi dari batubara hingga menjadi listrik dalam suatu pembangkit

listrik tenaga uap di perlukan beberapa tahapan yakni :

1. Energi kimia dalam batubara akan dikonversikan menjadi energi

panas dalam ruang bakar boiler, dalam proses pembakaran.

2. Energi panas yang telah dihasilkan selanjutnya akan dikonversikan

menjadi energi uap, melalui proses perpindahan panas.

3. Setelah menjadi energi uap maka akan dikonversikan menjadi energi

mekanik / berupa putaran pada turbin uap.

4. Energi mekanik dari turbin uap maka dikonversikan menjadi energi

listrik pada generator.

Berdasarkan hal diatas, penulis tertarik melakukan analisis konversi energi

batubara dan melakukan penelitian di PLTU PT. Indorama Synthetics Tbk. Saat

ini PT. Indorama Synthetics Tbk. mempunyai pembangkit listrik tenaga uap

sendiri dengan kapasitas 2 × 30 MW yang berlokasi di dua desa yaitu Desa

Kembangkuning dan Desa Cibinong dengan luas lahan yang digunakan 15 ha.

Parameter yang ditinjau pada penelitian ini adalah konversi energi batubara

terhadap listrik di PLTU PT. Indorama Synthetics Tbk dan perbandingan biaya

bahan bakar batubara terhadap tarif dasar listrik. Oleh sebab itu dalam penelitian

ini penulis mengambil judul “Analisis Konversi Energi batubara di

Pembangkit Listrik Tenaga Uap PT. Indorama Synthetics Tbk.”

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulis perlu

membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam penulisan

Skripsi ini yaitu PLTU yang diamati adalah PLTU milik PT Indorama Synthetics

Tbk dengan bahan bakar batubara dan tidak membahan pembangkit lain. Seluruh

uap yang dihasilkan boiler diasumsikan seluruhnya menuju turbin uap,

menitikberatkan pada segi konversi energi batubara ,konsumsi bahan bakar, biaya

bahan bakar, tarif dasar listrik untuk golongan I-3/TM sehingga mengetahui biaya

pembayaran perbulan ke PLN dan tidak membahas operasional dan biaya

investasi. Pengambilan data berdasarkan pencatatan/rekaman operator PLTU PT

Indorama Synthetics Tbk.

(7)

4

B. Identifikasi dan Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahan yang

akan diselesaikan adalah sebagai berikut :

1. Menganalisis konversi energi batubara terhadap listrik di PLTU PT.

Indorama Synthetics Tbk. ?

2. Menganalisis perbandingan biaya bahan bakar terhadap tarif dasar

listrik ?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah adalah menganalisis konversi energi

batubara di pembangkit listrik tenaga uap PT. Indorama Synthetics Tbk yang

diasumsikan pada kondisi steady state dan kehilangan panas ke lingkungan

diabaikan. sedangkan tujuan khusus penelitian ini adalah :

1. Menganalisis konversi energi batubara terhadap listrik di PLTU PT.

Indorama Synthetics Tbk. ?

2. Menganalisis kebutuhan batubara di PLTU PT Indorama Synthetics

Tbk.?

3. Untuk memberikan hasil mengenai biaya pembangkit batu bara dan

tarif dasar listrik ?

D. Metode Penelitian

Metodologi penelitian yang dipakai dalam penulisan skripsi ini antara lain

menggunakan :

1. Pengumpulan data

Yaitu tahapan dalam mengumpulkan data – data yang

dibutuhkan untuk membangun sistem.

Teknik pengumpulan data yang digunakan untuk penyusunan

skripsi ini adalah :

1) Pengamatan ( Observasi )

Observasi adalah teknik pengumpulan data dengan cara terjun

(8)

2) Wawancara

Dengan cara mengajukan pertanyaan pada pembimbing, petugas

bagian Departemen Elektrik Captive Power Plant PT. Indorama

Synthetics Tbk.

3) Studi Kepustakaan

Studi kepustakaan adalah memperoleh data dari buku-buku,

modul-modul, internet dan bahan bacaan lain yang berhubungan

dengan permasalahan yang dikaji.

2. Pengembangan Data

Yaitu tahapan dalam pengembangan untuk membangun sistem

yang disesuaikan dengan metode yang dipakai yaitu :

1) Pengumpulan data

Pengumpulan data historis, yang mencakup data pengkonversian

batubara.

2) Kompilasi data

Kompilasi data, analisis dan rekomendasi, yaitu kegiatan

mengkompilasi data-data yang didapat dan membandingkannya

dengan standard yang berlaku, kemudian merekomendasikan

hal-hal yang perlu dilakukan.

3) Kesimpulan dan saran

E. Manfaat / Signifikansi Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah sebagai engineer di bidang kelistrikan dalam

melakukan perencanaan sebuah pembangkit listrik sangat perlu memperhatikan

sistem penggunaan bahan bakar yang digunakan sebagai konversi energi yang

digunakan di dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Maka dari itu

diperlukan suatu analisis konversi energi, agar listrik yang dihasilkan dapat

(9)

6

F. Struktur Organisasi Skripsi

Adapun pembahasan pada struktur organisasi skripsi ini terdiri dari lima

pokok bahasan, antara lain :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, identifikasi dan perumusan

masalah, tujuan penelitian, metode penelitian, manfaat / signifikansi penelitian

dan struktur organisasi skripsi.

BAB II KAJIAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang teori-teori pendukung yang mendukung dalam proses

penelitian analisis konversi energi batubara di pembangkit listrik tenaga uap PT

Indorama Synthetics Tbk.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini berisi metodologi-metodologi penelitian atau langkah-langkah yang

dilakukan untuk melakukan penelitian ini serta berisi data-data yang diperoleh

dari observasi dan studi literatur yang akan digunakan dalam proses analisis yang

akan dibahas dalam bab selanjutnya.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil perhitungan konversi energi batubara pada PLTU dan

perbandingan dari harga produksi listrik PLTU dengan PT.PLN secara manual.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan penelitian dan

(10)

Arief Hario Prambudi, 2014

DAFTAR PUSTAKA

Ainie Khuriati Riza Sulistiati. (2010). Termodinamika. Edisi I. Yogyakarta. Graha

Ilmu.

Andri. (2010). Sistem Distribusi Tenaga Listrik.[Online]. Tersedia di:

http://jasalistrik.wordpress.com/2010/09/23/sistem-distribusi-tenaga-listrik/.

Diakses 3 Januari 2014.

Api Group inc[Online]. Tersedia di:

http://web.apigroupinc.com/headlines/feedwater-heaters.php. Diakses pada 10 Desember 2013.

Chander Vinod Laroya. (2007). Upaya Pengelolaan Lingkungan dan Upaya

Pemantauan Lingkungan, Dokumen pada PT Makmur Sejahtera Wisesa:

diterbitkan.

Gunawan Aneva. (2010). Turbin Uap.[Online]. Tersedia di:

http://gunawananeva.wordpress.com/2010/05/04/turbin-uap-pendahuluan/

Desember 2013.

Heri. (2010). Dasar Teori Perhitungan Efisiensi Boiler.[Online]. Tersedia di:

http://id.scribd.com/doc/28323723/BAB-IV-Dasar-Teori-Perhitungan-Efisiensi-Boiler. Diakses 28 Desember 2013

Individual Thermal Solutions With Boldness & Care - http://www.abco.dk/. Diakses

pada 3 Januari 2014.

Moran, M.J. (1997) Engineering Thermodynamics. Ohio. CRC Press LLC.

Moran, M.J. dan Shapiro, H.N. (2007) Termodinamika Teknik.Edisi II. Jakarta.

Erlangga.

Nurmalita. (2012). Analisis Efisiensi Energi Pada PLTU PT. Energi AlamRaya

Semesta di Kabupaten Nagan Raya Nanggroe Aceh Darussalam. Skripsi pada

FT IPB Bogor: diterbitkan.

Onny Apriyahanda. (2014). Excess Air Kelebihan Udara Untuk Mengontrol Kualitas

(11)

http://onnyapriyahanda.com/excess-air-81

kelebihan-udara-untuk-mengontrol-kualitas-pembakaran/. Diakses 3 Januari

2014.

Patabang, D. (2009). Analisis Kebutuhan Udara Pembakaran Untuk Membakar

Berbagai Jenis Batubara. Jurnal. SMARTek 7 (4), hlm. 279-282.

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org.

Diakses 3 Januari 2014.

Pudjanarsa, A. dan Nursuhud, D. (2008). Mesin Konversi Energi.Edisi Revisi.

Yogyakarta. ANDI.

Sugiyono, A. Dkk. (2013). Outlook Energi Indonesia 2013. Jakarta. Pusat Teknologi

Pengembangan Sumberdaya Energi.

Statistik PLN (2012). Laporan Statistik PLN. Jakarta: Sekretariat Perusahaan PT PLN

(PERSERO)

Sulis. (2010). Pembangkit Listrik Tenaga Uap.[Online]. Tersedia di:

http://godamaiku.blogspot.com/2013/04/pembangkit-listrik-tenaga-uap-pltu.html. Diakses 10 Desember 2013.

Tarif Tenaga Listrik 2013 [Online]. Tersedia di: http://www.pln.co.id/?p=49

Tito Kurniawan. (2012). Pembakaran Batubara. [Online]. Tersedia di:

http://infokelistrikan.blogspot.com/2012/09/pembakaran.html. Diakses 3

Januari 2014.

Wais Arifin. (2012). Kondenser [Online]. Tersedia di:

http://waisarifin.blogspot.com/2012/11/kondensor.html. Diakses 10 Desember

2013.

Wikipedia. (2014). Batubara. [Online]. Tersedia di:

http://id.wikipedia.org/wiki/Batu_bara#Kelas_dan_jenis_batu_bara. Diakses 3

Januari 2014.

William, Thomas. (2011). Perbandingan Harga Produksi Listrik PLTU dengan Tarif

Dasar Listrik PLN Pada Suatu Industri. Skripsi pada FT USU Medan:

(12)

Yudi ,Sudarto. (1999). Kajian Teoritik Perhitungan Efisiensi PLTU Unit I Kapasitas

400 MW di Paiton. Skripsi pada FT Universitas Kristen Petra Surabaya: tidak