Post on 02-Feb-2016
BAB II
2.1 Prinsip Dasar Pembangkit Listrik
Untuk mendapatkan energi listrik, kita dapat memanfaatkan bermacam-
macam sumber energi, seperti misalnya tenaga air, tenaga angin, bahan bakar fosil
dan energi nuklir. Dengan memanfaatkan sumber energi tersebut, dapat diperoleh
sumber tenaga untuk menggerakkan turbin yang selanjutnya akan mengaktifkan
generator listrik. Energi listrik yang dihasilkan harus diubah menjadi tegangan
yang sesuai untuk transmisi, setelah melewati proses ini selanjutnya arus listrik
akan dialirkan melalui jaringan kabel ke lokasi yang membutuhkan energi listrik,
misalnya perumahan dan perindustrian.
Terdapat dua jenis turbin yang digunakan sebagai penggerak generator,
yaitu turbin mekanik dan turbin uap. Pada umumnya, turbin mekanik digunakan
pada pembangkit listrik tenaga air dan tenaga angin, sedangkan turbin uap
digunakan pada pembangkit listrik yang memiliki sumber tenaga dari bahan bakar
fosil dan nuklir. Contoh pembangkit listrik yang menggunakan turbin uap yaitu
pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD), pembangkit listrik tenaga uap (PLTU),
pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) dan pembangkit listrik tenaga panas bumi
(PLTB).
2.2 Pembangkit Listrik
Pembangkit tenaga listrik merupakan suatu instalasi yang didalamnya
terdiri dari berbagai macam jenis peralatan yang dioperasikan untuk menghasilkan
tenaga listrik. Prinsip kerja pembangkit listrik yaitu dengan mengubah energi
potensial menjadi energi mekanik dan selanjutnya digunakan untuk menghasilkan
tenaga listrik. Atau dengan kata lain, energi potensial akan menggerakkan turbin
dan selanjutnya putaran dari turbin tersebut (energi mekanik) akan
mengoperasikan generator listrik. Pada tahap akhir generator listrik akan
mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik.
2.3 Sistem Transmisi
Transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dari pembangkit listrik
ke gardu induk. Hal pertama yang perlu diperhatikan sebelum energi listrik
ditransmisikan yaitu menaikkan tegangan yang disuplai dari generator berkisar 70
KV-500 KV, karena tegangan yang keluar dari generator hanya berkisar 6,6 KV-
24 KV. Menaikkan tegangan bertujuan untuk mengurangi kerugian daya pada saat
penyaluran serta untuk mengimbangi jauhnya jarak saluran transmisi. Pada tahap
akhir, arus listrik akan disalurkan melalui Saluran Udara Tegangan Tinggi
(SUTT) hingga sampai ke konsumen.
2.4 Manfaat Energi Listrik
Energi listrik memiliki peran penting dalam kehidupan manusia. Seperti
yang kita ketahui, pada zaman sekarang ini manusia sangat bergantung terhadap
listrik, bisa dibayangkan repotnya kita bila terjadi pemadaman listrik bahkan
hanya sehari saja. Berikut adalah manfaat listrik dalam kehidupan manusia sehari-
hari:
1. Sebagai alat penerang saat malam hari, listrik yang kita gunakaan saat ini
menggunakan listrik dari PLN.
2. Sebagai sumber energi karena listrik berfungsi sebagai sumber energi dari
beberapa alat keperluan rumah tangga, seperti barang elektroik.
Dari hal diatas dapat dilihat bahwa terdapat beberapa proses sampai energi listrik
dapat digunakan oleh konsumen, proses tersebut meliputi berbagai perubahan
bentuk energi, tansmisi hingga penyaluran ke pelanggan.
2.5 Flare Gas
Flare gas biasanya berasal dari bisnis hulu migas (indusri hulu) maupun
dari bisnis hilir (industri hilir). Pada dasarnya, instalasi flare merupakan sistem
pengaman suatu gas yang dihasilkan dari proses pengolahan maupun produksi
dengan cara membakar gas tersebut. Selain sebagai pengamanan, pembakaran gas
flare bertujuan untuk meminimalisir pencemaran lingkungan karena apabila gas
yang dibuang ke udara tanpa dibakar terlebih dahulu tentunya memiliki dampak
negatif bagi lingkungan sekitar.
Gambar 2.1 Gas Flare
2.5.1 Pemanfaatan Gas Flare
Pembakaran gas flare sebenarnya masih menghasilkan emisi CO2 yang
tentunya mencemari lingkungan dan merupakan penyebab utama pemanasan
global saat ini. Sehingga perlunya pemanfaatan gas flare melaui konversi energi
agar gas flare bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi lain. Hal tersebut yang
sekarang ini menjadi prioritas utama industri-industri migas, karena pemanfaatan
gas flare dapat mengurangi dampak pencemaran lingkungan serta menjadi sumber
energi alternatif lainnya,
2.5.2 Proses Penghasil Gas Kilang
Proses pengolahan minyak mentah dalam suatu kilang dilakukan dengan
berbagai macam proses sehingga menghasilkan produk-produk yang bervariasi,
semua jenis produk tersebut tergantung dari beberapa kondisi seperti jenis crude
oil, peralatan proses dan sebagainya. Salah satu produk hasil kilang adalah gas
kilang (Refinery Gasses). Berikut adalah proses-proses yang menghasilkan gas
kilang:
1. Proses pemisahan crude oil dan fraksi ringan atau gasnya yang dilakukan
di sumur-sumur minyak menggunakan separator gas.
2. Proses Distilasi Atmosferik dan vakum pada suatu kilang minyak.
3. Proses-proses Konversi, misalnya dari proses desulfurisasi, proses
catalytic cracking, hydrocracking, reforming (meliputi visbreaking,
catalytic reforming) dan delayed coking.
Penggunaan gas kilang ini bermacam-macam tergantung dari gas apa yang
tersedia dan fasilitas apa yang dimiliki oleh kilang tersebut. Gas kilang biasanya
digunakan sebagai:
1. Untuk bahan baku proses lain, misalnya untuk membuat gasoline, industri
pupuk dan industri Petrokimia.
2. Digunakan sebagai bahan bakar, misalnya untuk bahan bakar dalam
kilang, bahan bakar rumah tangga dan industri, namun harus diproses
terlebih dahulu menjadi LPG.
3. Dibakar atau dibuang langsung melalui flare.
Terkadang gas kilang ini sebelum digunakan harus melalui proses
treatmen terlebih dahulu agar kandungan senyawa seperti belerang, H2S,
mercapthan, CO2 dapat dihilangkan. Struktur penyusun dari gas kilang juga
bermacam-macam tergantung dari jenis cride oil serta darimana gas tersebut
diperoleh.
2.6 Pemanfaatan Sumber Energi di Indonesia
Energi merupakan faktor penting dalam kehidupan sehari-hari, sehingga
ketersediaan energi merupakan salah satu prioritas utama suatu negara agar
ketersediaan energi di negara tersebut bisa tercukupi. Indonesia bisa dikategorikan
sebagai negara yang memiliki sumber energi yang melimpah, baik itu energi yang
dapat diperbaharui maupun yang tidak dapat diperbaharui. Namun, sebagian dari
sumber energi tersebut belum mampu dimanfaatkan secara maksimal, sehingga
menyebabkan ketergantungan terhadap sumber energi tertentu misalnya saja
minyak bumi dan batu bara.
Gambar 2.2 Sumber Energi
Saat ini Indonesia memanfaatkan energi dari berbagai macam sumber, baik itu
energi fosil maupun energi alternatif. Berikut ini adalah jenis-jenis energi yang
digunakan di Indonesia:
1. Minyak Bumi
Minyak bumi merupakan sumber daya alam tak terbarukan atau tidak
dapat diperbaharui. Sumber daya energi jenis ini terdapat dalam cekungan
sedimen tersier di dalam perut bumi, sedimen tersier diperkirakan terbentuk dari
jasad makhluk hidup yang terendapkan selama beribu-ribu hingga berjuta tahun
yang lalu. Akibat adanya pengaru suhu dan tekanan di dalam perut bumi membuat
batuan ini berubah menjadi gelembung-gelembung minyak yang dikenal sebagai
minyak bumi.
Berdasarkan data hasil penelitian, Indonesia memiliki cadangan minyak
bumi dengan jumlah 48,4 milliar barel yang diperkirakan terdapat di dalam 4 jenis
cekungan yang ada di bumi ini. Mengingat minyak bumi merupakan sumber daya
alam yang tidak dapat diperbaharui, namun proses produksinya tiap tahun kian
meningkat, sehingga diperkirakan cadangan minyak bumi di Indonesia akan habis
terkuras dalam kurun waktu 20 tahun mendatang. Saat ini, pemanfaatan minyak
bumi lebih dominan digunakan sebagai bahan bakar kendaraan dan bahan bakar
pembangkit listrik.
2. Batu Bara
Batu bara merupakan sisa pohon purba yang terpendam dan telah
mengalami pengarangan secara alami sehingga berbentuk padat. Indonesia
memiliki cadangan batu bara dalam jumlah yang besar, yaitu diperkirakan
berkisar 34 milliar ton. Sebagian besar berada di Sumatera (60%) serta
Kalimantan (20%) sedangkan sisanya terdapat di pulau Jawa, Sulawesi dan Irian
Jaya. Seperi halnya dengan minyak bumi, batu bara digolongkan sebagai sumber
energi yang tidak dapat diperbaharui, namun melihat jumlah cadangan yang telah
disebutkan di atas dan jumlah produksi berkisar 50-60 juta ton/tahun, maka batu
bara Indonesia baru akan habis terpakai dalam kurun waktu 560 tahun mendatang.
3. Gas Bumi
Pada umumnya gas bumi terbentuk bersamaan dengan minyak bumi,
sehingga gas bumi banyak diproduksi bersama dengan minyak bumi. Dengan
demikian, dapat diprediksi bahwa proses pembenyukan gas bumi tidak jauh
berbeda dengan minyak bumi, sehingga kedua jenis sumber energi ini
digolongkan sebagai sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.
Meskipun demikian, potensi cadangan gas bumi di Indonesia termasuk
yang terbesar di dunia. Berdasarkan data hasil penelitian tahun 1989, cadangan
gas bumi di Indonesia secara keseluruhan berjumlah 91,45 trilliun kaki kubik,
yang terdiri dari cadangan terbukti dengan jumlah 71,88 trilliun kaki kubik dan
cadangan potensial sebesar 19.57 trilliun kaki kubik. Saat ini, penggunaan gas
bumi di Indonesia sebagai sumber energi belum terlalu dimaksimalkan, sehingga
diharapkan kedepannya penggunaan gas bumi lebih diprioritaskan.
4. Tenaga Air
Banyaknya sungai, besarnya perbedaan tinggi permukaan tanah dan
tingginya curah hujan di Indonesia merupakan sumber energi yang cuku besar.
Hasi penelitian menunjukkan bahwa potensi sumber daya tenaga air di Indonesia
dapat mencapai 75.625 megawatt. Potensi yang dapat digunakan sebagai
pembangkit listrik berjumlah sekitar 8700 MW. Secara nasional sumber energi air
yang telah dimanfaatkan hanya mencapai 3,8% dari potensi yang ada, memang
belum besar penggunaanya bila dibandingan dengan minyak bumi dan sumber
energi fosil lainnya. Tenaga air digolongkan sebagai sumber daya energi yang
terbarukan.
5. Panas Bumi
Letak geografis indonesia berada di dalam jalur rangkaian gunung berapi
yang dikenal sebagai daerah cincin api, jadi wajar saja bila di Indonesia terdapat
banyak gunung berapi. Hal ini menyebabkan banyaknya jalur magma yang
berdekatan dengan permukaan bumi dan memanaskan batuan-batuan di atasnya,
sehingga kandungan air di area tersebut banyak bersentuhan dengan batuan panas,
dimana sebagian akan muncul ke atas permukaan bumi sebagai sumber air
maupun uap panas. Air dan uap panas inilah yang kemudian disebut sebagai
sumber energi panas bumi, seperti halnya dengan tenaga air, panas bumi termasuk
sumber energi terbarukan.
Selain sumber energi yang telah disebutkan di atas, sebenarnya Indonesia
masih memiliki sumber energi lain seperti arang, limbah hutan, limbah pertanian,
biogas, tenaga angin, tenaga surya dan tenaga samudera yang merupakan sumber
energi terbarukan. Sumber energi tersebut memiliki potensi untuk dikembangkan
lebih lanjut agar mencukupi kebutuhan energi di Indonesia.
2.6.1 Sumber Energi Yang Tidak Dapat Diperbaharui
Keberadaan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui sangat terbatas,
karena proses pembentukannya membutuhkan waktu yang sangat lama bahkan
mencapai jutaan tahun. Sedangkan proses eksploitasinya dilakukan secara besar-
besaran, sehingga ketersediaan sumber energi tersebut dari tahun-ketahun
mengalami penurunan secara drastis. Sumber energi yang tidak dapat diperbaharui
digolongkan dalam dua jenis, yaitu bahan bakar fosil (minyak bumi, batu bara dan
gas bumi) dan bahan bakar nuklir (uranium).
Seperti yang telah disebutkan di atas, bahan bakar fosil terdiri dari minyak
bumi, gas bumi dan batu bara. Sumber energi ini berasal dari makhluk hidup dan
mikroorganisme yang hidup selama jutaan tahun silam dan terkubur di dalal perut
bumi. Akibat dari pengaruh tekanan dan suhu tinggi membuat fosil-fosil tersebut
berubah menjadi gelembung-gelembung minyak dan gas, sedangkan batu bara
terbentuk karena proses penguraian yang tidak sempurna. Sumber energi yang
tidak dapat diperbaharui lainya yaitu bahan bakar nuklir. Uranium merupakan
bahan bakar nuklir utama, seperti halnya batu bara, bahan bakar nuklir juga
terdapat didalam lapisan tanah sehingga untuk mengeksploitasinya dibutuhkan
proses penambangan. Energi dari uranium tidak dilepaskan melalui proses
pembakaran tetapi melalui proses reaksi khusus berupa pemisahan inti atom yang
akan menghasilkan energi yang sangat besar. Pemisahan satu atom akan
melepaskan beberapan neutron yang akan membantu proses pemisahan atom
uranium lainnya. Dalam proses pemisahan tersebut akan berlangsung sangat cepat
disertai energi tinggi berupa energi panas.
Energi panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan air sehingga
akan menghasilkan uap, selanjutnya uap tersebut dimanfaatkan untuk memutar
turbin yang akan menggerakkan generator listrik. Namun, pengggunaan energi
nuklir harus dengan perhatian khusus , karena reaktor nuklir bisa saja mengalami
kebocoran yang dapat menyebabkan radisai yang tentunya sangat membahayakan,
sehingga hanya negara yang berteknologi tinggi saja yang memanfaatkan uranium
sebagai sumber energi.
2.6.2 Sumber Energi Yang Dapat Diperbaharui
Untuk mendapatkan bentuk energi yang sesuai dengan kebutuhan,
manusia harus mampu mengubah satu bentuk energi ke dalam bentuk energi yang
lainnya dengan menggunakan sumber-sumber energi, misalnya saja kayu bakar
dan batu bara yang berasal dari alam merupakan contoh perubahan suatu bentuk
energi ke bentuk lainnya. Dengan kata lain energi selalu mengalami perubahan
bentuk saat digunakan, contohnya saja dalam pembangkit listrik tenaga air
(PLTA) untuk mendapatkan energi listrik maka harus dilakukan perubahan bentuk
energi, yaitu energi gerak yang bersumber dari tenaga air menjadi energi listrik.
Energi merupakan salah satu sumber daya alam, sumber daya alam dapat
dibagi dalam dua kelompok yaitu sember daya alam yang dapat diperbaharui dan
sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, begitupun dengan sumber energi
yang berasal dari alam.
Sumber energi terbarui dapat digunakan tanpa batas waktu dan tidak perna
habis, karena dapat dipulihkan dalam waktu relatif singkat serta persediaan yang
melimpah, seperti misalnya tenaga air (karena adanya siklus air) atau panas bumi
dan sinar matahari langsung. Berikut ini adalah sumber energi yang dapat
diperbaharui:
1. Tenaga Air
Air yang mengalir dapat digunakan sebagai sumber energi guna
mendapatkan energi gerak (kincir air) atau energi listrik yang sering disebut
dengan pembangkit listrik tenaga air. Prinsip kerjanya yaitu dengan menggunakan
turbin yang dialiri air sehingga dapat mengaktifkan sebuah generator yang dapat
menghasilkan energi listrik. Untuk skala industri misalnya saja PLTA, terlebih
dahulu dibangun sebuah bendungan yang dapat menampung air dalam jumlah
yang banyak sehingga mampu menggerakkan beberapa turbin dan menghasilkan
energi listrik dalam skala besar.
2. Panas Bumi
Panas bumi adalah sumber energi yang berasal dari dalam perut bumi.
Secara alami, di dalam perut bumi terdapat energi panas dalam jumlah yang besar
yang dihasilkan oleh magma yang bergerak ke atas permukaan bumi. Panas dari
dalam bumi ini dapat dimanfaatkan dalam bentuk uap panas yang langsung dapat
digunakan sebagai sumber energi, misalnya untuk pembangkit listrik tenaga panas
bumi (PLTP). Panas bumi adalah sumber energi yang dapat dipindahkan atau
dialirkan. Di indonesia memiliki banyak gunung merapi, oleh karena itu sangat
tepat bila panas bumi digunakan sebagai salah satu alternatif sumber energi.
3. Biomassa
Biomassa adalah energi yang dihasilkan dari keseluruhan makhluk hidup
(hidup atau mati), seperti tumbuh-tumbuhan, binatang, mikroorganisme dan bahan
organik (termasuk sampah organik), unsur-unsur utama dari biomassa adalah zat-
zat kimia (molekul) yang sebagian besar mengandung atom karbon. Apabila kita
membakar biomassa, maka karbon tersebut akan dilepaskan ke udara dalam
bentuk karbon dioksida (CO2), serta dapat juga dihasilkan dari proses pembusukan
mikroorganisme.
4. Sampah Organik
Sampah organik merupakan jenis sampah yang dapat diuraikan oleh
mikroorganisme, sampah tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi
karena pada sampah organik tersebut mengalami penguraian akan menghasilkan
biogas, biogas dapat menghasilkan energi listrik (PLTG) dan energi panas
(kompor gas). Pemanfaatan sampah organik ini sering kita temui di tempat
pembuangan sampah.
5. Tenaga Angin
Sumber energi yang satu ini sudah banyak dimanfaatkan oleh masyarakat,
misalnya untuk menggerakkan kapal layar dan menggerakkan mesin untuk
memproduksi listrik (kincir angin). Saat ini Indonesia telah memanfaatkan tenaga
angin ini untuk memproduksi listrik, khusunya di daerah-daerah pedalaman atau
daerah tertinggal. Dari semua sumber energi yang terbarui, tenaga angin inilah
yang saat ini merupakan sumber energi yang paling ekonomis.