ANALISIS PERHITUNGAN EKSTERNALITAS PADA PLTU MUARA ...

Vol.2, No.1, Juni 2013 www.jurnal-ristek.org ISSN: 2089-9963

38

ANALISIS PERHITUNGAN EKSTERNALITAS PADA PLTU MUARA KARANG DENGAN PENGGUNAAN FLUE GAS DESULPHURIZATION

Fitriyanti Mayasari Jurusan Teknik Elektro, Universitas Hasanuddin

[email protected]

Abstrak - Eksternalitas dalam bidang energi adalah suatu dampak atau pengaruh kegiatan yang dilakukan dalam menghasilkan ataupun menggunakan energi dan dampak ini tidak diperhitungkan oleh pelaku aktifitas dan pihak yang terkena dampak tersebut. Berdasarkan pemberian kompensasi, terdapat dua konsep eksternalitas dalam bidang energi, yaitu eksternalitas terhadap dampak (damage cost) dan eksternalitas terhadap investasi dan operasional pengendalian dampak (control cost). Penelitian ini akan menghitung besarnya eksternalitas PLTU Muara Karang yang berbasis minyak, dengan menggunakan model Robust Uniform World Model (RUWM) dan menganalisis penggunaan teknologi pengendali emisi Flue Gas Desulphurization (FGD) dalam mengontrol emisi SO2. Pemilihan FGD berdasarkan pada besarnya jumlah emisi SO2 pada PLTU Muara Karang. Hasil analisis menunjukkan, FGD berhasil menurunkan Damage Cost dari 0,72 cent USD/kWh menjadi 0,29 cent USD/kWh, namun besarnya biaya investasi dan operasional peralatan (control cost) menyebabkan Eksternalitas Total PLTU Muara Karang dengan pemasangan FGD menjadi melonjak dengan selisih sebesar 4.412.281,9 USD/tahun terhadap Eksternalitas Total sebelum penggunaan peralatan ini. Kata Kunci- Eksternalitas, Control Cost, Damage Cost, Robust Uniform World Model, Flue Gas Desulfurization

I. PENDAHULUAN

Pembangkit Listrik mengambil porsi terbesar dalam penggunaan energi secara keseluruhan, energi yang sebagian besar menggunakan bahan bakar fosil. Penggunaan energi berbahan bakar fosil memberikan banyak dampak yang buruk bagi lingkungan, terutama karena emisi gas hasil pembakaran (NOx, SO2, CO2 dan PM) yang dihasilkan akan disebarkan ke atmosfir.

Dalam proses perencanaan suatu sistem tenaga listrik, komponen perencanaan pembangkitan meliputi biaya investasi, biaya operasi dan maintenance, kemudian dilakukan analisis untuk menentukan besarnya tarif listrik dan subsidi oleh pemerintah. Namun biaya tambahan yang memperhitungkan faktor lingkungan tidak diikutkan dalam suatu perencanaan kelistrikan saat ini, padahal isu lingkungan dan kesehatan manusia merupakan faktor yang harus mendapatkan perhatian yang lebih. Hal inilah yang menyebabkan munculnya Eksternalitas, karena faktor ini tidak diperhitungkan oleh pelaku aktifitas.

Pilihannya kemudian adalah mengadakan suatu teknologi pengontrol emisi yang secara langsung menurunkan besarnya biaya eksternal atau tetap melakukan aktifitas tanpa teknologi ini namun memberikan kompensasi terhadap dampak yang diberikan. Diperlukan analisis terhadap selisih biaya eksternal sebelum dan setelah pengadaan teknologi pengendali emisi dan besarnya nilai investasi teknologi tersebut.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Eksternalitas dapat dikategorikan menjadi dua konsep, berdasarkan pemilihan cara kompensasi yang dilakukan oleh pihak yang menyebabkan suatu dampak kepada pihak lain yaitu Eksternalitas terhadap investasi suatu Abatement Technology atau disebut juga Control Cost, suatu konsep perhitungan eksternalitas dengan memasukkan investasi terhadap pengadaan teknologi yang berguna untuk mengontrol dan mitigasi dampak negatif akibat kegiatan pembangkitan serta mencegah kerusakan yang lebih jauh. Dan Eksternalitas terhadap Biaya Dampak atau Damage Cost, merupakan suatu konsep eksternalitas yang diperhitungkan besarnya dampak dan biaya yang diakibatkan oleh kegiatan pihak tertentu.

Perhitungan biaya eksternal PLTU Paiton menggunakan pendekatan Model Impacts Pathway Analysis (IPA) merupakan metode penyebaran dampak emisi yang terdiri atas beberapa tahapan seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 1. Bagan Metodologi dasar IPA

Besarnya emisi ditentukan oleh jenis dan kandungan bahan bakar yang digunakan oleh pembangkit sertadipengaruhi oleh karakteristik cerobong pembangkit tersebut. Karakteristik emisi ditunjukkan oleh jenis dan jumlah polutan yang dikandungnya. Seluruh jenis polutan yang dikeluarkan dari tiap sumber emisi, harus diidentifikasi dan diestimasi jumlahnya.

Emisi

Penyebaran dan Transformasi

Resiko Terpapar

Rute Paparan

Dampak Fisik

Biaya Eksternal


39

Cara mengestimasi besarnya emisi setiap polutan dapat dilakukan dengan memperkirakan dari informasi sumber sejenis, yaitu sumber yang memiliki bahan bakar yang sama serta mengestimasi dengan menggunakan Faktor Emisi (Emission Factor), yang merupakan perkiraan jumlah polutan yang akan diemisikan oleh tiap unit komponen kegiatan dari suatu sumber emisi.

Nilai Faktor Emisi banyak digunakan sebagai dasar perhitungan Laju Emisi (Emission Rate) atau jumlah polutan yang diemisikan per satuan waktu, disimbolkan dengan Q. 푄 = 퐸퐹푥퐴푥(1− ) (1) Di mana, EF (Emission Factor) : Faktor Emisi A (Rate of Activity) : Intensitas kegiatan persatuan waktu ER (Emission Reduction Efficiency) : efisiensi pengurangan polutan dari sistem pengendali emisi yang digunakan. Pengontrol Emisi

Pengadaan teknologi pengendali emisi merupakan salah satu upaya yang dilakukan produsen listrik dalam menekan besarnya laju emisi yang dihasilkan, yang secara langsung menurunkan besarnya Eksternalitas. Teknologi pengendali emisi yang kebanyakan digunakan adalah terhadap polutan PM (Particulate Matter), SO2 dan NOx.

Gambar 2. Pengendali Polutan dalam PLTU Teknologi pengendali emisi terhadap suatu polutan menggunakan teknologi dan metode yang terpisah. Suatu PLTU dapat memiliki satu, dua atau keseluruhan teknologi tersebut, tergantung dari ketersediaan dana investasi. Flue Gas Desulphurization (FGD)

Flue Gas Desulphurization (FGD) atau dikenal juga dengan Scrubber, merupakan suatu metode untuk mengurangi polutan SO2 pada gas buang hasil pembakaran pembangkit. Berdasarkan produk hasil proses antara gas buang yang mengandung sulfur dioksida dengan reagent atau bahan yang ditambahkan ke dalam proses agar terjadinya reaksi kimiawi, proses FGD dibagi menjadi 2 (dua), yaitu Wet Scrubber dan Dry Scrubber.

Dalam industri pembangkitan, tipe FGD yang paling banyak dipakai adalah Wet Scrubber, karena memiliki efisiensi yang tinggi dan menghasilkan produk pengolahan berupa Gypsum sintesis yang memiliki kualitas yang tinggi.

Gambar 3. Proses FGD Tipe Wet Lime dan Gypsum

Gas buang akan memasuki tanki penyerapan, terjadi reaksi di dalam tanki yang juga diinjeksikan lime stone (batu kapur) yang telah mengalami pengolahan terlebih dahulu dan disebut limestone slurry powder dengan konsetrasi sebesar 10 %. Proses dan reaksi kimia di dalam tanki dapat diilustrasikan pada gambar berikut.

Gambar 4. Reaksi Kimia dari Proses FGD

Gas buang yang masuk ke dalam tank akan

disemprotkan udara, sehingga SO2 akan teroksidasi menjadi SO3. Kemudian pencampuran SO3 dengan air H20 akan membentuk sulfat (H2SO4) yang kemudian bereaksi dengan Ca(OH)2 dan membentuk Gypsum.

Keuntungan dari tipe FGD ini adalah efisiensi yang tinggi lebih dari 90 % dengan kemampuan penyerapan Scrubber yang tinggi dan menghasilkan produk Gypsum yang berkualitas dan setara dengan Gypsum alami. Penentuan Dampak Lokal dan Regional Berdasarkan jarak dari pusat pembangkit, dampak dibagi menjadi Dampak Regional dan Dampak Lokal, Dampak Regional diperoleh dari pemodelan Lagrangian dan Eulerian untuk model RUWM (Robust Uniform World Model) dengan penurunan persamaan sebagai berikut :

퐷 = 퐸푅퐹∬휌(푥)퐶(푥)푑푥푑푦 (2)

Dengan : D : Dampak Regional sepanjang receptor (x,y)

(2.1)


40

C(x) : C(x,Q) adalah konsentrasi pada permukaan karena

emisi Q (x) : Kepadatan receptor ERF : Exposure Response Function Besarnya konsentrasi suatu polutan C(x) merupakan hubungan antara perpindahan flux total karena desposisi dan/atau karena transformasi, F(x) dan kecepatan deplesi (Depletion Velocity) dari polutan tersebut, k. Dapat dituliskan

퐶(푥) =퐹(푥)푘

Jika dimasukkan pada persamaan untuk mencari Dampak Regional, maka :

퐷 =퐸푅퐹휌푘 퐹(푥)푑푥푑푦

Karena ∬퐹(푥)푑푥푑푦 = 푄 atau disebut juga

konservasi massa suatu polutan, sehingga persamaan tersebut menjadi sebagai berikut :

퐷 =퐸푅퐹휌푄

푘 푥푅 Di mana : D : Dampak Regional dalam kasus/tahun ERF : Fungsi ERF dalam kasus/tahun.orang.µg/m3 : Kerapatan Penduduk Regional dalam orang/km2 k : Depletion Velocity dalam cm/s R : Faktor pengali dalam fungsi jarak Polutan Primer Diketahui nilai R adalah sebagai berikut :

푅 = √ √

∫ 푒푥푝 −

푑푟 +

푒푥푝 −

Bila persamaan R ini dimasukkan ke persamaan (6), maka persamaan Dampak menjadi :

퐷 = √ √

∫ 푒푥푝 −

푑푟 +

푒푥푝 −

퐷 = √ √

∫ 푒푥푝 −

푑푟 +

푒푥푝 −

Dari persamaan di atas, maka komponen dampak kesehatan terdari dari 2 (dua) yaitu dampak lokal dan dampak regional, dengan √

√ ∫ 푒푥푝 −

푑푟=Dampak Lokal

푒푥푝 −

= Dampak Regional

Polutan Sekunder Dengan cara yang sama dan nilai R = 1,akan dihitung untuk setiap fungsi ERF dan untuk setiap polutan berdasarkan data PLTU Paiton.

III. EKSTERNALITAS PLTU MUARA KARANG

PLTU Muara Karang merupakan bagian dari Unit Pembangkitan (UP) Muara Karang. UP Muara Karang terdiri dari PLTU Muara Karang 2 x 200 MW menggunakan minyak dan PLTGU berkapasitas 508 MW yang berlokasi di pantai utara Jakarta dan berbatasan langsung dengan Laut Jawa dan kota Jakarta.

UP Muara Karang yang akan dianalisis adalah PLTU Muara Karang yang berkapasitas terpasang 200 MW, dengan Produksi Energi sebesar 1.752.000 MWh/tahun.

Besarnya emisi pada PLTU Muara Karang disajikan pada tabel berikut :

Tabel 1 Laju Emisi PLTU Muara Karang

Jenis Polutan

Koefisien Emisi (g/kWh)

Emission Rate (ton/tahun)

PM10 0,29 508,08 SO2 2,32 4.064,64 NOx 0,29 20.498,4

Exposure Response Function

Fungsi ERF digunakan untuk menentukan dampak polutan tertentu terhadap kesehatan manusia, berikut ini adalah jenis-jenis fungsi ERF yang ada di dalam Modul AIRPACTS dan dijustifikasi terhadap kondisi Indonesia. Penentuan nilai yang ada, dapat mewakili sensitifitas dan faktor yang berbeda-beda pada tiap unit pembangkitan.

Gambar 5. Fungsi ERF pada manusia, Material Bangunan dan Tanaman Pertanian. Terdapat 18 dampak fisik yang akan dianalisis untuk seluruh polutan dengan masing-masing memiliki 6 dampak fisik yang sama, yaitu Mortalitas Kronis, Mortalitas pada bayi, Mortalitas Akut, Penyakit Jantung, Penyakit Pernafasan dan Bronchitis Kronis. Setelah memperoleh besarnya dampak PLTU Muara Karang, maka menentukan besarnya Eksternalitas dengan mengalikan nilai dampak tersebut dengan suatu unit cost untuk masing-masing dampak. Hasilnya diperlihatkan pada tabel berikut.

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)


41

Tabel 2

Hasil Perhitungan Eksternalitas PLTU Muara Karang

Fungsi ERF Lokal

USD2000/yr

Regional USD2000/

yr

Total USD2000/

yr

Polutan : PM10 Chronic Mortality, YOLL, entire population 1,33E+07 2,80E+06 1,61E+07

Infant Mortality (YOLL), Infants < 1 1,10E+05 2,52E+04 1,35E+05

Acute Mortality, YOLL, entire populatin 1,32E+05 3,02E+04 1,62E+05

Cardiac Hospital Admission, entire population 5,17E+03 1,18E+03 6,35E+03

Resporatory Hospital Admission, ALL 8,65E+03 1,98E+03 1,06E+04

Chonic Bronchitis, Cases (Adult, 27+) 2,21E+06 5,07E+05 2,72E+06

Polutan : Nitrate Chronic Mortality, YOLL, entire population n/a 9,70E+06 9,70E+06

Infant Mortality (YOLL), Infant < 12 months n/a 8,73E+04 8,73E+04

Acute Mortality (YOLL), entire population n/a 1,05E+05 1,05E+05

Cardiac Hospital Admission, entire population n/a 4,10E+03 4,10E+03

Resporatory Hospital Admission, ALL n/a 4,13E+04 4,13E+04

Chonic Bronchitis, Cases (Adult, 27+) n/a 1,76E+06 1,76E+06

Polutan : Sulfate Chronic Mortality, YOLL, entire population n/a 4,03E+07 4,03E+07






Total 1,57E+07 6,35E+07 7,93E+07 Eksternalitas – Damage Cost 0,0072 USD/kWh

IV. PLTU MUARA KARANG DENGAN FLUE

GAS DESULPHURIZATION

Pemilihan pembatas emisi untuk SO2 didasarkan pada besarnya laju emisi SO2 pada PLTU Muara Karang ini, dibandingkan dengan polutan lainnya, sehingga teknologi yang digunakan adalah Flue Gas Desulphirization yang memiliki efisiensi yang tinggi (97%). Besar emisi ditunjukkan pada tabel 3 dan besarnya damage cost PLTU Muara Karang setelah pemasangan FGD juga disajikan pada tabel berikutnya.

Table 3

Laju Emisi PLTU Muara Karang dengan dan tanpa FGD Polutan Laju Emisi

Tanpa FGD (ton/tahun)

Laju Emisi dengan FGD (ton/tahun)

PM10 508,08 508,08 NOx 4.064,64 4.064,64 SO2 20.498,4 614,952

Table 4

Hasil Perhitungan Biaya Eksternal PLTU Muara Karang

ERF Function Local

USD2000/yr

Regional USD2000/

yr

Total USD2000/

yr

Polutan : PM10 Chronic Mortality, YOLL, entire population 1,33E+07 2,80E+06 1,61E+07

Infant Mortality (YOLL), Infants < 1 1,10E+05 2,52E+04 1,35E+05

Acute Mortality, YOLL, entire populatin 1,32E+05 3,02E+04 1,62E+05

Cardiac Hospital Admission, entire population 5,17E+03 1,18E+03 6,35E+03

Resporatory Hospital Admission, ALL 8,65E+03 1,98E+03 1,06E+04

Chonic Bronchitis, Cases (Adult, 27+) 2,21E+06 5,07E+05 2,72E+06

Polutan : Nitrate Chronic Mortality, YOLL, entire population n/a 9,70E+06 9,70E+06






Polutan : Sulfate Chronic Mortality, YOLL, entire population n/a 1,21E+06 1,21E+06






Total 1,57E+07 1,65E+07 3,23E+07 Eksternalitas – Damage Cost 0,0029 USD/kWh

Pemasangan FGD pada PLTU Muara Karang berakibat turunnya Eksternalitas sebanyak 0,43 cent USD/kWh.


42

Control Cost FGD Skema berikutnya adalah membandingkan besar inverstasi pengadaan perangkat FGD pada PLTU Muara Karang terhadap eksternalitas yang berhasil dipangkas. Tabel berikut memperlihatkan perbandingan Eksternalitas Total pembangkitan yang meliputi Biaya Investasi dan Operasi (Control Cost) dan Eksternalitas dalam bentuk Damage Cost sebelum dan setelah pemasangan FGD.

Tabel 5 Perbandingan Eksternalitas Total PLTU Muara Karang

sebelum dan setelah pemasangan FGD Tanpa FGD Dengan FGD Biaya Investasi FGD (USD/15yr) -

107.265.984,2

Biaya Investasi FGD (USD/yr) 7.151.065,6

Biaya Operasi FGD (USD/yr) - 4.800.000,0

Eksternalitas - Damage Cost (USD/yr)

12.712.396,5 5.173.612,8

Eksternalitas Total (USD/yr)

12.712.396,5 17.124.678,4

Dari tabel di atas, menunjukkan tingginya Eksternalitas Total PLTU Muara Karang setelah pemasangan FGD, apapun kenaikan ini diakibatkan oleh besarnya biaya investasi dan operasi peralatan FGD yang merupakan Eksternalitas dalam bentuk control cost dan control cost tersebut lebih besar dibandingkan damage cost yang berhasil ditekan.

V. KESIMPULAN

Perhitungan Eksternalitas PLTU Muara Karang sebelum pemasangan FGD sebesar 0,72 Cent USD/kWh atau sebesar 12.712.396,5 USD/tahun, yang merupakan Eksternalitas dalam bentuk Damage Cost.

Setelah penambahan peralatan FGD, komponen Eksternalitas PLTU Muara Karang terdiri dari control cost (investasi dan operasional FGD) serta damage cost. Besarnya Eksternalitas dalam bentuk damage cost mengalami penurunan menjadi 0,29 Cent USD/kWh atau sebesar 5.713.612,8 USD/tahun, namun Eksternalitas total mengalami lonjakan hingga 17.124.678,4 USD/tahun atau lebih 4.412.281,9 USD/tahun. Hal ini diakibatkan oleh tingginya biaya investasi dan operasional dari peralatan FGD ini.

REFERENSI

[1] Centre for Enegy Research. (2005), SO2, NOx, and Particle Control Technologies and Abatement Costs for the Mexican Electricity Sector, UNAM, Mexico.

[2] Cichanowicz, JE. (2010) Current Capital Cost and Cost-Effectiveness of Power Plant Emissions Control Technologies.

[3] Community Reseach. (2003). External Cost : Reseach results on socio-enviromental damages due to electricity and transport. European Commision.

[4] Kusumawati, W., Sugiono, A., Bongaerts, JC. (2010). Using the QUERI Model-Airpacts Program to Assess the External Cost of Three Power Plants in Indonesia with Three Different Energy Sources. IMRE Journal Volume 4 (1).

[5] Mayasari, F, et.al (2012), Externality Assessment of Control Cost and Damage Cost of Electrical Steam Generation – Study Case : PLTU Paiton, The 3rd MICEEI UNHAS

[6] Mayasari, F, Dalimi, R. (2012), Perhitungan Eksternalitas Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Studi Kasus PLTU Paiton, Universitas Indonesia.

[7] Molnar S., et.al. (2008). Estimation of External Cost of Electricity Generation Using ExternE Model. Bull. Of the Szent Istvan Univ.

[8] Salimi, DH., Finahari, NF., Amitayani, ES. (2009). Analisis Biaya Eksternal PLTU Batubara. Seminar Nasional V SDM Teknologi Nuklir.

[9] Schleisner Lotte. (2000). Comparison of Methodologies for Externality Assessment.

[10] Spadaro, JV., Rabl, A. (2002). AIRPACTS MANUAL. International Atomic Energy Agency.

[11] Spalding-Fecher, R., Matibe, DK. (2003). Electricity and Externalities in South Africa, Elsevier Energy Policy, 31, 721-734.

[12] Sugiono, Agus. (2007). Biaya Eksternal dari Pembangkit Listrik Batubara. Paralel Session IIA : Energy and Enviroment.

[13] Thopil, GA., Pouris, A. (2011). Externality Valuation in South Africa’s Coal Based Electricity Generation Sector. IEEE Transection.

ANALISIS PERHITUNGAN EKSTERNALITAS PADA PLTU MUARA ...

Documents

Transcript of ANALISIS PERHITUNGAN EKSTERNALITAS PADA PLTU MUARA ...