OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT …

OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT DAN DIESEL GENERATOR di PT.

ASTRA AGRO LESTARI MENGGUNAKAN SOFTWARE HOMER

Slamet Baktiman

PembimbingHeri Suryoatmojo, ST, MT, PhDIr. Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng

• Skenario paling pragmatik dari World Energy Council (WEC),

– Pada tahun 2050, konsumsi energi global akan meningkat menjadi dua sampai tiga kali lipat dari konsumsi sekarang.

– Konsumsi energi listrik akan tumbuh lebih cepat dari konsumsi energi secara keseluruhan

KONSUMSI ENERGI LISTRIK

Pengaruh oil shock tidak signifikan pada negara-negara yang telah menerapkan :1. Pengembangan energi alternatif (diversifikasi)2. Efisiensi energi (konservasi)3. Kebijakan harga energi sesuai mekanisme pasar

PERKEMBANGAN HARGA MINYAK DUNIA

$-

$10

$20

$30

$40

$50

$60

$70

$80

$90

$100

$110

$120

$130

$140

1970197119721973

1974197519761977197819791980

198119821983198419851986

1987198819891990199119921993

1994199519961997199819992000

200120022003200420052006

20072008

US

$ / b

arel

l

Embargo minyak Arab 1973

Revolusi Iran

Awal perang Iran-Irak

S Arabia membanjiri pasar

Invasi Irak ke Kuwait

Perang Teluk Selesai

Krisis ekonomi Asia, pasokan minyak berlebih

OPEC memotong produksi, permintaan meningkat

Serangan 11 Sept, ekonomi melemah, permintaan turun.

Perang Irak, ekonomi dunia menguat, permintaan meningkat, kapasitas cadangan mengecil, stok terbatas, dll

Source: Modified EIA

Resesi ekonomi,Non OPEC membanjiri pasar

Perang Iran-Irak selesai

Resesi Amerika Serikat

I

II

III

OIL SHOCK (SURGE)

$-

$10

$20

$30

$40

$50

$60

$70

$80

$90

$100

$110

$120

$130

$140

1970197119721973

1974197519761977197819791980

198119821983198419851986

1987198819891990199119921993

1994199519961997199819992000

200120022003200420052006

20072008

US

$ / b

arel

l

Embargo minyak Arab 1973

Revolusi Iran

Awal perang Iran-Irak

S Arabia membanjiri pasar

Invasi Irak ke Kuwait

Perang Teluk Selesai

Krisis ekonomi Asia, pasokan minyak berlebih

OPEC memotong produksi, permintaan meningkat

Serangan 11 Sept, ekonomi melemah, permintaan turun.

Perang Irak, ekonomi dunia menguat, permintaan meningkat, kapasitas cadangan mengecil, stok terbatas, dll

Source: Modified EIA

Resesi ekonomi,Non OPEC membanjiri pasar

Perang Iran-Irak selesai

Resesi Amerika Serikat

I

II

III

OIL SHOCK (SURGE)

KONDISI KETENAGALISTRIKAN INDONESIA

• Kapasitas TOTAL INDONESIA 30,320 GW• Saluran TRANSMISI 13.594 kms.• Kapasitas Trafo Gardu Induk 8.895 MVA.• Saluran Distribusi 620.000 kms.• Kapasitas Trafo Distribusi 34.000 MVA.• Jumlah Pelanggan : 39,2 juta orang.

(Data RUPTL PLN 2011)

RASIO ELEKTRIFIKASINAD72,65%

Sumut85.76%

Sumbar68.75%

Riau + Kepri63.15%

Sumsel50.75%

Bengkulu50.64%

Babel69.27%

Lampung49.23%

Jakarta100%

Banten58.44%

Jabar63.40% Jateng

63.77%

Jambi47.03%

Jogya74.37%

Jatim63.67%

Bali78.37%

NTB30.48%

NTT26.35%

Kalbar53.74%

Kalteng49.87%

Kalsel67.38%

Kaltim66%

Sulut61.84%

Gorontalo43.31%

Sulteng51%

Sultra43.88%

Sulsel60.81%

Malut54.15%

Maluku58.06%

Papua + Irjabar35.35%

Rasio Elektrifikasi : 63.9%Year2005 2006 2007 2008 2009

Electrification Ratio 58,3% 59% 60,8% 62,3% 65 %

Kategori :> 60 %

41 - 60 %

20 - 40 %

0 200

Kilometers

U

400

Bengkulu

Bangka

Sumsel-Lampung

Ketapang

PontianakSingkawang

Banjar

Mahakam

Tarakan

Minahasa

Kotamobagu

Palu Sorong

B-Aceh

Medan

Padang

Sumut - AcehCapability : 924 MWPeak Load : 1.016 MWDefisit : - 92 MW

RiauCapability : 112 MWPeak Load : 162 MWDefisit : -50 MW

LombokBima Sumbawa

Kupang

Ambon

Serui

Gorontalo

Defisit until 50 MW Defisit > 50 MW

No Power Shortage Defisit Total : 136 MW

6 Daerah Kristis(Peak Load > 10 MW)

Jayapura Capability : 28 MWPeak Load : 29 MWDefisit : -1 MW

South Part of SumateraCapability : 1.189 MWPeak Load : 1.265 MWDefisit : -75 MW

Singkawang, Sambas Capability : 32,6 MWPeak Load : 33,8 MWDefisit : -1,1 MW

Jayapura

Critical Area (peak load < 10 MW)1. Siak (420kw) 2.Toboali (150kw), 3.sekadau (280kw)4. Melak (185kw) 5. Petung (700kw), 6. Kefamenamu(100kw), 7. Kalabahi (300kw), 8. Polo (90kw), 9. Mautapaga (1100kw), 10. Ruteng (250kw), 11. Wamena (690kw), 12. Nabire (80kw)

South & Central KalimantanCapability : 221 MWPeak Load : 230 MWDefisit : -9 MW

Sasaran Kebijakan Energi Nasional 2025(sesuai Perpres no. 5 tahun 2006)

Energi Primer Tahun 2025(Skenario BaU)

Energi Primer Tahun 2025(Sesuai Perpres No. 5/2006)

Batubara , 33%

Gas Bumi, 30%

Minyak Bumi, 20% Bahan Bakar Nabati

(Biofuel), 5%

Panas Bumi, 5%

Biomasa, Nuklir, Air, Surya, Angin, 5%

Batubara yang Dicairkan (Coal Liquefaction), 2%

EBT, 17%

1. Elastisitas Energi < 12. Energi Primer mix optimal

Kebijakan Energi Nasional

OPTIMALISASIPENGELOLAAN

ENERGI

Gas Bumi, 20.6%

Batubara, 34.6%

Minyak Bumi, 41.7%

Panas Bumi, 1.1%

PLTMH, 0.1%

PLTA, 1.9%

Source-to-Electricity Greenhouse Gas Emissions CO2for Different Electricity Generation Options

Source: IAEA, 1996

0

50

100

150

200

250

300

CO

equ

ival

ent g

C/k

Wh

Coal Oil Nat.Gas Hydro Nuclear Wind Solar PV Biomass

Primary Energy Source

Infrastructure, plantconstruction, fuel supply,Plant operation.

Equipment fabrication,Fuel mining/preparation.

* Hanya di Kalan –Kalimantan Barat

JENIS ENERGI FOSIL

SUMBER DAYA CADANGAN(Proven + Possible)

PRODUKSI(per TAHUN)

RASIO CADANGAN/PRODUKSI(Tanpa Eksplorasi Baru)

TAHUN

MINYAK 86,9 milyar bbl 9,1 milyar bbl 387 juta bbl 23

GAS 384,7 TSCF 185,8 TSCF 2,95 TSCF 62

BATUBARA 57 Milyar ton 19,3 milyar ton 201 juta ton 93

JENIS ENERGI NON FOSSIL

SUMBER DAYA SETARA PEMANFAATAN KAPASITAS TERPASANG

HIDRO SKALA BESAR 845 juta SBM 75,67 GW 6.851 GWh 4.200 MW

BIOMASSA 49,81 GW 445 MW

MINI/MIKRO HIDRO 500 MW 500 MW 86.1 MW

PANAS BUMI 219 juta SBM 27 GW 2.593,5 GWh 807 MW

SURYA 4,80 kWh/m2/day 12.1 MW

ANGIN 3-6 m/detik 1.1 MW

URANIUM (NUKLIR) 24.112 Ton* e.q. 3 GW untuk 11 tahun

Potensi Minyak bumi terbatas, sedangkanpotensi energi baru terbarukan relatif besar

SUMBER BIOMASSA

10 | Tugas Akhir – Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia selama tujuh tahunterakhir cenderung menunjukkan peningkatan yakni berkisar 2,03% -9,05% per tahunnya.

No Provinsi Luas Areal (Ribu Ha)

1 Riau 1482.362 Sumut 1145.213 Sumsel 694.114 Jambi 604.315 Kalteng 573.336 Kalbar 517.187 Sumbar 495.948 Kaltim 350.279 Kalsel 332.7

10 Aceh 323.77

Sumber : Statistik Kelapa Sawit Indonesia 2010 - BPS


(Tandan buah kosong) (Fiber mesokraf)

(Cangkang Kernel) (Sisa limbah / POME)

50% dari Buahsegar adalah

residu

LIMBAH KELAPA SAWIT


(Cangkang Kernel)

(Fiber mesokraf)


(Tandan buah kosong)

(Sisa limbah / POME)

NOT USE


Profil PT.Astra Agro Lestari

PT Astra Agro Lestari (AAL) saat ini mengelola 29 kebun kelapa sawitseluas 201.412 ha. Sebagian besar kebun kelapa sawitnya berlokasidi Sumatera seluas 102.021 ha, Kalimantan 62.545 ha dan Sulawesi 36.846 ha.


Software HOMERSoftware HOMER adalah suatu perangkat lunak yangdigunakan untuk operasi model sistem pembangkit listrikskala kecil (micropower), perangkat lunak inimempermudah evaluasi disain sistem pembangkit listrikuntuk berbagai jenis pembangkit listrik skala kecil baikyang tersambung ke jaringan listrik atau puntidak.Perangkat lunak ini mengoptimasi berdasarkan nilaiNPC (Net Present Cost) terendah.


Mulai

Menentukan Komponen PLTBS

Data Beban HarianFeedstock Biomassa

Spesifikasi Alat dan Biaya

Memasukkan Persyaratan Sistem Operasi

Memasukkan Variabel Sensitifitas Konsumsi Beban

Membentuk Semua Kemungkinan Konfigurasi

Hasil konfigurasi

Selesai

Hitung NPC dan COE

NPC dan COE Minimum ?


Pemodelan Sistem


Hour Load (kW)00:00 - 01:00 1,674.00001:00 - 02:00 1,788.00002:00 - 03:00 1,756.00003:00 - 04:00 1,772.00004:00 - 05:00 1,805.00005:00 - 06:00 1,838.00006:00 - 07:00 1,251.00007:00 - 08:00 1,547.00008:00 - 09:00 1,538.00009:00 - 10:00 1,534.00010:00 - 11:00 1,531.00011:00 - 12:00 1,612.00012:00 - 13:00 1,613.00013:00 - 14:00 1,433.00014:00 - 15:00 1,332.00015:00 - 16:00 1,408.00016:00 - 17:00 1,484.00017:00 - 18:00 2,198.00018:00 - 19:00 3,019.00019:00 - 20:00 2,757.00020:00 - 21:00 2,576.00021:00 - 22:00 2,461.00022:00 - 23:00 2,346.00023:00 - 00:00 1,969.000

Data beban harian PT.Astra Agro Lestari


Hasil Simulasi


Hasil Simulasi

Sebelum Sesudah


02,000,0004,000,0006,000,0008,000,000

10,000,00012,000,00014,000,00016,000,00018,000,000

Niigata 2,5Mw Cumin 1Mw Biomasa

Produksi Listrik

Sebelum

sesudah

0

1,000,000

2,000,000

3,000,000

4,000,000

5,000,000

6,000,000

Niigata 2,5Mw Cumin 1Mw

Jumlah Konsumsi BBM

Sebelum

Sesudah


Komponen Kapital ($) Penggantian ($) O&M ($) Solar ($) Sisa/ salvage($) Total ($)

* Net Present CostsNiigata 2,5Mw 1,465,000 0 1,381 2,140,090 -186,399 3,420,071BIOMASSA 1,250,000 7,773,697 273,053 0 -194,787 9,101,962Cumin 1Mw 600,000 620,433 11,665 4,645,864 -111,645 5,766,315Total 3,315,000 8,394,129 286,098 6,785,955 -492,831 18,288,350* Annualized CostsNiigata 2,5Mw 114,602 0 108 167,412 -14,581 267,541BIOMASSA 97,783 608,111 21,360 0 -15,238 712,017Cumin 1Mw 46,936 48,534 913 363,431 -8,734 451,080Total 259,322 656,645 22,381 530,843 -38,553 1,430,638

Komponen Kapital ($) Penggantian ($) O&M ($) Solar ($) Sisa/ salvage($) Total ($)

* Net Present CostsNiigata 2,5Mw 1,465,000 8,966,436 55,991 77,297,952 -116,499 87,668,888Cumin 1Mw 600,000 620,433 11,665 4,645,864 -111,645 5,766,315Total 2,065,000 9,586,869 67,656 81,943,824 -228,144 93,435,200* Annualized CostsNiigata 2,5Mw 114,602 701,415 4,380 6,046,765 -9,113 6,858,049Cumin 1Mw 46,936 48,534 913 363,431 -8,734 451,080Total 161,538 749,949 5,293 6,410,196 -17,847 7,309,129

Biaya sebelum optimasi

Biaya setelah optimasi


Dispatch Strategy

End Time Primary Load (kW)Niigata

Biomasa (kW)Cummin

Total Load Served (kW)(kW) (kW)1:00 1674 1674 0 0 16742:00 1788 0 1788 0 17883:00 1756 0 1756 0 17564:00 1772 0 1772 0 17725:00 1805 0 1805 0 18056:00 1838 0 1838 0 18387:00 1251 0 1251 0 12518:00 1547 0 1547 0 1547


Emisi (kg/tahun) Sebelum Optimasi Setelah Optimasi SelisihKarbondioksida, CO2 14.066.788 1.176.204 12.890.584Karbonmonooksida, CO 34.722 3.3 31.422Hydrokarbon, HC 3.846 366 3.48Particulate matter 2.617 249 2.368Sulfur Dioksida, SOx 28.249 2.339 25.91Nitrogen Oksida, NOx 309.826 29.446 280.38

Jumlah Emisi


Kesimpulan1. Pada saat kondisi optimal yaitu penggabungan antara pembangkit

listrik tenaga biomasa (PLTBS) dan pembangkit listrik tenaga diesel(PLTD) dengan pembagian kontribusi sebagai berikut : PLTBSterhadap sistem sebesar 93% sedangkan sisanya sebesar 7% disuplai oleh PLTD.

2. Dengan optimasi menggunakan HOMER jumlah produksi energilistrik PLTD mengalami penurunan sebesar 93% dari sebelumnyasebesar 16.148 MWh/tahun menjadi 1.073 MWh/tahun.

3. Konsumsi BBM mengalami penurunan dari sebelumnya sebesar5.341 kiloliter/tahun menjadi sebesar 442 kiloliter/tahun.


Kesimpulan3. Setelah adanya optimasi harga per kWh menjadi sebesar $0,089

(Rp827,7) harga ini mengalami penurunan dari harga per kWhsebelumnya yang sebesar $0,45 (Rp 4.185). Penurunan biaya perkWh dikarenakan adanya penurunan 19% pada total NPC atausebesar $ 75.146.812 (Rp698.865.351.600), biaya operasi 83%sebesar $ 5.976.272 (Rp55.579.329.600).

4. Pembangunan PLTBS dapat mengurangi jumlah emisi CO2 sebesar12.890 ton/tahun atau sebesar 90% dari kondisi awal PLTD yaitusebesar 14.066 ton/tahun.

Energy kontenMinyak34 btu/liter

Biomasa5,5 MJ/kg

PembangkitanMinyak0,313 L/kWhPerliter = Rp 9500

Biomasa3,034 kg/kWhPer kg = Rp 500

0

100

200

300

400

500

600

700

800

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Baha

n Ba

kar p

er li

ter

Daya (kw)

Kurva Input - Output

Kurva input-output pembangkit Diesel

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Har

ga p

er $

Daya (kW)

Kurva input-output

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Biom

as K

g pe

r kW

h

Daya kW

Kurva Input - Output

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

16000000

18000000

3229666 6459332 9688998 12918664 16148330

Kons

umsi

BBM

/ltr

Pembangkitan (KWh/th)

Kurva input output

PLTD

PLTD+PLBS

• Cara HOMER melakukan OptimasiMenggunaka metode prioriti listDari fungsi NPC dan COE

OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT …

Documents

Transcript of OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASA SAWIT …