si cimout girly

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS

MAKALAH

”PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS”

Oleh :

MEDYA MINALISA (A1C309006)

PRODI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2011

PENDAHULUAN

1.    Latar Belakang

Peternakan sapi dari tahun ke tahun semakin besar jumlahnya, penambahan jumlah tersebut

menyebabkan tingkat pencemaran lingkungan yang tinggi antara lain menyebabkan bau tidak

sedap yang mengganggu kenyamanan lingkungan sekitar, endemik bibit penyakit, dan air

resapan tanah dan sungai menjadi beracun dan bau. Dalam kotoran sapi terkandung gas

metana (CH4) apabila dibuang secara bebas ke atmosfir akan menyebabkan efek rumah kaca,

proses ini berakibat suhu bumi menjadi tinggi, ini adalah yang disebut dengan pemanasan

global (global warning), yang secara langsung meningkatkan intensitas frekuensi angin topan,

merubah komposisi hutan , mengurangi produksi pertanian, menghancurkan biota laut

sehingga ikan mengalami kekurangan makanan dan ekosistem laut menjadi hancur.

Alasan diatas dapat dijadikan bahan pertimbangan bahwa kotoran sapi lebih baik

dimanfaatkan daripada dibiarkan menumpuk. Beberapa cara pemanfaatan kotoran sapi antara

lain dengan mengolah kotoran sapi menjadi pupuk organik maupun biogas, yaitu suatu energi

yang dihasilkan dari proses biodegradasi dengan bantuan bakteri dalam kondisi anaerob pada

material organik (kotoran sapi). Keuntungan yang didapat dari proses pemanfaatan kotoran

sapi bagi pemilik peternakan sapi adalah menambah penghasilan dari penjualan pupuk

organik dan menghemat pengeluaran biaya penggunaan listrik. Sebenarnya pemanfaatan

kotoran sapi dapat memberikan nilai ekonomis yang lebih tinggi jika dilakukan dengan cara

membangun pembangkit listrik tenaga biogas (PLTBG).

Sebagai contoh Jawa Tengah memiliki potensi yang sangat besar untuk mengembangkan

PLTBG karena memiliki peternakan yang besar. Data pada tahun 2002, sapi potong sebesar

13344495 ekor dan sapi perah sebesar 119026 ekor. PLTBG dapat dibangkitkan dengan

penggunaan mesin diesel atau bensin, ini merupakan cara untuk mengatasi tidak adanya

mesin berbahan bakar biogas di Indonesia dan apabila mendatangkan dari luar negeri biaya

pembangunan instalasi PLTBG menjadi besar. Permasalahan yang muncul dengan

penggunaan mesin diesel dan bensin dengan bahan bakar biogas adalah efisiensi yang

dihasilkan rendah dan cara untuk mengatasi masalah ini dengan cara memodifikasi mesin

diesel atau bensin dan dilakukan pemilihan mesin yang sesuai dengan daya yang dapat

dibangkitkan oleh penghasil gas (digester) yang dimiliki oleh peternakan.

PLTBG adalah instalasi pembangkit listrik dengan pemanfaatan biogas sebagai bahan bakar

yang dapat diperbaharui. Kotoran sapi sebagai media penghasil biogas dapat dimanfaatkan

sebagai bahan bakar PLTBG sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan efek rumah

kaca. Jawa Tengah dengan kapasitas peternakan yang besar mempunyai potensi yang cukup

baik untuk pembangunan PLTBG. PLTBG dapat dibangkitkan dengan penggunaan motor

bakar berbahan bakar biogas tetapi mesin berbahan bakar biogas di Indonesia belum ada.

Mesin diesel dan bensin secara teknis dapat digunakan sebagai penggerak generator PLTBG

tetapi efisiensinya yang dihasilkan rendah sehingga perlu dilakukan modifikasi.Pemilihan

mesin dalam penulisan ini untuk menghasilkan efisiensi maksimal dari mesin dengan

memodifikasi mesin berbahan bakar diesel dan bensin. Berdasarkan hasil analisa mesin diesel

dan bensin memerlukan penambahan conversion kit dan mixer. Conversion kit berfungsi

mengatur debit bahan bakar supaya mengalir konstan dan penambahan mixer bertujuan untuk

pencampur biogas dengan udara. Mesin diesel yang dimodifikasi ini menggunakan system

dualfuel engine dimana bahan bakar solar digunakan bersama-sama dengan biogas, dengan

komposisi sekitar 20 % solar dan 80% biogas. Mesin bensin dapat menggunakan 100%

biogas untuk bahan bakar.

2.    Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari judul makalah ini adalah sebagai berikut :

a.    Apa yang dimaksud dengan biogas ?

b.    Apa saja karakteristik kandungan biogas ?

c.    Bagaimana sistem kerja biogas ?

d.   Bagaimana teknologi biogas ?

e.    Bagaimana proses terjadinya gas bio dan manfaatnya ?

f.     Bagaimana kajian teoritik sistem konversi Energi PLTBG ?

g.    Bagaimana Perhitungan ekonomi PLTBG ?

h.    Bagaimana pengembangan teknologi PLTBG di Indonesia ?

3.    Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah :

a.    Untuk mengetahui tentang biogas

b.    Untuk mengetahui karakteristik kandungan biogas

c.    Untuk mengetahui sistem produksi biogas

d.   Untuk mengetahui teknologi biogas

e.    Untuk mengetahui proses terjadinya gas bio dan manfaatnya

f.     Untuk mengetahui kaji teoritik sistem konversi energi PLTBG

g.    Untuk mengetahui perhitungan ekonomi PLTBG

h.    Untuk mengetahui pengembangan teknologi PLTBG

4.    Manfaat  Penulisan

Adapun manfaat penulisan dari makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan kita

tentang “ Pembangkit Listrik Tenaga Biogas” bagi para pembaca.

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS

Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia. Peningkatan

permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya

sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan

tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi

terbaharukan. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai 130 U$ per barel

juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara di dunia terutama Indonesia.

Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan

bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak seimbang dengan

produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi

melalui impor. Menurut data ESDM (2006) cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar

9 milliar barel. Apabila terus dikonsumsi tanpa ditemukannya cadangan minyak baru,

diperkirakan cadangan minyak ini akan habis dalam dua dekade mendatang.

Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah

menerbitkan Peraturan presiden republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan

energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan

bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui

sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak.

Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam

limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat

dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion. Proses ini merupakan

peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak

penggunaan bahan bakar fosil. Pada daerah pedesaan Kabupaten Temanggung masyarakat

peternak terutama peternak sapi maupun kerbau belum bisa memanfatkan kotoran ternak

sebagai sumber enerni alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak, sehingga kotoran

ternak hanya dikumpulkan di kebun dan setelah menjadi kompos baru digunakan sebagai

pupuk tanaman.

1.    Biogas

Biogas adalah suatu jenis gas yang bisa dibakar, yang diproduksi melalui proses fermentasi

anaerobik bahan organik seperti kotoran ternak dan manusia, biomassa limbah pertanian atau

campuran keduanya, didalam suatu ruang  pencerna (digester). Komposisi biogas yang

dihasilkan dari fermentasi tersebut terbesar adalah gas Methan (CH4) dan gas karbondioksida

(CO2).  Gas methan (CH4) yang merupakan komponen utama biogas merupakan bahan bakar

yang berguna karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi,.  Karena nilai kalor yang

cukup tinggi itulah biogas dapat dipergunakan untuk keperluan sumber energi.  Sistim

produksi biogas juga mempunyai beberapa keuntungan seperti: (1) mengurangi pengaruh gas

rumah kaca, (2) mengurangi polusi bau yang tidak sedap, (3) sebagai pupuk dan (4) produksi

energi.

2.    Karakteristik Kandungan Biogas

Untuk tulisan kali ini, ada baiknya kita bahas mengenai apa saja yang terkandung dalam

biogas ini dan apa saja akibatnya terhadap sebuah system pembakitan listrik berbasis biogas

ini. Adapun Biogas mengandung beberapa komponen yaitu :

CO2, sekitar 25% sampai 50% per volume, akibat yang ditimbulkan kandungan CO2 yaitu

menurunkan nilai kalori, meningkatkan jumlah methane dan anti knock pada engine,

menyebabkan korosi (kurangnya kandungan karbon acid)jika gas dalam keadaan basah, serta

merusak alkali dalam baan bakar biogas ini.

H2S, sekitar 0 sampai 0,5%, akibat yang ditimbulkan kandungan H2S yaitu : mengakibatkan

korosi pada peralatan dan system perpipaan (stress corrosion) oleh karena itu banyak

produsen mesin menetapkan batas maksimal H2S yang terkandung hanya 0,05% saja.

NH3, sekitar 0-0,05%, emisi NOx setelah pembakaran merusak kandungan bahan bakar

biogas ini, dan meningkatkan sifat anti-knock pada engine.

Uap air, sekitar 1-5%, dapat menyebabkan korosi, resiko pembekuan, pada peralatan,

instrument, plant dan system perpipaan.

Debu/ Dust, sekitar >5µm, mengakibatkan terhalangnya nozzle, dan kandungan biogas.

N2, sekitar 0-5%, akibat yang ditimbulkan yaitu mengurangi kandungan nilai kalori, dan

meningkatkan anti-knock pada engine.

Siloxanes, sekitar 0-5mg m-3 , mengakibatkan terjadinya abrasive dan kerusakan pada mesin.

Untuk lebih jelasnya bisa dilihat tabel di bawah ini :

Main composition of biogas produced with biogas plants and added substrates

Kombinasi dari biomassa dan CO-substrat dapat membantu dalam menurunkan kadar CO2

yang dihasilkan selama proses fermentasi. Dengan FAF sebagai co-fermentasi, kandungan

CO 2 adalah sekitar 35% – lebih rendah dari yang diperoleh dengan hanya fermentasi pupuk

kandang cair (sekitar 40%). Jika jagung dan kotoran digunakan sebagai co – ferments CO2

sekitar 45%

3.       Sistem Produksi Biogas

Sistem produksi biogas dibedakan menurut cara pengisian bahan bakunya, yaitu pengisian

curah dan pengisian kontinyu

a.    Pengisian curah

Yang dimaksud dengan sistem pengisian curah (SPC) adalah cara pengantian bahan yang

dilakukan dengan mengeluarkan sisa bahan yang sudah dicerna dari tangki pencerna setelah

produksi biogas berhenti, dan selanjutnya dilakukan pengisian bahan baku yang baru. Sistem

ini terdiri dari dua komponen,yaitu tangki pencerna dan tangki pengumpul gas. Untuk 

memperoleh biogas yang banyak, sistem ini perlu dibuat dalam jumlah yang banyak agar

kecukupan dan kontinyuitas hasil biogas tercapai.

b.    Pengisian kontinyu

Yang dimaksud dengan pengisian kontinyu (SPK) adalah bahwa pengisian bahan baku

kedalam tangki pencerna dilakukan secara kontinyu (setiap hari) tiga hingga empat minggu

sejak pengisian awal, tanpa harus mengelurkan bahan yang sudah dicerna. Bahan baku segar

yang diisikan setiap  hari akan mendorong bahan isian yang sudah dicerna keluar dari tangki

pencerna melalui pipa pengeluaran. Keluaran biasanya dimanfaatkan sebagai pupuk kompos

bagi tanaman, sedang cairannya sebagai pupuk bagi pertumbuhan algae pada kolam ikan.

Dengan SPK, gas bio dapat diproduksi setiap hari setelah tenggang 3 - 4 minggu sejak

pengisian awal. Penambahan biogas ditunjukkan dengan semakin terdorongnya tangki

penyimpan keatas (untuk tipe floating dome). Sedangkan untuk digester tipe fixed dome

pernambahan biogas ditunjukkan oleh peningkatan tekanan pada manometer. Sampai pada

tinggi tertentu yang dianggap cukup, biogas dapat dipakai seperlunya secara efisien.

4.    Teknologi Biogas

Teknologi biogas adalah proses penguraian limbah ternak oleh bakteri anaerob (bakteri

Aceton dan Metan) dalam suatu tangki pencerna (digester). Dari proses tersebut dihasilkan

gas bio dan pupuk slurry. Bahan bangunan yang dipakai adalah material setempat, yang

sebagian besar terdiri dari pasangan batu kali, pasangan batu bata, serta beton.

Bangunan yang diperlukan dalam proses bio digester adalah:

a.    Bak pemasukan (inlet)

b.    Digester

c.    Bak pengeluaran

d.   Bak penampung slurry

e.    Bak pengencer slurry

Gambar 1.   Pencerna tipe floating dome (India)

Gambar 2.  Pencerna tipe fixed dome (China)

a.    Bak Pemasukan (inlet)

Bak yang berguna sebagai penampung kotoran dan air kencing ternak (sapi) sebelum

dimasukkan di dalam digester. Bak pemasukan ini dilengkapi dengan penyaring agar sisa

rumput atau benda lain yang tidak dikehendaki masuk ke dalam digester dapat tersaring dan

dibersihkan.

b. Digester

Digester adalah bangunan ruangan (tandon) sebagai tangki pencerna untuk memproses

limbah organik misalnya kotoran sapi, air kencing dan air, sebagai tempat bakteri anaerob

menguraikan limbah isian tersebut selama waktu tertentu. Dari proses fermentasi limbah

tersebut akan menghasilkan gas bio, serta slurry (sisa keluaran setelah di proses sebagai

pupuk organik) yang siap pakai dengan unsur hara yang tinggi.

Gas bio adalah campuran gas yang terdiri dari bermacam-macam gas, antara lain : CH4

(methana) sebagai unsur utama , CO2, dan gas-gas lainnya yang kandungannya sangat sedikit.

Dari proses permentasi limbah tersebut akan mengeluarkan sisa yang bernama slurry dimana

slurry mengandung unsur-unsur : N, P, K, Ca, Mg, yang sangat dibutuhkan sebagai pupuk

bagi tanaman.

c.    Bak Pengeluaran

Bak Pelimpahan adalah bak sebagai tampungan limpahan slurry dari digester dan bila telah

penuh menuju ke bak penampungan slurry.

d.   Bak Penampung Slurry

Bak ini berfungsi sebagai tempat menampung slurry luapan dari Bak Pengeluaran. Slurry di

Bak Penampungan digunakan untuk menyaring/memisahkan slurry cair untuk dikeringkan

sehingga ringan pengangkutannya, mudah dikemas dalam plastik untuk dijual. Dalam

keadaan basah/ cair kandungan unsur haranya sangat tinggi. Penggunaan pupuk dalam

keadaan basah/cair sangat dianjurkan sehingga tidak perlu melalui penyaring ini.

e.    Bak pengencer Slurry

Bak pengencer Slurry ini digunakan untuk menambah kandungan oksigen yaitu secara aerasi

dan bisa diencerkan dengan tambahan air sehingga bisa dimanfaatkan untuk ternak lele.

5.    Proses Terjadinya Gas Bio dan Manfaatnya.

Kotoran sapi yang dicampur dengan air kencing/air dicampur dalam bak pemasukan (inlet)

selanjutnya disebut manure, masuk ke digester.. Kandungan metan dalam biogas kurang

lebih 60 % dan gas bio yang terbentuk. Gas metan (CH4) ini yang digunakan sebagai sumber

energi untuk keperluan sehari-hari,. Produksi gas bio menurut Nurhasanah (2007) satu ekor

sapi untuk suhu (23-32) °C antara (600-1.000) liter biogas/hari. Untuk 15 ekor sapi gas- bio

yang dihasilkan 9000-15000 liter/hari. Sisa dari proses tersebut di atas keluarlah slurry cair

yang merupakan pupuk organik yang mengandung unsur makro yang dibutuhkan tanaman..

6.    Kaji Teoritik Sistem Konversi Energi

Sistem instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG) dapat dibuat skema sebagai

berikut:

Gambar 1.Bagan sistem instalasi pembangkit listrik dari biogas kotoran sapi.

Perubahan biogas menjadi energi listrik dilakukan dengan memasukkan gas dalam tabung

penampungan kemudian masuk ke conversion kit yang berfungsi menurunkan tekanan gas

dari tabung sesuai dengan tekanan operasional mesin dan mengatur debit gas yang bercampur

dengan udara didalam mixer, dari mixer bahan bakar bersama dengan udara masuk kedalam

mesin dan terjadilah pembakaran yang akan menghasilkan daya untuk menggerakkan

generator yang menghasilkan energi listrik. Karakterisrik pembakaran yang terjadi pada

mesin diesel berbeda dengan pembakaran pada mesin bensin.

a.    Karakteristik pembakaran biogas didalam mesin diesel

Bahan bakar biogas membutuhkan rasio kompresi yang tinggi untuk proses pembakaran

sebab biogas mempunyai titik nyala yang tinggi 645 0C – 750 0C dibandingkan titik nyala

solar 220 0C, maka mesin diesel umumnya digunakan secara dualfuel dengan rasio kompresi

sekitar 15 – 18. Proses pembakaran pada mesin dualfuel, bahan bakar biogas dan udara

masuk ke ruang bakar pada saat langkah hisap dan kemudian dikompresikan didalam silinder

seperti halnya udara dalam mesin diesel biasa. Bahan bakar solar dimasukkan lewat nosel

pada saat mendekati akhir langkah kompresi, dekat titik mati atas (TMA) sehingga terjadi

pembakaran.

Temperatur awal kompresi tidak boleh lebih dari 80 0C karena akan menyebabkan terjadinya

knocking dan peristiwa knocking yang terjadi pada mesin dualfuel hampir sama dengan yang

terjadi pada mesin bensin, yaitu terjadinya pembakaran yang lebih awal akibat tekanan yang

tinggi dari mesin diesel. Hal ini disebabkan karena bahan bakar biogas masuk bersama-sama

dengan udara ke ruang bakar, sehingga yang dikompresikan tidak hanya udara tapi juga

biogas.

Gambar 2.Grafik performance pada mesin

a) a sfc biogas dalam dualfuel, b sfc solar dalam mesin diesel, c sfc solar dalam dualfuel

b) a mesin diesel dengan solar yang diritkan, b efisiensi mesin diesel, c efisiensi dualfuel

b.   Karakteristik pembakaran biogas di dalam mesin bensin

Mesin bensin dengan rasio kompresi yang hanya berkisar antara 6 – 9,5 tidak cukup untuk

melakukanpembakaran biogas karena titik nyala biogas yang tinggi 645 0C - 750 0C, untuk

itu dilakukan penambahan rasio kompresi mesin menjadi 10 – 12. Proses pembakaran biogas

sama seperti pada mesin bensin normal, yaitu biogas dan udara masuk ke ruang bakar dan

pada akhir langkah kompresi terjadi pembakaran, pembakaran ini terjadi karena bantuan

loncatan bunga api dari busi.

Gambar 3.Diagram performance mesin bensin dengan bahan bakar bensin  dan biogas

1) daya, 2) torsi, 3) konsumsi bahan bakar spesifik

c.    Pemilihan Mesin Penggerak

Berdasarkan hasil survey lapangan bahwa mesin yang dapat digunakan untuk mesin

penggerak generator PLTBG adalah mesin diesel dan bensin. Di pasaran untuk mesin bensin

harganya jauh lebih mahal dari mesin diesel dengan daya yang sama dan untuk daya yang

besar hanya mesin diesel yang dapat digunakan sebab tidak adanya mesin bensin dengan

daya besar di pasaran. Penggunaan kedua jenis mesin tersebut dalam kenyataannya

menghasilkan efisiensi yang rendah sehingga perlu adanya modifikasi.

Modifikasi yang perlu dilakukan untuk mengubah mesin diesel menjadi mesin berbahan

bakar biogas adalah dengan cara menambahkan conversion kit dan mixer. Fungsi conversion

kit adalah untuk mengatur debit dan menurunkan tekanan aliran bahan bakar sesuai dengan

tekanan operasional yang diinginkan sedangkan mixer berfungsi sebagai pencampur bahan

bakar dengan udara. Pemasangan mixer terletak pada saluran masuk udara dan conversion kit

terpasang antara mixer dan tabung gas (Gas holder). Sistem modifikasi ini menggunakan

sistem dualfuel yaitu mesin menggunakan dua bahan bakar yang dilakukan secara bersamaan

dengan komposisi 20% solar dan 80% biogas . Hal ini dilakukan karena titik nyala

pembakaran biogas sangat tinggi yaitu sekitar 645°C-750°C.

Gambar 4Skema pemasangan mixer dan conversion kit pada mesin diesel

Modifikasi mesin bensin hampir sama dengan mesin diesel yaitu dengan cara menambah

Conversion kit dan mixer. Perbedaannya adalah pada mesin bensin bahan bakar biogas dapat

digunakan 100%, hal ini dikarenakan adanya busi sehingga bahan bakar biogas akan cepat

terbakar. Pemasangan mixer terletak antara saringan udara dan karburator, sedangkan

Conversion kit terpasang antara mixer dan tabung gas (gas holder). Perkiraan biaya untuk

pembelian Conversion kit dan mixer yaitu sekitar Rp. 4.800.000,00 untuk kondisi alat baru.

7.    Perhitungan ekonomi PLTBG

Perhitungan ekonomi penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG) untuk

peternakan sedang dan besar dengan pemakaian mesin diesel dan bensin , dan dibandingkan

dengan keuntungan listrik yang dihasilkan yang disesuaikan dengan tarif dasar listrik PLN.

Tabel 1. Daya listrik yang dapat dihasilkan dari peternakan sedang dan besar

Tabel 2. Perkiraan biaya investasi PLTBG pada peternakan sedang dan besar

Tabel 3. Perkiraan biaya operasi PLTBG pada peternakan sedang dan besar

Biaya investasi dari mesin diesel lebih kecil dari pada mesin bensin, sehingga mesin diesel

lebih menguntungkan dari segi ekonomi. Di lain sisi dari aspek perawatan mesin diesel dan

mesin bensin dapat dikatakan sebanding dan membutuhkan biaya yang relatif sama. Dilihat

dari aspek operasi mesin diesel lebih mudah, mempunyai umur operasi yang lama dan

menggunakan sedikit bahan bakar untuk penyediaan daya yang sama dibandingkan dengan

mesin bensin. Hal ini dapat dijadikan alasan bahwa mesin diesel lebih menguntungkan

sebagai mesin penggerak pada PLTBG.

Keuntungan dari membangkitkan listrik dari PLTBG adalah energi listrik yang dapat hasilkan

dikalikan dengan harga listrik yang harus dibayar pemakai jika menggunakan listrik dari

PLN. Harga listrik Rp. 545/kWh dan biaya beban Rp. 30.000,00/kVA. Nilai rupiah yang

dapat dihasilkan dari membangkitkan listrik dari biogas pada peternakan sedang dengan daya

3 kW (4 kVA) dalam satu tahun dengan penggunaan tiap hari 24 jam adalah Rp.

15.762.600,00.

Analisa ekonomi pembangkit listrik tenaga biogas dengan mesin penggerak dari mesin diesel

untuk peternakan skala sedang, jika bunga investasi untuk kredit dari bank 19 % adalah :

Total investasi = Rp. 7.300.000,00 + Rp. 7.300.000,00 x 19%

= Rp. 8.687.000,00

Umur teknis ekonomis 10 Tahun

Depresiasi = Rp. 8.687.000,00 / 10

= Rp. 868.700,00

Cash flow = Keuntungan + Depresiasi- biaya operasional

= Rp. 15.762.600,00 +Rp. 868.700,00 – Rp. 10.316.000,00

= Rp. 6.220.400,00

IRR(Initial Rate of Return) = 72 %

NPV (Net Present Value) = Rp. 15.726.618,00

BCR (Benefit Cost Ratio ) = 1,45

PB ( Pay back) = 1 tahun 5 bulan

Nilai rupiah yang dapat dihasilkan, sesuai harga listrik dari PLN, dari membangkitkan listrik

dengan biogas pada peternakan besar dengan daya 15 kW (19 kVA) dalam satu tahun dengan

penggunaan tiap hari 24 jam adalah Rp. 78.453.000,00. Jika bunga investasi untuk kredit dari

bank 19 % maka analisa pembangkit listrik tenaga biogas untuk peternakan skala besar

adalah

Total investasi = Rp. 56.300.000,00 + Rp. 56.300.000,00 x 19%

= Rp. 66.997.000,00

Umur teknis ekonomis 10 Tahun

Depresiasi = Rp. 66.997.000,00 / 10

= Rp. 6.699.700,00

Cash flow = Keuntungan + Depresiasi- biaya operasional

= Rp. 78.453.000,00 + Rp. 6.699.700,00 – Rp. 22.883.600,00

= Rp. 61.537.200,00

IRR(Initial Rate of Return) = 93 %

NPV (Net Present Value) = Rp. 170.743.335,00

BCR (Benefit Cost Ratio ) = 2,87

PB ( Pay back) = 1 tahun 1 bulan

8.    Pengembangan Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG)

Pembangkit Listrik Tenaga Biogas Listrik dari Sampah Kota Menanggapi tulisan yang

berjudul Energi masa lalu, kini dan masa depan kita selaku kota yang baru berdiri harus

bercermin kepada kota yang sudah menghadapi masalah dan mampu menyelesaikannya,

khususnya terhadap permasalahan ketersediaan energi yang sangat pokok dan penting tetapi

mampu memecahkan permasalahan lainnya. Sampah telah menjadi masalah besar terutama di

kota-kota besar di Indonesia. Hingga tahun 2020 mendatang, volume sampah perkotaan di

Indonesia diperkirakan akan meningkat lima kali lipat. Tahun 1995 saja, menurut data yang

dikeluarkan Asisten Deputi Urusan Limbah Domestik, Deputi V Menteri Lingkungan Hidup,

Chaerudin Hasyim, di Jakarta baru-baru ini, setiap penduduk Indonesia menghasilkan sampah

rata-rata 0,8 kilogram per kapita per hari, sedangkan pada tahun 2000 meningkat menjadi 1

kilogram per kapita per hari. Pada tahun 2020 mendatang diperkirakan mencapai 2,1

kilogram per kapita per hari. Meningkatnya sampah perkotaan telah menimbulkan berbagai

permasalahan lingkungan. Bukan hanya pemandangan tak sedap atau bau busuk yang

ditimbulkannya tetapi juga ancaman terhadap kesehatan. Untuk memanfaatkan sampah

perkotaan sebenarnya telah sejak lama diupayakan para ahli. Salah satunya adalah

pemanfaatan untuk produksi listrik biogas dari sampah kota. Namun sejauh ini, rencana

tersebut baru sebatas wacana. Yang sudah beroperasi dan baru saja diresmikan adalah listrik

dari sekam padi di Desa Cipancuh, Kecamatan Haur Geulis Indramayu, memanfaatkan sekam

padi yang selama ini terbuang. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) sekam pertama di

Indonesia itu berkapasitas 100 ribu watt. Setelah sekam padi, angin segar dihembuskan PLN

Distribusi Jawa Barat dan Banten yang berniat memanfaatkan sampah di TPA Leuwigajah

Cimahi dan TPA Bantargebang Bekasi, untuk menghasilkan listrik, dengan menggandeng

investor swasta PT Navigat Organik Energy Indonesia. Saat ini, rencana pembangunan

Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTB) dari sampah kota itu memang masih dalam tahap

MoU. Selain mengatasi masalah sampah kota, diharapkan pemanfaatan sampah untuk listrik

tersebut juga bisa membantu PLN dalam mengatasi krisis enerji listrik. Paling tidak, listrik

penduduk di seputar TPA tak akan sering-sering byar pet. Bila PLTB di TPA Leuwigajah

tersebut beroperasi, pada mulanya akan memberikan kontribusi pasokan listrik sebesar 1 MW

(mega watt) terhadap jaringan PLN di wilayah Distribusi Jawa Barat dan Banten, dengan

kapasitas maksimumnya 10 MW. Meski kontribusi listrik sebesar 1 MW tergolong relatif

kecil, namun jika disalurkan kepada pelanggan rumah tangga daya tersambung 450 atau 900

VA (volt ampere) dengan pemakaian rata-rata misalnya 100 kwh (kilo watt hour) perbulan,

diperkirakan dapat memasok kepada sekira 10 ribu pelanggan. Menurut Direktur Utama PT

Navigat Organic Energy Indonesia, Sri Andini, selain ingin turut memberikan kontribusi

enerji listrik, pembangunan PLTB itu diharapkan pula mampu memberikan solusi terhadap

permasalahan sampah selama ini. Upaya tersebut sekaligus pula agar masyarakat terbebas

dari hal-hal yang membahayakan lingkungan, terutama akibat limbah sampah yang dapat

mengeluarkan gas-gas beracun. "Melalui pengelolaan energi biogas dari sampah ini, gas

metan yang dihasilkan limbah sampah itu dapat diolah menjadi energi listrik," jelasnya usai

menandatangani MoU (nota kesepahaman) "Rencana Jual Beli Tenaga Listrik Pembangkit

Listrik Tenaga Biogas dari Sampah TPA (tempat pembuangan akhir) Leuwigajah-Cimahi"

antara PT PLN (Persero) Distribusi Jabar-Banten dan PT Navigat Organic Energy Indonesia.

Menurut Sri, saat ini pembangkit listrik tenaga biogas di TPA Leuwigajah dan Bantar Gebang

tersebut masih dalam perencanaan dan akan segera dibangun. Pembangunan diperkirakan

memakan waktu sekira enam bulan, dengan kapasitas maksimum pembangkit sebesar 10 MW

(mega watt) dan mulai dapat beroperasi 9 bulan lagi. "Untuk tahap awal nanti, kapasitasnya

baru 1 MW. Selain di Leuwigajah, juga ada di Bantar Gebang Bekasi dengan kapasitas

maksimum pembangkit mencapai 35 MW. Sebelum membangun PLTB, sambung Sri,

pihaknya akan mengupayakan dulu composing pada TPA tersebut, kendati kegiatan ini

dinilai tidak akan berkembang. Pasalnya, untuk melakukan itu harus melalui banyak prosedur

dan kemungkinan besar dapat mengganggu keberadaan pemulung. "PLTB sendiri tidak akan

mengganggu pemulung, sehingga mereka masih dapat mencari keuntungan dari sampah-

sampah yang ada," jelasnya. Mengenai besarnya alokasi investasi yang dibutuhkan untuk

membangun PLTB tersebut, Sri mengakui dananya cukup besar. Meski begitu, ia belum

dapat menyebutkan nominalnya, karena harus melakukan survei di lapangan dan perhitungan

berbagai biaya yang timbul. Begitu pula keuntungan ekonomis dari investasi bisnis PLTB ini,

yang tidak dapat langsung dirasakan perolehan laba terutama untuk jangka pendek, tapi akan

mulai dirasakan untuk jangka panjang. Selain membutuhkan waktu yang tidak sebentar untuk

membangun PLTB dari sampah, yakni mulai dari pembangunan instalasi, pengeboran,

maupun infrastruktur lainnya, juga akan memakan waktu lama untuk mencapai keuntungan

ekonomis. BEP (break event point atau titik impasnya saja baru dapat tercapai selama 9

sampai 10 tahun mendatang. Sri mengakui, pembangkit listrik tenaga biogas tersebut

merupakan yang pertama di Indonesia. Kalau di negara-negara lain terutama di Eropa,

termasuk di Asia seperti Korea Selatan, Malaysia maupun Thailand sudah berjalan. Di

Inggris misalnya, pembangkit listrik tenaga biogas sampah sudah berjalan selama 15 tahun

dengan kapasitas mencapai 400 MW. "Pembangunan PLTB ini tidak hanya di TPA

Leuwigajah dan Bantargebang saja, karena sebelumnya kita juga telah melakukan kerjasama

dengan PLN Sumatera Selatan. Bahkan di masa mendatang, kita akan melakukannya di

seluruh Indonesia," tambah Sri. Namun menurut catatan "PR" pemanfaatan sampah untuk

listrik sudah pernah dibuat di TPA Pasir Impun yang terletak di Desa Karang Pamulang,

sekira 6 Km dari arah timur Kota Bandung. Di TPA seluas 7 hektar itu, sekira 500-1.000

meter kubik sampah yang dibuang ke sana dimanfaatkan untuk pembuatan listrik biogas.

Pembuatan listrik biogas di sana menggunakan parit-parit yang kemudian biogas hasil

pembusukan sampah organik itu disalurkan dari parit ke pompa vortex. Vortex kemudian

mengalirkan gas metana yang mudah terbakar ini ke sebuah mesin diesel yang menghasilkan

daya listrik sebesar 40.000 watt. ** PLTB merupakan salah satu upaya untuk menjaga

kelestarian lingkungan, terutama dalam menangani limbah sampah utamanya sampah

organik. Sekaligus menjadi salah satu alternatif memberikan pasokan energi listrik yang

dinilai cukup terbatas selama ini. Serta masih banyak menggantungkan pada pembangkit

listrik seperti PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), dsb. Mengenai besaran HPP (harga

pokok produksi) yang akan ditetapkan perusahaan, Sri menjelaskan pihaknya akan tetap

mengikuti aturan dari pemerintah untuk menetapkan besarnya HPP. "Jadi, apa yang

ditetapkan oleh pemerintah akan kita ikuti. Harga listrik yang akan dijual, kita mengikuti

harga PLN atau pemerintah," ujarnya. Hal senada diungkapkan Agus Pranoto. Pada

prinsipnya HPP tersebut akan dibicarakan lagi lebih lanjut. Meski demikian, secara umum

sebenarnya telah ada kebijakan yang mengatur besarnya HPP, baik dari pemerintah maupun

PLN itu sendiri. Bagi PLN misalnya, HPP dapat mencapai tingkat keekonomisannya sekira 7

sen dolar AS per kwh (kilo watt hours). Melalui rencana pembangunan PLTB di TPA

Leuwigajah dan Bantar Gebang Bekasi tersebut, Agus mengharapkan pada akhir tahun 2003

ini PLTB tersebut dapat memberikan kontribusi sebesar 1 MW. "Meski tidak signifikan, tapi

itu dapat memberikan dukungan moral yang luar biasa untuk menghadapi krisis enerji. Jadi,

makin cepat makin bagus," ucap Agus. Diakui, sejauh ini tengah digalakkan pembangunsan

pembangkit listrik dengan tenaga terbarukan. Sejauh ini, PLN sangat mengharapkan adanya

pembangunan pembangkit baru. Pasalnya, kebutuhan enerji listrik dari tahun ke tahun terus

berkembang. "Jadi, berapapun listrik yang dapat disediakan PLTB, kita akan beli. Tentang

harga, nanti akan kita bicarakan. Yang pasti PLN ataupun pemerintah sudah memiliki

patokan yang jelas," tegasnya. Selain dengan PLN Distribusi Jabar dan Banten, PT Navigat

Organic Energy Indonesia telah melakukan kerjasama dengan PT PLN Distribusi Jawa Timur

di bidang jual beli energi listrik berbahan baku sampah bertegangan 20 kV dan frekuensi 50

hertz, baru-baru ini. Menurut Manajer Humas PT PLN Distribusi Jatim, Bambang Harmanto,

kerjasama tersebut merupakan bagian dari rangkaian negosiasi dengan sejumlah perusahaan

swasta yang memiliki pembangkit dan kelebihan daya, untuk memenuhi tingginya

permintaan energi listrik dari industri. Selain PT Navigat, sebuah perusahaan swasta lain

yakni PT Ginaris Mukti Adiluhung (GMA) telah menawarkan pula teknologi mengubah

sampah menjadi energi listrik (waste to energy) ke Pemprov DKI, baru-baru ini. GMA

menawarkan Pemprov DKI agar membayar Rp 30 ribu untuk setiap ton sampah yang mereka

ubah menjadi listrik. Meski demikian Eddy Mardanus dari GMA mengakui, biaya yang harus

dikeluarkan untuk mengubah sampah menjadi energi listrik memerlukan biaya tiga kali lipat

dibandingkan biaya pembangkit biasa. Dengan begitu, dana yang dibayar Rp 30 ribu tersebut

tergolong cukup wajar, apalagi Pemprov DKI selama ini mengeluarkan biaya untuk tiap ton

sampah. Bedanya, biaya yang dikeluarkan kini tergolong lebih rendah. Investor lain yang

sudah menandatangani nota kesepahaman adalah pembangkit listrik dari sampah yang

berkapasitas 1.000 ton sampah perhari di atas lahan seluas enam hektare di Marunda.

Produksi sampah di Jakarta tiap hari sekitar 5.000 ton dan jika tiga tempat pengolahan

sampah sudah berfungsi penuh, sampah yang diserap adalah 3.500 ton sampah setiap hari.

Sedangkan 1.500 ton lainnya diatasi oleh TPA dan "incenerator" milik Pemprov DKI.

Memilah sampah Upaya pengelolaan limbah sampah ini dapat berjalan optimal, bila pemda

maupun masyarakat itu sendiri memiliki kesadaran pula akan pentingnya kebersihan dan

kelestarian lingkungan. Di Batam misalnya, pemda setempat terus berupaya mengajarkan

masyarakatnya untuk memilah sampah menurut jenis dan sifatnya, yakni dengan

menyebarkan sebanyak 100 tong sampah untuk kebutuhan tersebut di sejumlah tempat-

tempat umum di Batam. Menurut Kepala Seksi Pemanfaatan dan Pemusnahan Sampah, Air

Limbah dan Tinja di Batam, pihaknya sangat mengharapkan masyarakat Batam terbiasa

untuk memilah sampah menurut jenis dan sifatnya. Apakah sampah basah, kertas dan plastik.

Untuk mendukung hal itu, sebanyak 100 tong sampah yang masing-masing terdiri dari tiga

tong yaitu untuk sampah basah, sampah kertas dan sampah plastik disebarkan di sejumlah

tempat-tempat umum yang sering dilalui masyarakat. Langkah ini tiada lain untuk

membelajarkan masyarakat Batam agar menjadi masyarakat yang pintar dalam hal

kebersihan.

PENUTUP

1.    Kesimpulan

PLTBG adalah instalasi pembangkit listrik dengan pemanfaatan biogas sebagai bahan bakar

yang dapat diperbaharui. Kotoran sapi sebagai media penghasil biogas dapat dimanfaatkan

sebagai bahan bakar PLTBG sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan efek rumah

kaca. Jawa Tengah dengan kapasitas peternakan yang besar mempunyai potensi yang cukup

baik untuk pembangunan PLTBG. PLTBG dapat dibangkitkan dengan penggunaan motor

bakar berbahan bakar biogas tetapi mesin berbahan bakar biogas di Indonesia belum ada.

Mesin diesel dan bensin secara teknis dapat digunakan sebagai penggerak generator PLTBG

tetapi efisiensinya yang dihasilkan rendah sehingga perlu dilakukan modifikasi.Pemilihan

mesin dalam penulisan ini untuk menghasilkan efisiensi maksimal dari mesin dengan

memodifikasi mesin berbahan bakar diesel dan bensin. Berdasarkan hasil analisa mesin diesel

dan bensin memerlukan penambahan conversion kit dan mixer. Conversion kit berfungsi

mengatur debit bahan bakar supaya mengalir konstan dan penambahan mixer bertujuan untuk

pencampur biogas dengan udara. Mesin diesel yang dimodifikasi ini menggunakan system

dualfuel engine dimana bahan bakar solar digunakan bersama-sama dengan biogas, dengan

komposisi sekitar 20 % solar dan 80% biogas. Mesin bensin dapat menggunakan 100%

biogas untuk bahan bakar. Energi biogas dapat dimanfaatkan secara optimal dengan cara

teringrasi dan penggunaan pada kegiatan-kegiatan yang produktif. Sehingga pemanfaatan

energi biogas dapat memberikan dampak yang lebih luas dan dapat meningkatkan

produktivitas, efisiensi serta nilai tambah pada produk.

2.    Saran

a.    Perlu adanya kerjasama antara pemerintah maupun pihak swasta dengan peternakan sapi

untuk pembangunan PLTBG.

b.    Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang penggunaan dan pemodifikasian mesin diesel

dan bensin dengan bahan bakar biogas untuk mendapatkan efisiensi mesin yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

http://dicafab.blogspot.com/2010/01/v-behaviorurldefaultvml-o.html

eprints.uny.ac.id/1283/1/Journal_PPM_biogas.doc

ntb.litbang.deptan.go.id/ind/2006/NP/femanfaatanenergi.doc

www.bbrp2b.kkp.go.id/publikasi/rumputlaut/3.%20 biogas .doc

maul24hours.wordpress.com/.../manfaat-biogas-lebih-besar-daripada..

http://www.banjar-jabar.go.id/?pilih=news&mod=yes&aksi=lihat&id=491

Diposkan 15th December 2011 oleh scorpionizzz

Memuat Kirim masukan