STUDI TEKNO EKONOMI DESALINASI PLTN TIPE PWR DI PULAU...

12
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional ISSN 1979-1208 37 STUDI TEKNO EKONOMI DESALINASI PLTN TIPE PWR DI PULAU BATAM KEPULAUAN RIAU Budiarto 1 , Sunardi 1 , Bambang Galung 2 , Bandi Parapak 3 1 Pusat Pengembangan Energi Nuklir, BATAN, Jakarta 2 Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, BATAN, Tangerang, Banten 3 Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir, BATAN, Tangerang, Banten ABSTRAK STUDI TEKNO EKONOMI DESALINASI PLTN TIPE PWR DI PULAU BATAM KEPULAUAN RIAU. Studi tekno ekonomi desalinasi untuk membandingkan biaya antara sistem pembangkit daya berkopel dengan instalasi desalinasi di pulau Batam dengan program DEEP 3.1 dari IAEA telah dilakukan. Data input diambil dari Badan Pengusahaan Batam untuk air bersih dan listrik dari PT.PLN Batam. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa PLTN ukuran kecil sekitar 200 MWe yang di kopel dengan instalasi desalinasi air laut sangat bersaing untuk dipilih dalam program penyediaan energi dan air dimasa yang akan datang. Untuk ukuran instalasi desalinasi kapasitas 15.000 m 3 /hari yang di kopel dengan kapasitas 200 MWe PLTN tipe PWR menunjukkan bahwa harga air tanpa biaya transport dengan pipa adalah US $ 0,5655/m 3 , harga listrik tertinggi US $ 0,038/ Kw-h, biaya konstruksinya adalah US $ 1700/KW dan investasi total untuk instalasi desalinasinya tipe Reverse Osmosis adalah US $ 17,1 juta. Sedangkan PLTU-batubara daya 200 MWe menunjukkan harga air tanpa biaya pipanisasi adalah 0,7519 US$ / m 3 , harga listrik tertinggi adalah 0,117 US$/KW-h. Biaya konstruksi spesifik untuk daya 200 MWe lebih rendah yaitu 1.300 US$/KW dan biaya total investasi instalasi desalinasinya untuk Reverses Osmosis nilainya sama dengan PLTN yaitu US $ 17,1 juta. Perbandingan pembangkit 200 MWe PLTU-batubara, PLTN jenis PWR 200 MWe, dan Hight Temperature Gase Reactor (HTGR) 225 MWe juga menunjukkan bahwa varian nuklir sangat bersaing, memasukkan pajak CO2 pada pembangkit energi fosil akan menghasilkan harga tertinggi listrik dan air sangat mahal. Khususnya bila harga minyak dan gas bumi, di dunia sangat mahal untuk program energi dimasa depan Kata kunci : PLTN, PWR, Tekno ekonomi, Desalinasi, Program DEEP 3.1 ABSTRAK THE STUDY OF TECHO ECONOMIC BY DESALINATION OF PLTN TYPE PWR ON PULAU BATAM KEPULAUAN RIAU. The Study of techno economic desalination for compare the cost between power plant system coupled by desalination plant on Batam island has been done by using DEEP 3.1 program released by IAEA. The input data from Management Batam of Agency, for water and electrical by PT.PLN Batam. The results of calculation shows that the medium size 200 Nuclear power plant coupling to desalination plant was very competitive to be selected in providing energy and water supply program. For desalination installation size capacity (reverse Osmosis type) 15.000 m 3 /day coupled by 200 MWe of PLTN type PWR shows that the water cost without water transport would be US $ 0,5655/m 3 , levelized electricity cost is US $ 0,038/Kw-h, construction cost is US $ 1700/KW and total investment for RO desalination plant is US $ 17,1 M. Whereas of power PLTU coal 200 MWe hows that the water cost without water transport would be US $ 0,7519/m 3 , levelized electricity cost is US $ 0,117/KW-h. The construction cost is US $ 1.300/KW and total investment for RO desalination plant the same is US $ 17,1 M. The comparison of power plant 200 MWe PLTU-coal, PLTN type PWR 200 MWe, and Hight Temperature Gase Reactor (HTGR) 225 Mwe, also shows that variant of nuclear was very competitive, put into of CO2 tax on fossil power

Transcript of STUDI TEKNO EKONOMI DESALINASI PLTN TIPE PWR DI PULAU...

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 37

STUDI TEKNO EKONOMI DESALINASI PLTN TIPE PWR DI

PULAU BATAM KEPULAUAN RIAU

Budiarto1, Sunardi1, Bambang Galung2, Bandi Parapak3 1Pusat Pengembangan Energi Nuklir, BATAN, Jakarta

2Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, BATAN, Tangerang, Banten 3Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir, BATAN, Tangerang, Banten

ABSTRAK STUDI TEKNO EKONOMI DESALINASI PLTN TIPE PWR DI PULAU BATAM

KEPULAUAN RIAU. Studi tekno ekonomi desalinasi untuk membandingkan biaya antara sistem

pembangkit daya berkopel dengan instalasi desalinasi di pulau Batam dengan program DEEP 3.1 dari

IAEA telah dilakukan. Data input diambil dari Badan Pengusahaan Batam untuk air bersih dan

listrik dari PT.PLN Batam. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa PLTN ukuran kecil sekitar 200

MWe yang di kopel dengan instalasi desalinasi air laut sangat bersaing untuk dipilih dalam

program penyediaan energi dan air dimasa yang akan datang. Untuk ukuran instalasi desalinasi

kapasitas 15.000 m3/hari yang di kopel dengan kapasitas 200 MWe PLTN tipe PWR menunjukkan

bahwa harga air tanpa biaya transport dengan pipa adalah US $ 0,5655/m3, harga listrik tertinggi US

$ 0,038/ Kw-h, biaya konstruksinya adalah US $ 1700/KW dan investasi total untuk instalasi

desalinasinya tipe Reverse Osmosis adalah US $ 17,1 juta. Sedangkan PLTU-batubara daya 200

MWe menunjukkan harga air tanpa biaya pipanisasi adalah 0,7519 US$ / m3, harga listrik tertinggi

adalah 0,117 US$/KW-h. Biaya konstruksi spesifik untuk daya 200 MWe lebih rendah yaitu 1.300

US$/KW dan biaya total investasi instalasi desalinasinya untuk Reverses Osmosis nilainya sama

dengan PLTN yaitu US $ 17,1 juta. Perbandingan pembangkit 200 MWe PLTU-batubara, PLTN

jenis PWR 200 MWe, dan Hight Temperature Gase Reactor (HTGR) 225 MWe juga menunjukkan

bahwa varian nuklir sangat bersaing, memasukkan pajak CO2 pada pembangkit energi fosil akan

menghasilkan harga tertinggi listrik dan air sangat mahal. Khususnya bila harga minyak dan gas

bumi, di dunia sangat mahal untuk program energi dimasa depan

Kata kunci : PLTN, PWR, Tekno ekonomi, Desalinasi, Program DEEP 3.1

ABSTRAK THE STUDY OF TECHO ECONOMIC BY DESALINATION OF PLTN TYPE PWR ON

PULAU BATAM KEPULAUAN RIAU. The Study of techno economic desalination for compare the

cost between power plant system coupled by desalination plant on Batam island has been done by

using DEEP 3.1 program released by IAEA. The input data from Management Batam of Agency, for

water and electrical by PT.PLN Batam. The results of calculation shows that the medium size 200

Nuclear power plant coupling to desalination plant was very competitive to be selected in providing

energy and water supply program. For desalination installation size capacity (reverse Osmosis type)

15.000 m3/day coupled by 200 MWe of PLTN type PWR shows that the water cost without water

transport would be US $ 0,5655/m3 , levelized electricity cost is US $ 0,038/Kw-h, construction cost is

US $ 1700/KW and total investment for RO desalination plant is US $ 17,1 M. Whereas of power

PLTU coal 200 MWe hows that the water cost without water transport would be US $ 0,7519/m3,

levelized electricity cost is US $ 0,117/KW-h. The construction cost is US $ 1.300/KW and total

investment for RO desalination plant the same is US $ 17,1 M. The comparison of power plant 200

MWe PLTU-coal, PLTN type PWR 200 MWe, and Hight Temperature Gase Reactor (HTGR) 225

Mwe, also shows that variant of nuclear was very competitive, put into of CO2 tax on fossil power

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 38

plant resulting levelized electricity and water cost very expensive. Especially when world market

price of oil/ gas to be expensive for the future energy program.

Keywords : PLTN, PWR Techno ekonomic, Desalination, Program DEEP 3.1

1. PENDAHULUAN Pemanfaatan teknologi nuklir sebagai sumber pembangkit energi listrik dan penyedia

sumber air bersih dengan menyuling air laut menjadi air tawar mendapatkan peluang besar

di Indonesia. Karena tidak dapat dipungkiri saat ini Indonesia sudah mengalami

kekurangan energi listrik dan ketersediaan air bersih di berbagai daerah. Pulau Batam yang

merupakan salah satu potensi bagi Indonesia dalam menarik investor asing adalah salah

satu pulau yang memiliki permasalahan dalam penyediaan air bersih, sumber air baku

didapatkan dengan membangun waduk-waduk yang tersebar di beberapa kecamatan

dengan mengandalkan air hujan, berbeda dengan Malaysia negara ini sudah mencatat

keberhasilan dalam mengamankan persediaan air baku. Negara jiran ini bahkan sudah

mampu memasok air bersih kepada Singapura dari Johor Baru sekitar 750 juta liter per hari.

Berdasarkan grafik pertumbuhan penduduk pulau Batam dari tahun 2000 yang

berjumlah 462.293 jiwa sampai tahun 2008 yang berjumlah 791.605, maka dapat diambil rata-

rata besar kenaikan pertumbuhan penduduk setiap tahun mencapai sekitar 7%.[1] Dari data

tersebut dapat ditarik proyeksi pertumbuhan penduduk sampai tahun 2018 dengan asumsi

kenaikan rata-rata pertambahan jumlah penduduk sekitar 5% (di bawah rata-rata kenaikan

pertumbuhan jumlah penduduk dari tahun 2000 sampai tahun 2008), maka diprediksi

jumlah penduduk kota Batam pada tahun 2018 berjumlah sekitar 1.289.441 jiwa. Dengan

jumlah tersebut, maka volume air bersih yang dibutuhkan oleh seluruh penduduk kota

Batam adalah 1.289.441 jiwa X 144 liter/hari = 185.679.504 liter/hari atau 185.679,504 m3/hari

(Kebutuhan satu orang per hari mengkonsumsi air rata-rata 144 liter, data Ditjen Cipta

Karya, Dep.PU, Tahun 2006). Dengan total kapasitas penyediaan air bersih kota Batam

(pasokan) sekitar 78.785,758 m3/hari dan tidak ada rencana pengembangan penyediaan air

bersih sampai tahun 2018, maka di prediksi pada tahun 2018 kota Batam akan mengalami

kekurangan air bersih sekitar 106.893,746 m3/hari yang akan dipasok oleh pemerintah dan

swasta.

Pulau Batam yang memiliki letak geografis berdekatan dengan Singapura sudah

waktunya untuk memikirkan mengekspor air bersih kesana seperti yang sudah dilakukan

oleh Malaysia. Pulau Batam adalah salah satu kotamadya di Provinsi Kepulauan Riau. Pusat

kotanya terkenal dengan istilah Batam Center. Pulau ini memiliki luas wilayah 415 km² dan

berpenduduk sampai dengan bulan Juni 2006 sebanyak 708.124 jiwa, terdiri atas 9

kecamatan dan merupakan zona ekonomi istimewa, karena berada di seberang Singapura

dan terletak di jalur pelayaran internasional, pulau yang merupakan bagian dari Provinsi

Kepulauan Riau ini memiliki luas wilayah daratan sebesar 715 kilometer persegi atau sekitar

115 % dari wilayah Singapura, sedangkan luas wilayah keseluruhan mencapai 1,570,35

kilometer persegi, dibawah ini adalah peta pulau Batam.

Dilihat dari letak geogafisnya kota Batam di kelilingi oleh lautan, sehingga sangat

kecil kemungkinan untuk mendapatkan sumber air bersih dari mata air tanah, kota Batam

memanfaatkan air hujan yang ditampung di beberapa waduk yang terdapat di beberapa

kecamatan sebagai sumber air baku untuk keperluan penduduk, instansi pemerintah/swasta

serta sektor industri. Pertumbuhan ekonomi Pulau Batam yang lebih tinggi dibandingkan

dengan laju pertumbuhan ekonomi nasional, menjadikan wilayah ini sebagai wilayah

andalan bagi pemacu pertumbuhan ekonomi secara nasional maupun bagi Propinsi

Kepulauan Riau. Beragam sektor penggerak ekonomi meliputi sektor komunikasi, sektor

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 39

listrik, air dan gas, sektor perbankan, sektor industri dan alih kapal, sektor perdagangan dan

jasa merupakan nadi perekonomian pulau Batam yang tidak hanya merupakan konsumsi

masyarakat pulau Batam dan Indonesia, tetapi juga merupakan komoditas ekspor untuk

negara lain. Keberadaan kegiatan perekonomian di kota ini juga dalam rangka

meningkatkan lapangan pekerjaan dan kesejahteraan masyarakat. Selain itu pendirian

kawasan industri yang berstandar internasional yang secara tepat didesain untuk

mengakomodasi kelompok industri pada suatu tempat berdasarkan keterkaitan dan

efisiensi yang lebih besar. Alternatif pengelompokan lokasi industri yang potensial

dikembangkan berdasarkan negara, misalnya kawasan industri Jepang, Korea, Eropa dan

lain-lain atau berdasarkan jenis industri yang saling terkait misalnya kawasan industri

barang elektronik, dimana berkumpul industri komponen elektronik, industri plastik,

industri packaging dan industri-industri komponen pendukung lainnya.

Berdasarkan gambaran di atas maka sangat perlu dan sudah saatnya dikaji suatu

teknologi baru yang murah, kompetitif dan berwawaskan lingkungan untuk menyelesaikan

permasalahan pasokan air bersih dan energi listrik di pulau Batam. Pada saat ini telah

dikembangkan reaktor daya nuklir kogenerasi dengan efisiensi termal meningkat menjadi

dua kali lipat dari pembangkit daya konvensional atau nuklir yang sekarang banyak

beroperasi. Jepang memperkirakan reaktor ini akan dapat beroperasi dengan efisiensi termal

efektif 80%. Bahkan secara teoritis, efisiensi tersebut masih akan dapat ditingkatkan lagi.

Peningkatan efisiensi termal pembangkit daya akan berpengaruh besar pada lingkungan

karena energi panas yang dibuang ke lingkungan akan menjadi lebih kecil. Instalasi

pembangkit daya yang sekarang beroperasi rata-rata mempunyai efisiensi termal lebih

kurang 30%, jadi 70% energi panasnya akan dibuang ke lingkungan, yang pada akhirnya

akan menyumbang pemanasan global dengan konsekuensi kekacauan cuaca dunia.

Diperkirakan bahwa pada tahun 2025, sekitar 33% penduduk dunia atau sekitar 1,8

milyar orang akan tinggal di negara atau daerah tanpa tersedia air yang cukup kalau tidak

dipikirkan adanya instalasi desalinasi air laut.[4] Di beberapa daerah kecepatan pemakaian

air telah melebihi kecepatan pengisiannya, dan di Indonesia pada musim kemarau krisis air

yang hebat telah terjadi di beberapa daerah, khususnya di pulau Batam dan di Nusa

Tenggara Timur.

Reaktor Nuklir telah dipakai untuk desalinasi air laut untuk proyek yang relatif kecil.

Pengalaman operasi 150 reaktor-tahun dengan desalinasi air laut menggunakan nuklir telah

dilakukan di dunia. Delapan reaktor nuklir yang di kopel dengan proyek desalinasi air

laut sekarang ini telah beroperasi di Jepang. India telah hampir menyelesaikan satu unit

contoh instalasi desalinasi air laut yang dikopel dengan nuklir dan demikian pula dengan

Pakistan telah memulai proyek yang sama. Namun demikian, sebagian besar instalasi

desalinasi air laut yang beroperasi di dunia sekarang ini memakai bahan bakar fosil dengan

emisi gas CO2 yang menyertainya dan gas –gas lain. Menaikkan pemakaian bahan bakar

fosil untuk proses pembangkitan energi seperti instalasi desalinasi air laut skala besar

bukanlah opsi jangka panjang yang berkelanjutan jika dipandang dari keterkaitannya

dengan dampak lingkungan. Oleh karena itu sumber energi utama untuk instalasi

desalinasi dimasa depan adalah reaktor nuklir yang mampu memberikan sejumlah energi

yang sangat besar yang diperlukan untuk proyek desalinasi skala besar.[2,4]

Sampai tahun 2002, lebih dari 12.000 unit instalasi desalinasi skala industri telah

dipasang atau dikontrakkan. Instalasi desalinasi ini diperkirakan mempunyai kapasitas

total 8.5 milyar gallon/hari yang terdiri dari 3.5 milyar gallon/hari desalinasi air payau dan 5

milyar gallon/hari desalinasi air laut.[8]

Bila opsi nuklir dipilih, maka pemilihan instalasi desalinasi sangat tergantung pada

tipe reaktor dan pemakaian akhir dari produk airnya, apakah untuk air minum, air industri

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 40

dan air untuk komersial lainnya. Instalasi desalinasi thermal apakah Multi Stage Flash

(MSF) atau Multi Effect Destilation (MED) memberikan produk air murni yang langsung

dapat dipakai untuk air proses. Reverse Osmosis (RO) menghasilkan air dengan kualitas air

minum sesuai standar WHO. [1,3]

Program DEEP 3.1 yang dikeluarkan IAEA dapat dipakai untuk menghitung harga

air dan energi baik untuk tujuan pembangkitan sendiri maupun untuk tujuan dikopel

dengan instalasi desalinasi air laut. DEEP adalah paket perangkat lunak untuk

perbandingan ekonomi instalasi desalinasi air laut , termasuk opsi nuklir. Keluaran dari

perhitungan meliputi harga air dan energi tertinggi, perincian komponen biaya, konsumsi

energi dan energi netto listrik yang bisa dijual untuk setiap opsi yang dipilih. Pembangkit

energi tertentu di model dengan pengaturan data input termasuk rancangan tenaga,

parameter siklus tenaga dan biayanya. Sistim desalinasi di model agar sesuai dengan

standar air minum yang dikeluarkan WHO (World Health Organization).[4]

2. METODOLOGI 2.1. Penyiapan data Input untuk Program DEEP 3.1.

Untuk menghitung perbandingan biaya instalasi desalinasi air laut yang dikopel

dengan nuklir atau fosil, data input yang akan dipakai oleh program DEEP 3.1 harus

disiapkan dengan memakai langkah sbb: [4]

a. Buka file spread sheet program DEEP 3.1

b. Klik file untuk menyusun case baru (new case) dari file template yang disediakan oleh

DEEP 3.1

c. Pilih tipe konfigurasi kopling dari template apakah NSC-MD; NSC-MD-RO.

d. Masukkan semua data yang diperlukan pada “template file” terpilih supaya program

DEEP 3.1 menghitung dan memberikan hasil yang teliti. Data yang harus dimasukkan

tergantung pada tipe template yang akan dipakai misalnya: kalau tipe kopling

menggunakan konfigurasi NSC-MD:

i. Case identification dan site Characteristics.

ii. Parameter data input teknis.

iii. Parameter data input ekonomi

iv. Exhange data yang dipakai dalam input, Full Iinput, Summary, Full report dan CP

Sheet.

v. Data modul Fosil atau nuklir seperti misalnya:

-Base power plant performance data

-Energy plant cost data

-Singgle purpuse plant performance

-Power plant cost for economic evaluation.

vi. Distillation Plant Module data/Definition:

-Distillation performance data

-Water transport input data

-Distillation plant cost data

-Distillation plant performance.

-Economic evaluation

e. Setelah selesai memasukkan data input pada file yang dipilih, klik NEW CASE pada

DEEP open file.

f. Bila New Case telah di klik konfigurasi berikut dari program DEEP 3.1 akan di

tunjukkan.[4]

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 41

g. Untuk memerintahkan program DEEP 3.1 menghitung,data yang harus di masukkan

pada tampilan NEW CASE diatas adalah:

1. Nama File dari Proyek dan nama Case-nya.

2. Kapasitas total dari instalasi airnya.

3. Data input dari pembangkit energy ( thermal dan net electric power), dan specific

construction cost ( $/KW)

4. Salinitas dari air laut (Tds, ppm) dan interest yang dipakai untuk perhitungan (5%

atau 8%).

5. Distillation plant data input: Maximum brine temperature, heating steam temperature,

and specific construction cost (disediakan oleh DEEP).

6. Konfigurasi kopling diantara sumber energi dan teknologi desalinasi terpilih

seperti ditunjukkan dalam case input form, apakah memakai nuklir steam turbin,

nuklir gas turbin, panas nuklir, steam cycle turbine, steam cycle oil gas

turbine/GRSG, Fossil heat atau Renewable heat dst.

7. Memasukkan data Distillation Plant Data atau Reverse Osmoses Plant Data.

8. Pipeline transport option (kalau dipakai),

9. Carbon tax option (kalau dipakai dalam perhitungan)

10. Nama File

11. Klik OK bila semua data telah dimasukkan.

h. Bila DEEP 3.1 telah selesai menghitung, hasil dapat dilihat dalam kotak Show case

Result. Case file yang dihasilkan oleh perhitungan DEEP dapat juga dilihat dalam

kotak VIEW CASE.

i. Apabila data input akan diubah karena ada kesalahan selama penyiapan data, DEEP

3.1 melengkapi dirinya dengan EDIT INPUT DATA. Klik kotak edit input data untuk

melakukan editing pada input. Jika seandainya gagal untuk melakukan editing data

dari kotak Edit Input Data, maka pemakai harus kembali ke complete file data input yang

telah di siapkan ( di run) sebelumnya. Semua data yang salah harus di periksa satu per

satu, dan akhirnya instruksikan DEEP untuk melakukan perhitungan kembali.

2.2. Assumsi dan Batasan pada Perhitungan DEEP 3.1

Beberapa asumsi yang diambil dan karakteristik kunci /batasan yang ada di dalam

DEEP untuk melakukan perhitungan adalah sbb:

1. Instalasi desalinasi untuk sesuatu kapasitas dibuat untuk beberapa unit ukuran

kecil. Ukuran yang dipakai dalam perhitungan DEEP adalah perkalian 5.000 m3/hari

sampai maksimum 15.000 m3/hari untuk tipe distilasi, dan 10.000 , 12.500 m3/hari,

dan 15.000 m3/hari untuk hibrid.[2,4]

2. Untuk desalinasi dengan tipe Reverse Osmosis, DEEP menghitung biayanya dengan

konfigurasi Stand alone (berdiri sendiri) dan contiguous (berdampingan). Untuk

desalinasi dengan contiguous suhu air masuk ke sistim reverse ormosis dapat

dinaikkan untuk menyesuaikan dengan pemakaian keluaran air pendingin

kondensor sebagai air umpan ke reverse osmosis. Kenaikan suhu air umpan dapat

menaikkan kinerja membran tetapi tidak merubah kecepatan produksi air atau

biaya air.

3. Discount rate (bunga bank) yang diasumsikan dalam program DEEP untuk kajian

ekonomi dari instalasi desalinasi adalah sama dengan discount rate untuk

pembangkit energinya. Ini mungkin asumsi secara total kurang sempurna dalam

kasus-kasus tertentu dimana biaya untuk pembangkit energi jauh lebih tinggi dari

instalasi desalinasinya, dan waktu konstruksi yang lebih pendek untuk instalasi

desalinasinya. Untuk perhitungan ini diambil discount rate 8% untuk evaluasi.[2]

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 42

4. Biaya air terhitung oleh DEEP didasarkan pada metode “ constant money levelized

cost”.

5. Dalam kasus MED dan MSF , suhu maksimum garam dalam programDEEP di set

pada suhu 700 C atau lebih tinggi, sesuai dengan instruksi dalam manual DEEP. [2,4,6]

6. Untuk tujuan perhitungan ini, rata-rata salinitas laut di Madura adalah 28.800 ppm.

7. Untuk pertimbangan lingkungan dan untuk mengerti dampak biaya air yang

dihasilkan pajak CO2 telah ditambahkan pada pembangkit energi minyak/gas

maupun batubara yang akan di kopel dengan instalasi desalinasi.

8. Kapasitas hasil desalinasi untuk perhitungan ini telah diambil harga 5.000 m3/hari

hingga 15.000 m3/hari, sesuai dengan perkiraan angka kekurangan air minum untuk

tahun 2018 di Pulau Batam adalah 229.200 m3/hari.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Analisa Ekonomi Desalinasi dengan Software DEEP versi 3.1

Untuk menghitung keekonomian dari suatu proses desalinasi air laut digunakan

program “Desalination Economic Evaluation Program” disingkat DEEP versi 3.1 yang

dikembangkan oleh IAEA dan telah di keluarkan pada bulan September 2006. Program

memungkinkan Perancang atau pemegang keputusan dapat membandingkan kinerja dan

estimasi biaya dari berbagai tipe desalinasi dan konfigurasi pembangkit energinya. Model

desalinasi yang dicakup oleh DEEP meliputi MSF, MED, RO maupun sistem Hibrid,

sementara opsi energi pembangkitnya meliputi PLTN jenis PWR dan PLTU(Batubara).

Pembangunan fasilitas desalinasi yang dikopel dengan pembangkit energi fosil

(PLTU, Batubara) dan PLTN jenis PWR(kapasitas 200 MW(e)) berdasarkan standar

kebutuhan air bersih per orang 225 Liter/hari periode 2005 s/d 2011 dan standar kebutuhan

air bersih per orang 350 Liter/hari periode 2012 s/d 2020 dengan rata-rata 5% Kebutuhan di

sediakan oleh Unit Desalinasi antara tahun 2012 sampai 2020.

Dari Tabel 1, 2, dan 3, menunjukkan barwa hasil perhitungan DEEP 3.1 untuk

pembangkit energi dari Batubara 200 MW(e) dan dikopel dengan MSF, MED dan RO,

diperoleh berbagai harga air untuk kapasitas 5000 m3/hari sampai 15000 m3/hari.

Disimpulkan bahwa apabila kapasitas unit desalinasi semakin besar, harga air akan lebih

murah. Harga air paling murah bila dibangun tipe kopling COAL–RO dengan diperoleh

harga air pada kapasitas 150003/hari sebesar US $ 0,7519/m3 , dengan total biaya investasi

untuk desalinasi sebesar US $ 17.100.000,-

Dari Tabel 4, 5, dan 6, hasil perhitungan DEEP 3.1 untuk pembangkit energi nuklir

(PWR 200 MW(e)) dan di kopel dengan MSF, MED dan RO, diperoleh berbagai harga air

untuk kapasitas mulai dari 5000 m3/hari sampai 15000 m3/hari. Harga air paling murah bila

dipilih kopeling PLTN-RO . Untuk kapasitas desalinasi sebesar 15000 m3/hari harga air

sebesar US $ 0,5655 /m3 dan biaya investasi unit desalinasi sebesar US $ 17.100.000,-

Selanjutnya dari Tabel 7 dan 8, terlihat bahwa hasil perhitungan DEEP untuk

pembangkit energi dari PLTN jenis PWR dan dipilih unit desalinasi hibrid (campuran antara

MSF-RO atau MED-RO) dengan kapasitas 10.000 m3/hari,12.500 m3/hari dan 15.000 m3/hari.

Untuk kapasitas desalinasi hybrid sebesar 15000 m3/hari harga air terendah US $ 0,6802 /m3 (

Unit desalinasi hybrid MED-RO) lebih rendah dibanding desalinasi hybrid MSF-RO, namun

untuk biaya investasi unit desalinasi hybrid MED-RO (US $ 17.300.000,-) lebih mahal

dibandingkan desalinasi hybrid MSF-RO yaitu sebesar US $ 14.791.700,-

Kemudian Tabel 9 dan 10, menunjukkan hasil perhitungan DEEP untuk pembangkit

energi dari batubara dan dipilih unit desalinasi hybrid (campuran antara MSF-RO atau

MED-RO) dengan kapasitas 10.000 m3/hari,12.500 m3/hari dan 15.000 m3/hari. Untuk

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 43

kapasitas desalinasi hybrid sebesar 15000 m3/hari harga air tertinggi US $ 1,2869 /m3 Unit

desalinasi hybrid MSF-RO dan lebih besar dibanding desalinasi hybrid MED-RO, namun

untuk biaya investasi unit desalinasi hybrid MED-RO (US $ 16.400.000,-) lebih mahal

dibandingkan desalinasi hybrid MSF-RO yaitu sebesar US $ 13.988.700,-

Hasil analisa bahwa defisit listrik dan air bersih di Pulau Batam Provinsi Kepulauan

Riau hingga tahun 2018 sekitar 750 MWe dan 229.200 m3/hari. Apabila kondisi masyarakat

menghendaki pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN jenis PWR), maka akan menambah

kapasitas daya listrik sebesar 200 MWe. Sedangkan kekurangan pasokan air bersih,

berdasarkan jumlah penduduk 1.642.640 orang dan dengan asumsi kebutuhan satu orang

per hari mengkonsumsi air rata-rata 350 per liter maka kekurangan air bersih yaitu 229.200

m3/hari, jika dengan asumsi 95% dipasok dari air waduk, maka pasokan dari instalasi

desalinasi sebesar 5 % yaitu 10.236 m3/ hari.

Berdasarkan analisis PLTN dan teknologi desalinasi, serta analisis kebutuhan dan

pasokan listrik, serta kebutuhan dan pasokan air bersih di Pulau Batam Provinsi Kepulauan

Riau, maka ada 2(dua) pilihan pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) yaitu :

1). PLTN jenis PWR, maka terpilih sistem kopling PLTN jenis PWR 200 MWe

sebanyak 1 unit yang di kopling dengan instalasi desalinasi jenis RO harga air adalah 0,5655

US$/m3 bila dibanding PLTU-batubara adalah 0,6802 US$/m3. Sedangkan, harga air apabila

menggunakan sistem kopling PLTN 200 MWe dengan sistem desalinasi hybrid MED-RO

adalah 0,6802 US$/m3, sebagai perbandingan bahwa harga air dari sistem kopling PLTU

batubara dengan sistem desalinasi hybrid MED-RO adalah 0,9878 US$/m3 . Dengan

dipilihnya Desalinasi jenis RO karena biayanya paling rendah. Diharapkan dengan instalasi

desalinasi (tambahan) akan mencukupi kebutuhan air-murni di Pulau Batam, Kep.Riau bagi

industri, tambahan air bersih bagi kegiatan pariwisata, masyarakat/rumah-tangga, serta

pelayanan fasilitas umum.

Tipe-tipe Teknologi Desalinasi yang komersil antara lain :

MSF – Multi-Stage Flash distillation. MSF banyak di PLN, dianggap paling handal,

biarpun paling boros energi dan ongkos air paling mahal.

MED – Multi-Effect Distillation. MED lebih mutakhir, lebih hemat energi, terbukti

handal serta ongkos produksi tidak mahal, maka sangat disarankan.

RO – Reverse Osmosis. RO paling murah ongkos produksinya, tetapi paling ketat

dalam disiplin pengoperasian dan perawatannya. Teknologi RO menggunakan filter

membran canggih yang harus di-impor dari luar negeri.

SA-RO – Stand-Alone Reverse Osmosis. SA-RO dapat dibangun terpisah dari

pembangkit energi.

C-RO – Contiguous Reverse Osmosis. Tidak dapat teroisah dari pembangkit listriknya.

MED-RO – Gabungan unit MED dan unit RO, memanfaatkan keunggulan dari

masing-masing.

Adapun limbah buangan (brine) dari instalasi desalinasi air-laut akan dimanfaatkan untuk

pembuatan garam. Dengan masukan brine ini pembuatan garam lebih intensif dan lebih

produktif.

Dengan penambahan daya listrik ini sebaiknya memiliki instalasi desalinasi air-laut, yang

kapasitas produksinya diperbesar, dimulai di tahun 2018, kapasitas terendah tambahannya

sebesar 5000 m3/hari, kemudian dapat ditambah dengan unit-unit berikutnya mengikuti

perkembangan industrialisasi di tahun-tahun kemudian.

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 44

4. KESIMPULAN Dari hasil perhitungan dengan program DEEP 3.1 yang dikembangkan oleh IAEA

dapat disimpulkan sbb:

1. Studi tekno ekonomi desalinasi PLTN jenis PWR dengan perbandingan pembangkit

kapasitas 200 MWe dengan Fosil (PLTU-batubara) yang di kopel dengan instalasi

desalinasi menunjukkan bahwa varian nuklir sangat bersaing, bila dipilih untuk

program energi dimasa depan. Untuk instalasi desalinasi (tipe reverse osmosis/RO)

kapasitas 15.000 m3/hari yang di kopel dengan PLTN jenis PWR daya 200 MWe

menunjukkan harga air tanpa biaya pipanisasi adalah 0,5655 US$ / m3, harga listrik

tertinggi adalah 0,038 US$/KW-h. Biaya konstruksi spesifik untuk 200 MWe PWR

adalah 1.700 US$/KW dan biaya total investasi instalasi desalinasinya untuk Reverses

Osmosis adalah US $ 17,1 juta sedangkan PLTU-batubara daya 200 MWe

menunjukkan harga air tanpa biaya pipanisasi adalah 0,7519 US$ / m3, harga listrik

tertinggi adalah 0,117 US$/KW-h. Biaya konstruksi spesifik untuk daya 200 MWe

lebih rendah yaitu 1.300 US$/KW dan biaya total investasi instalasi desalinasinya

untuk Reverses Osmosis nilainya sama dengan PLTN yaitu US $ 17,1 juta.

2. Studi tekno ekonomi desalinasi PLTN kogenerasi dengan perbandingan pembangkit

200 MWe PLTU-batubara, PLTN jenis PWR 200 MWe, dan HTGR 225 MWe juga

menunjukkan bahwa varian nuklir sangat bersaing, namun dengan memasukkan

pajak CO2 pada pembangkit energi fosil akan menghasilkan harga tertinggi listrik

dan air sangat mahal. Khususnya bila harga minyak dan gas bumi, di dunia sangat

mahal untuk program energi dimasa depan. HTGR dengan daya 2 x 112,5 MWe atau

225 MWe sebanyak 1 unit yang di kopling dengan instalasi desalinasi MSF/MED

Ucapan Terima Kasih Tim Peneliti mengucapkan terima kasih kepada DP2M DIKTI melalui program

Sinergi dan Sinkronisasi Penelitian Bidang IPTEK Nuklir DIKTI-BATAN 2009 atas

pendanaannya dan terima kasih juga kami sampaikan kepada Laboratorium Sucofindo di

Batam atas kerjasamanya dalam pengambilan dan pengujian sampel air laut serta

fasilitasnya.

DAFTAR PUSTAKA [1]. Anonymous, “ Optimization of The Coupling Nuclear Reactors and Desalination Systems”,

IAEA TECDOC- 1444, Final Report of Coordinated Research Project 199-2003.(2003)

[2]. Anonymous, “Examining the Economics of Seawater Desalination Using The DEEP Code”,

IAEA-TECDOC-1186, November 2000.

[3]. Anonymous, “ Introduction of Nuclear Desalination, A Guide Book”, Technical Report

Series No. 400, International Atomic Energy Agency, Vienna, (2000)

[4]. Anonymous, “ Desalination Economic Evaluation Programme Version 3.1”, Draft Version

of the User Manual, International Atomic Energy Agency, September 2006.

[5]. Anonymous, “Water Desalination Brochure”, Energy Division Department Power Plant

Engineering, Lahmeyer International GmbH, Friedberger Str. 173 61118 Bad Vilbel,

Germany.(2000)

[6]. DJOKOLELONO MURSID dkk, “Penilaian Ekonomi Instalasi Listrik Dan Air Bersih Bagi

Madura”, Laporan Akhir Riset Unggulan Terpadu (RUT) Tahun Anggaran 2001-2002,

Pusat Pengembangan Energy Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional.(2002)

[7]. INGERSOLL D.T., and BINDER J.L. Oak Ridge National Laboratory, USA; Kostia V.I.,

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 45

Panov Yu.K., Polunichev OKB Mechanical Engineering Rusia; Ricotti M.E., and Conti

D., Polytechnic of Milan, Italy; Alonso G Instituto National de Investigaciones

Nucleares, Mexico, “ Cogeneration of Electricity and Potable Water Using The

International Reactor Innovative and Secure (IRIS) Design.

[8]. SEMIAT RAPHAEL, “ Desalination : Present and Future”, Water Research Institute,

Technion City, Haifa Israel, International Water Resources Assosiation, Water

International, Volume 25, Number 1, Page 54-65, March 2000.

DISKUSI

1. Pertanyaan dari Sdr. Wahri Sunanda (Univ.Bangka Belitung)

Jelaskan berapa besar defisit listrik dan air bersih yang terjadi di Pulau Batam pada

tahun 2018?

Jawaban :

Hasil analisis bahwa defisit listrik dan air bersih di Pulau Batam Provinsi

Kepulauan Riau hingga tahun 2018 sekitar 750 MWe dan 229.200 m3/hari. Apabila

kondisi masyarakat menghendaki pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN jenis PWR),

maka akan menambah kapasitas daya listrik sebesar 200 MWe. Sedangkan

kekurangan pasokan air bersih, berdasarkan jumlah penduduk 1.642.640 orang dan

dengan asumsi kebutuhan satu orang per hari mengkonsumsi air rata-rata 350 per

liter maka kekurangan air bersih yaitu 229.200 m3/hari, jika dengan asumsi 95%

dipasok dari air waduk, maka pasokan dari instalasi desalinasi sebesar 5 % yaitu

10.236 m3/ hari.

Berdasarkan analisis PLTN dan teknologi desalinasi, serta analisis kebutuhan dan

pasokan listrik, serta kebutuhan dan pasokan air bersih di Pulau Batam Provinsi

Kepulauan Riau, maka perbandingan dua pembangkit listrik yaitu pembangkit listrik

tenaga nuklir (PLTN tipe PWR) dan PLTU-Batubara sebagai berikut :

Dengan PLTN, maka terpilih sistem kopling PLTN jenis PWR 200 MWe sebanyak 1

unit yang di kopling dengan instalasi desalinasi jenis RO harga air adalah 0,5655

US$/m3 bila dibanding dengan PLTU-batubara harga air adalah 0,6802 US$/m3.

Apabila menggunakan sistem kopling PLTN 200 MWe dengan sistem desalinasi

hybrid MED-RO adalah 0,6802 US$/m3, sebagai perbandingan bahwa harga air dari

sistem kopling PLTU batubara dengan sistem desalinasi hybrid MED-RO adalah

0,9878 US$/m3 . Dengan dipilihnya Desalinasi jenis RO karena biayanya paling rendah.

Diharapkan dengan instalasi desalinasi (tambahan) akan mencukupi kebutuhan air-

murni di Pulau Batam, Kep.Riau bagi industri, tambahan air bersih bagi kegiatan

pariwisata, masyarakat/rumah-tangga, serta pelayanan fasilitas umum.

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 46

Table 1. Hasil Perhitungan DEEP utk Multi Stage Flash (MSF), 200 MW Coal PowerPlant;

Interest 5% dan TDS=28800 ppm; Pajak CO2 dihitung ; Kapasitas 5000m3/hari,

7500m3/hari; 10000m3/hari; 12500 m3/hari; 15000 m3/hari; Beroperasi thn 2018;

Table 2. Hasil Perhitungan DEEP Utk Multi Effect Distillation (MED) ; 200 MW Coal

Power Plant, Interest 5% and TDS 28800 ppm; m ; Pajak CO2 dihitung ; Kapasitas 5000

m3/hari ;7500 m3/hari; 10000 m3/hari ;12500 m3/hari; 15000 m3/hari; Beroperasi thn 2018

Table 3. Hasil Perhitungan DEEP Utk Reverse Osmosis (RO) ; 200 MW Coal Power Plant;

Interest 5% and TDS 28800 ppm; Pajak CO2 dihitung; Kapasitas 5000 m3/hari ;7500

m3/hari; 10000 m3/hari ;12500 m3/hari; 15000 m3/hari; Beroperasi thn 2018;

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 47

Table 4. Hasil Perhitungan DEEP Utk Multi Stage Flash (MSF) ; 200 MW PWR Nuclear

Power Plant, Interest 5% dan TDS 28800 ppm, Kapasitas 5000 m3/hari ;7500 m3/hari; 10000

m3/hari ;12500 m3/hari; 15000 m3/hari; Beroperasi thn 2018;

Table 5. Hasil Perhitungan DEEP Utk Multi Effect Distillation (MED) ; 200 MW PWR

Nuclear Power Plant; Interest 5% dan TDS 28800 ppm, Kapasitas 5000 m3/hari, 7500

m3/hari; 10000m3/hari; 12500m3/hari; 15000 m3/hari; Beroperasi th 2018

Table 6. Hasil Perhitungan DEEP Utk Reverse Osmosis (RO); 200 MW PWR Nuclear

Power Plant; Interest 5% dan TDS 28800 ppm, Kapasitas 5000 m3/hari ;7500 m3/hari; 10000

m3/hari ;12500 m3/hari; 15000 m3/hari; Beroperasi thn 2018

Table 7. Hasil Perhitungan DEEP untuk tipe Hibrid MSF-RO;200 MW PWR Power

Plant; Interest 5% dan TDS 28800 ppm; ,Kapasitas 10000 m3/hari ;12500 m3/hari; 15000

m3/hari; Beroperasi thn 2018

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 48

Table 8. Hasil Perhitungan DEEP untuk tipe Hibrid MED-RO;200 MW PWR Power

Plant; Interest 5% dan TDS 28800 ppm; Kapasitas 10000 m3/hari ;12500 m3/hari; 15000

m3/hari; Beroperasi thn 2018

Tabel 9. Hasil Perhitungan DEEP untuk tipe HIBRID MSF-RO; 200 MW Coal Power

Plant; Interest 5% dan TDS 28800 ppm,;Kapasitas10000 m3/hari; 12500 m3/hari dan 15000

m3/day ; Beroperasi thn 2018

Table 10. Hasil Perhitungan DEEP untuk tipe HIBRID MED-RO; 200 MW Coal Power

Plant; Interest 5% dan TDS 28800 ppm,Kapasitas 10000 m3/hari; 12500 m3/hari dan 15000

m3/hari ; Beroperasi thn 2018