STUDI PEMANFAATAN BIOMASSA AMPAS TEBU (DAN … · DENGAN BATU BARA) SEBAGAI BAHAN BAKAR ... gula serta sifatnya yang mudah terbakar dan memang telah ... dapat digunakan untuk menyediakan

1 Proceeding Seminar Tugas Akhir

STUDI PEMANFAATAN BIOMASSA AMPAS TEBU (DAN PERBANDINGAN DENGAN BATU BARA) SEBAGAI BAHAN BAKAR PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA UAP 1X3MW DI ASEMBAGUS, KABUPATEN SITUBONDO (STUDI KASUS PABRIK GULA ASEMBAGUS)

Pressa Perdana Surya Saputra

Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Kampus ITS, Keputih-Sukolilo, Surabaya – 60111 Email : [email protected]

Abstrak : Seiring bertambahnya jumlah penduduk

dan semakin menipisnya cadangan bahan bakar fossil, maka bahan bakar alternatif yang baru dan terbarukan serta ramah lingkungan, efektif dan efisien sangat diperlukan. Salah satu sumber energi alternatif baru dan terbarukan tersebut adalah biomassa ampas tebu.

Selama ini tanaman tebu di Indonesia digunakan sebagai bahan baku pembuatan gula oleh Pabrik Gula. Sisa-sisa penggilingan berupa ampas tebu biasanya kurang dimanfaatkan secara maksimal. Memang pada kebanyakan Pabrik Gula, ampas tebu telah digunakan sebagai bahan bakar pada boiler, namun karena jumlahnya yang banyak dan sifatnya yang meruah sehingga menimbulkan masalah penyimpanan pada pabrik gula serta sifatnya yang mudah terbakar karena di dalamnya terkandung air, gula, serat dan mikroba, maka kelebihan ampas tebu dibakar secara berlebihan (inefisien). Menurut rumus Pritzelwitz (Hugot, 1986) tiap kilogram ampas dengan kandungan gula sekitar 2,5% akan memiliki kalor sebesar 1825 kkal. Nilai bakar tersebut akan meningkat dengan menurunnya kadar air dan gula dalam ampas. Dengan penerapan teknologi pengeringan ampas yang memanfaatkan energi panas dari gas buang cerobong ketel, dimana kadar air ampas turun menjadi 40% akan dapat meningkatkan nilai bakar per kg ampas hingga 2305 kkal. Kata kunci : Ampas tebu, gula, energi alternatif 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Salah satu akibat dari tingginya angka pertumbuhan penduduk pada suatu daerah adalah naiknya kebutuhan energi listrik di daerah tersebut. Hal tersebut dikarenakan setiap individu memiliki kebutuhan penggunaan energi listrik dengan kuantitas tertentu, sehingga kenaikan permintaan dan kebutuhan energi listrik menjadi suatu masalah utama. Ironisnya, adanya kenaikan jumlah kebutuhan energi listrik tersebut tidak diimbangi dengan persediaan energi listrik yang memadai. Fenomena yang terjadi justru menunjukkan adanya krisis energi listrik yang dibuktikan dengan kebijakan pemadaman listrik secara bergilir maupun kampanye efisiensi penggunaan listrik kepada masyarakat.

Berdasarkan Blueprint Pengelolaan Energi Nasional 2005–2025 yang disusun oleh Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral tahun 2005, jumlah cadangan minyak di Indonesia yang berjumlah 9 miliar barel, dengan tingkat produksi 500 juta barel per tahun, diperkirakan akan habis dalam waktu 18 tahun. Cadangan gas diperkirakan akan habis

dalam waktu 61 tahun, sedangkan cadangan batubara yang berjumlah 19,3 miliar ton akan habis dalam waktu 147 tahun dengan tingkat produksi sebesar 130 juta ton per tahun.

Dari gambaran tersebut serta melihat persediaan bahan bakar fosil yang semakin menipis, maka sebagai langkah alternatif untuk mengantisipasi kekurangan pasokan tenaga listrik pada beberapa tahun mendatang pemerintah mengambil kebijakan program percepatan diversivikasi pembangkit dengan pemanfaatan sumber energy alternatif pada pembangkitan PLN. Langkah ini dilakukan dengan mensubstitusi energi primer BBM dengan sumber energi alternative tersebut. Sumber energi alternatif tersebut harus bisa menjadi bahan bakar substitusi yang ramah lingkungan, efektif, efisien, dan dapat diakses oleh masyarakat luas. Selain itu, sumber energi alternatif tersebut idealnya berasal dari sumber energi yang bisa diperbarui. Sumber energi yang bisa diperbarui relatif tidak berpotensi habis, sebaliknya, selalu tersedia dalam kuantitas dan kualitas yang lebih dari cukup, seperti energi air, angin, biomassa, panas bumi dan energi surya.

Salah satu sumber energi alternatif baru dan terbarukan tersebut adalah biomassa ampas tebu. Selama ini tanaman tebu di Indonesia digunakan sebagai bahan baku pembuatan gula oleh Pabrik Gula. Sisa-sisa penggilingan berupa ampas tebu biasanya kurang dimanfaatkan secara maksimal. Memang pada kebanyakan Pabrik Gula, ampas tebu telah digunakan sebagai bahan bakar pada boiler, namun karena jumlahnya yang banyak dan sifatnya yang meruah sehingga menimbulkan masalah penyimpanan pada pabrik gula serta sifatnya yang mudah terbakar dan memang telah menyebabkan beberapa kali kebakaran pada pabrik gula karena di dalamnya terkandung air, gula, serat dan mikroba maka kelebihan ampas tebu dibakar secara berlebihan (inefisien). Dengan cara tersebut nampaknya memang bisa mengurangi jumlah ampas tebu, namun resikonya adalah beban dust collector, polusi udara dan terjadinya erosi pada bagian bagian ketel atau perpipaan akan meningkat yang menyebabkan umur ketel menurun. Jumlah perkebunan tebu di Indonesia cukup melimpah mengingat iklim tropis Indonesia cocok dengan tanaman tebu. Pada musim giling 2008 terdapat 61 pabrik gula di Indonesia yang aktif giling; yaitu 49 di Jawa, 8 di Sumatera dan 4 di Sulawesi. Pada umumnya pabrik gula tersebut menggunakan proses sulfitasi (56), sisanya proses defekasi remelt karbonatasi (4) dan karbonatasi (1). Produksi tebu sekitar 34,5 juta ton dan gula yang dihasilkan sekitar 2,8 juta ton, dan telah mampu memenuhi konsumsi gula rumah tangga dalam negeri (sekitar 2,7 juta ton per tahun). Salah satu daerah


penghasil tebu yang cukup besar adalah Kabupaten Situbondo. Dipilihnya pengolahan energi biomassa ampas tebu

di Situbondo sebagai objek kajian dalam penelitian ini dikarenakan beberapa hal yakni: (1) Terjadi krisis energi listrik yang disebabkan oleh semakin menipisnya cadangan bahan bakar fosil di Indonesia; (2) Ampas tebu sebagai bahan bakar biomassa merupakan salah satu solusi atas krisis bahan bakar fosil; (3) Banyaknya ampas tebu yang dihasilkan dari proses pengolahan tebu pada pabrik-pabrik gula, khususnya Pabrik Gula Asembagus di Situbondo. 2. Teori Penunjang Ketenagalistrikan Daerah dan

Pemanfaatan Biomassa 2.1 Biomassa Sebagai Sumber Energi

Energi biomassa potensinya di Indonesia cukup melimpah, energy biomassa ini berasal dari organik atau limbah produksi sisa limbah organic. Biomassa ini merupakan energi alternatif sebagai pengganti penggunaan bahan bakar fosil. Biomassa sangat beragam jenisnya yang pada dasarnya merupakan hasil produksi dari makhluk hidup. Biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, peternakan atau bahkan sampah. Biomassa (bahan organik) dapat digunakan untuk menyediakan panas, membuat bahan bakar, dan membangkitkan listrik, hat ini disebut bioenergi.. Energi yang tersimpan itu dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar utama pembangkit listrik. Karena sebagian besar biomassa mengandung nilai kalori yang cukup tinggi. Sehingga dapat di manfaatkan sebagai pengganti energy fosil yang semakin menipis diindonesia. 3. Sistem Ketenagalistrikan Kecamatan Asembagus

Kabupaten Situbondo Provinsi Jawa Timur 3.1 Sekilas Kecamatan Asembagus

Kecamatan Asembagus adalah satu dari 17 kecamatan dalam kabupaten Situbondo yang terletak di bagian timur. Luas Wilayah Kecamatan Asembagus adalah 118.74 km2 yang sebagian besar berupa tanah datar dengan ketinggian 0-25 m dari permukaan laut. Wilayah kecamatan Asembagus terdiri dari 10 desa dengan jumlah penduduk pada 2009 sebanyak 49.310 jiwa. Pertumbuhan penduduk berdasarkan hasil sensus tahun 2000-2010 adalah sebesar 0,34%. PDRB per kapita atas harga berlaku pada tahun 2009 ini sebesar Rp 11.456.956,00.

3.2 Sistem Ketenagalistrikan Kecamatan Asembagus

Dari tahun ke tahun jumlah pelanggan listrik di Kecamatan Asembagus terus mengalami kenaikan, hal ini disebabkan bertambahnya jumlah penduduk di Kecamatan Asembagus, yang mengakibatkan bertambahnya jumlah pelanggan listrik di sektor rumah tangga, industri, komersil (bisnis), sosial dan publik.

Tabel 1 Jumlah Pelanggan per Kelompok Pelanggan

Pelanggan 2005 2006 2007 2008 2009

Rumah Tangga 18.428 18.697 19.041 19.395 19.896

Usaha /Bisnis 544 548 556 570 580 Industri 24 23 24 24 24 Umum 49 53 59 62 64 Sosial 855 860 873 894 916 Jumlah 9.899 20.182 20.552 20.944 21.479

Sumber: Statistik PLN 2010

Gambar 1. Grafik Beban Kecamatan Asembagus

4. Analisis PLTU Biomassa Ampas Tebu 4.1 Kondisi Eksisting Ketenagalistrikan di Jawa timur

Di Jawa timur terdapat berbagai macam pembangkit yang menyediakan energi listrik untuk pelanggan. Pembangkit di Jawa timur benyak mengunakan diesel dan batubara. Sedangkan energi terbarukan berupa PLTA. PLTA ini tidak optimal dalam penggunaanya karena debit air di Jawa timur dari tahun ketahun semakin menurun. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam tabel 4.11 di bawah ini.

Tabel 2

Data Pembangkit Listrik Jawa Timur No. Jenis Pembangkit Jumlah Daya Terpasang 1 PLTD 46 Unit 12,42 MW 2 PLTM 3 Unit 2,45 MW Jumlah 49 Unit 14,87 MW

4.2 Prakiraan Kebutuhan Tenaga Listrik Kalimantan

Selatan sampai tahun 2020

Tabel 3 Proyeksi Konsumsi Energi Listrik per kelompok Pelanggan di

Kecamatan Asembagus

Tahun Konsumsi Energi

Rumah Tangga

Usaha/ Bisnis Industri Umum Sosial

2010 34847 19386 2162 9049 2198 2050 2011 36379 20473 2296 9185 2320 2102 2012 37910 21559 2430 9321 2443 2155 2013 39441 22645 2564 9457 2565 2208 2014 40973 23732 2698 9592 2688 2261 2015 42504 24818 2832 9728 2810 2314 2016 44035 25905 2965 9864 2933 2367 2017 45567 26991 3099 10000 3055 2420 2018 47098 28077 3233 10135 3177 2472 2019 48629 29164 3367 10271 3300 2525 2020 50160 30250 3501 10407 3422 2578 2021 51692 31337 3635 10543 3546 2632 2022 53223 32423 3769 10679 3668 2684 2023 54755 33510 3903 10815 3790 2737 2024 56286 34596 4037 10950 3913 2790 2025 57817 35682 4170 11086 4035 2843 2026 59349 36769 4304 11222 4158 2896 2027 60880 37855 4438 11358 4280 2949 2028 62412 38942 4572 11494 4403 3002 2029 63943 40028 4706 11629 4525 3055 2030 65475 41114 4840 11765 4648 3108

0

1000

2000

3000

4000

5000

1 3 5 7 9 11 13 15

Tanggal

Beban Pukul 10.00Beban Pukul 19.00


2031

67006 42201 4974 11901 4770 3161 2032 68538 43287 5108 12037 4893 3213 2033 70069

44374

5242

12172

5015

3266

4.3 Potensi Tanaman Tebu di Indonesia Indonesia merupakan negara agraris yang hasil pertaniannya cukup melimpah, salah satu hasil dari bumi Indonesia adalah tanaman tebu. Berdasarkan siaran pers No :S. 563/II/PIK-1/2005 yang dikeluar kan oleh Departemen Kehutanan, menyata kan bahwa potensi ampas tebu di Indonesia cukup besar. Hal ini dikarenakan luas tanaman tebu di Indonesia adalah 395.399,44 ha, yang tersebar di pulau Sumatera seluas 99.383,42 ha, pulau Jawa seluas 265.671,82 ha, pulau Kalimantan seluas 13.970 ha, dan pulau Sulawesi seluas 16.373,4 ha. Diperkirakan setiap hektar tanaman tebu mampu menghasilkan 100 ton ampas tebu. Sehingga potensi yang dapat tersedia dari total luas tanaman tebu mencapai 39.539.994 ton per tahun

Tabel 4 Produksi dan Produktivitas Tebu dan Gula

4.4 Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa Ampas Tebu

Jenis pembangkit yang digunakan disini adalah jenis pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). PLTU adalah pembangkit yang menggunakan tenaga uap sebagai penggerak turbin, dimana poros dari turbin ini dikopel dengan poros generator dan supaya konservasi energi untuk peningkatan efisiensi sistem tercapai maka penerapan sistem pembangkit menggunakan teknologi kogenarasi. Dimana pada sistem ini uap sisa (residu steam) yang masih bertekanan tinggi dapat dipergunakan lagi untuk proses yang lainnya Setelah uap yang bertekanan tinggi dipakai sebagai penggerak turbin generator, residu uap yang juga masih bertekanan cukup tinggi digunakan lagi untuk menggerakkan turbin giling satu, dua dan tiga. Sehingga lebih menguntungkan bila ditinjau dari sudut efisiensi energi. Selain bahan bakar pembangkit listrik yang digunakan merupakan limbah dari proses penggilingan tebu, sisa uap dari penggerak turbin generator masih dapat juga digunakan untuk proses penggilingan tebu itu sendiri. Dalam proses konversi limbah ampas tebu menjadi energi listrik, terdapat dua macam pemrosesan:

1. Proses penggilingan tebu yang menghasilkan limbah ampas tebu.

2. Proses konversi energi dari ampas tebu menjadi energi listrik.

4.4.1 Proses penggilingan tebu yang menghasilkan limbah

ampas tebu Tebu dari lahan setelah ditebang dibawa oleh truk

dan lori ke stasiu persiapan untuk ditimbang. Tebu tebu akan masuk ke stasiun penggilingan dari lori diangkat ke cane table dengan bantuan cane hoist. Masing-masing cane table di lengkapi dengan leveler yang berfungsi sebagai pengatur jumlah tebu yang jatuh di cane carrier dan diteruskan menuju unigerator. Unigerator dengan menggunakan pisau-pisau yang berputar akan memotong dan memecah pembuluh-pembuluh tebu tanpa terjadi pemerahan nira. Proses di stasiun penggilingan ini bertujuan untuk mengekstraksi nira mentah dari tebu, memisahkan nira mentah dari ampas tebu, dan menimbang hasil nira mentah sebelum masuk ke stasiun pemurnian. Alat penggilingan tebu yang digunakan disusun dalam suatu rangkaian yang berjumlah lima unit, tiap unit terdiri dari tiga buah roller mill yang permukaannya beralur dan berbentuk V terbalik dengan sudut 30°. rol bagian atas berfungsi mengatur kapasistas gilingan. Pada rol atas dipasang pemberat pada bagian samping penggilingan yang berdasarkan asas mekanika fluida. Pemberat ini berfungsi untuk meningkatkan daya peras rol.

gambar 2 Rol Penggilingan

Proses ekstarksi dilakukan sebanyak lima kali agar diperoleh nira maksimal. Serpihan-serpihan tebu masuk kegilingan pertama, nira perahan pertama yang diperoleh langsung disaring dengan saringan tembaga dan ditampung di bak penampung. Lalu ampasnya dengan IMC (inter Mediate Carrier) dibawa menuju gilingan kedua. Nira dari gilingan kedua diimbibisi oleh nira hasil gilingan ketiga dan air imbibisi. Ampas dari gilingan kedua masuk ke gilingan ketiga dan air imbibisi. Ampas dari gilingan kedua masuk kegilikgan ketiga dengan imbibisi oleh nira hasil gilingan keempat dan air imbibisi. Ampas dari gilingan ketiga masuk kegilingan keempat dengan diimbibisi oleh air imbibisi. Ampas dari gilingan keempat masuk kegilingan kelima dengan diimbibisi oleh air imbibisi. Kemudian ampas dari gilingan kelima dibawa dengan elevator menuju ke separator untuk dipisahkan antara yang kasar dengan yang halus. Ampas yang kasar dibawa ke stasiun ketel untuk digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan ampas yang halus digunakan sebagai bahan pencampur dalam proses filtrasi nira koto di rotary bacum filter. 4.4.2 Proses konversi energi dari ampas tebu menjadi

energi listrik

Gambar 3 Proses Pengolahan ampas tebu menjadi energi listrik


Energi listrik dapat diperoleh dengan melalui proses yang bertahap dari sumbar bahan bakar menjadi energi listrik. Dari gambar 4.11 terlihat bahwa ampas tebu dimasukkan ke dalam furnace chamber melalui bagian atas. Lalu ampas tebu tersebut dimasukkan ke dalam furbace chamber dengan menggunakan grate sehingga ampas tebu benar-benar terbakar sempurna. Lalu, ampas tebu yang terbakar sempurna itu jatuh ke bagian bawah furnace chamber. Boiler terdiri dari dua drum yang berada di bagian atas dan berada di bagian bawah. Dua drum tersebut dihubungkan dengan pipa yang melewati bagian dalam furnace chamber. Sehingga air dari drum bawah yang dialirkan ke drum bagian atas akan langsung menjadi uap saat pipa melewati bagian dalam furnace chamber. Uap yang dihasilkan tersebut lalu dialirkan ke drum bagian atas. Uap yang dihasilkan bersuhu 325°C dengan tekanan sedang, yaitu 18 kg/cm2. Lalu, uap yang dihasilkan ditimbun terlebih dahulu di Steam Header, supaya terkumpul banyak, lalu setelah itu digunakan untuk memutar turbin. Turbin yang berputar dengan kecepatan yang cukup tinggi direduksi kecepatan putarnya oleh reduction gear yang dipasang antara turbin dan generator sehinggga diperoleh sinkronissi kecepatan antara turbin dan generator. Dan karena generator berputar maka akan menimbulkan medan listrik sehingga akan membangkitkan tenaga listrik. Sehingga akan membangkitkan tenaga listrik. Siklus yang tepat digunakan untuk system pembangkit biomassa ampas tebu adalah siklus topping dengan uap exhaust yang dihasilkan bertekanan rendah. Uap bertekanan rendah tersebut digunakan untuk menggerakkan mesin uap pada penggilingan satu, dua dan tiga serta digunakan untuk proses pembuatan gula. 4.4.2.1 Spesifikasi boiler Stasiun ketel merupakan salah satu utilitas di pabrik gula. Pada stasiun ini dihasilkan uap yang berasal dari pembakaran ampas di dalam dapur pembakaran. Ampas yang digunakan merupakan hasil sampingan dari stasiun gilingan yang dibawa oleh conveyor ke furnace chamber. Boiler yang digunakan disini harus memiliki spesifikasi khusus dengan kondisi tekanan uap yang dihasilkan oleh pemanasan dari ampas tebu dan data yang didapat bahwa pembakaran ampas tebu menghasilkan tekanan uap sebesar 18 kg/cm2 pada temperatur 325oC.

Gambar 4 Boiler PLTU Ampas Tebu

Ampas tebu diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, ampas tebu terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate,

damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu. Sebuah grate digunakan untuk mengendalikan kecepatan ampas tebu yang diumpankan ke tungku. Bila kecepatan ampas tebu yang dimasukan ke tungku tidak diatur akan menyebabkan pembakaran tidak sempurna sehingga menyebabkan kerak pada grate boiler. Spefikasi boiler yang digunakan adalah: Boiler 1 Boiler merk : Stork Boiler type :Fraser B/II Water Tube Boiler Made in : Belanda, 1977 Design Pressure : 18 kg/cm2

Boiler working pressure : 18 kg/cm2 Steam Temperature : 300C Superheated Feed Water Temperature : Minimum 1050C Actual Steam Evaporation : 20.000 kg/hr Fuel to be Used : Solid Fuel Efficiency : 67% Boiler 2 Boiler merk : Takuma Boiler Type :Fraser B/II Water Tube Boiler Made in : Jepang, 1980 Design Pressure : 18 kg/cm2

Boiler working pressure : 18 kg/cm2 Steam Temperature : 300C Superheated Feed Water Temperature : Minimum 1050C Actual Steam Evaporation : 30.000 kg/hr Fuel to be Used : Solid Fuel Efficiency : 67%

Boiler tersebut menggunakan tipe water tube, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Tujuan utama menggunakan water tube boiler adalah:

1. Diperlukan uap murni dan jenuh berkualitas tinggi tanpa adanya kontaminasi zat-zat padat larut dan tak larut

2. Dilengkapi steam superheater dengan demikian tidak akan terjadi deposit pada pipa-pipa steam superheater

4.4.2.2 Spesifikasi Turbin dan Generator Kopel Tunggal Fungsi utama turbin adalah untuk mentransformasi kan energi panas uap menjadi energi mekanik yang berupa putaran pada poros turbin.tranformasi ini dapat dicapai dengan ekspansi energi. Dari throttle valve uap diekspansikan melalui nozzle ke turbin. Pada nozzle sendiri, uap mengalami kenaikan speed dan penurunan tekanan. Uap dari nozzle akan menumbuk sudu-sudu turbin sehingga poros tubin ikut berputar dan poros turbin dikopel dengan poros generator sehinga generator ikut berputar pula. Untuk mendapatkan efisiensinya max, maka speed putaran rotor turbin harus tinggi dan putaran rotor generator harus rendah.Dan untuk mendapatkan koordinasi yang baik maka antara turbin dan generator digunakan Redution Gearbox


Gambar 5 Turbin Generator SNM

Turbin Uap dan Generator SNM

Made : Jepang , 1980 Turbine Speed : 5914 RPM/1000 Water Rate : 11.5 kg/kw/hr Inlet Steam :18 kg/cm2; 325°C Out put Turbin : 2682 HP Exhaust Steam : 0.8 kg/cm2 ; 175°C Steam Consumption : 23000 kg/hr Output Generator : 2500 KVA Power Factor : 0,8 lag Voltage : 11 kV Insulation class : F Enclosure : IP 23

Gambar 6.Hubungan antara boiler Takuma dengan TU SNM

Gambar 7. Turbin Generator Ebara

Turbin Uap dan Generator Ebara

Made : Belanda , 1977 Company : Elliot Storm Turbine Speed : 4500 RPM/1000 Water Rate : 13.8 kg/kw/hr Inlet Steam Pressure :18 kg/cm2

Inlet Steam Temperature : 325°C Out put : 1730 HP Exhaust Steam : 0.75 kg/cm2 ; 175°C Steam Consumption : 17800 kg/hr Output Generator : 1612 KVA Power Factor : 0,8 lag Voltage : 11 kV Insulation class : F Enclosure : IP 23

Gambar 8.Hubungan antara boiler Stork dengan TU Ebara 4.5 Analisis Energi Terbangkit di PG Asembagus Dalam operasinya, Pabrik Gula Asembagus mengolah tebu berkapasitas sekitar 2634 TCD ( Ton Cane per Day ) untuk dijadikan gula. Jumlah ampas yang dihasilkan tergantung pada kadar sabut tebu yang berkisar 9-14%. Semakin tinggi kadar sabut yang terkandung di dalam tebu, semakin banyak jumlah ampas yang dihasilkan. Jumlah ampas yang dihasilkan berkisar antara 28-30% (tergantung kadar sabut) dari jumlah tebu yang digiling. Sehingga rata-rata jumlah ampas tebu yang dihasilkan adalah sekitar 790,2 ton ampas tebu per hari. Tidak semua ampas tebu tersebut digunakan untuk bahan bakar boiler. Sisanya diikat dalam bentuk kotak-kotak yang disebut ball untuk disimpan atau disalurkan ke pabrik gula lain, atau pun untuk proses giling tahun depan. Berikut ini jumlah ampas tebu sisa yang dihasilkan setiap tahun pada PG Asembagus.

Tabel 5 Kapasitas Giling PG Asembagus

No. 2006 2007 2008 2009 1 Tebu

digiling (kw)

4,090,533.3 4,140,194.3 4,314,467.7 3,632,636

2 Ampas Sisa (Bal) 65,750 103,330 85,457 17,520

3 Suplesi Residu (Liter)

306,790 88,770 33,200 174,880

4 Hari Giling (Hari)

194 188 180 153

5 Rata-rata ampas sisa per hari (kg)

4744.85 7694.79 6646.66 1603.14

Menurut tabel di atas, rata-rata jumlah sisa ampas tebu yang dihasilkan per hari berbeda-beda setiap tahun. Hal itu dikarenakan proses giling yang tidak lancar karena pasokan tebu terhambat. Sehingga ampas tebu yang terkumpul dipakai terus untuk pembakaran boiler. Namun tidak ada ampas tebu yang dihasilkan karena tebu tidak ada yang digiling. Dari jumlah ampas tebu yang dihasilkan dari penggilingan setiap hari, sebagian besar digunakan untuk pembakaran boiler. Sehingga bisa menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin generator.

Tabel 6 Besar Daya Menurut Sumber Pembangkitan

No. Sumber Daya

terpasang (MW)

Daya Mampu (MW)

Daya yang disalurkan (MW)

1 SNM 2 2 1,7-1,8 2 Ebara 1,29 0,4 0,4 3 PLN 0,276 0,276 0,13-0,15 Total 3,476 2,676 2,23-2,35

Dari data di atas, daya total yang dipakai untuk operasional pabrik adalah sekitar 2,23-2,35 MW. Namun, listrik PLN hanya dipakai saat pabrik dalam keadaan non produksi untuk kebutuhan perumahan pegawai dan dipakai

325°

13,8 k /K h

11.5

450

Boiler Stork

TU

TU

400 kw

325°

13,8 k /K h

11.5

450

Boiler

TU Gilingan

TU

1700-1800


pada saat starting awal saja. Sehingga setelah dikurangi daya listrik dari PLN, maka akan didapatkan daya operasional pabrik sekitar 2,1-2,2 MW. Rata-rata ampas tebu yang dipakai untuk menghasilkan daya tersebut sebanyak 310 ton ampas tebu/hari atau 12,9 ton/jam. Kandungan energi dalam ampas tebu tersebut sebanyak 1825 kcal/kg. sehingga, 12,9 ton ampas tebu = 23.572.916,7 calori = 27,4 MWH. Padahal, dalam kenyataannya, daya listrik yang dihasilkan maksimal hanya 2,2 MWH. Perbedaan yang sangat besar antara energi ideal yang terkandung dalam ampas tebu dan energi listrik yang dihasilkan di lapangan karena pembangkit ini memiliki efisiensi yang sangat rendah. Sehingga ada cukup banyak energi yang tidak terkonvesi menjadi listrik. Berdasarkan perhitungan dan data tersebut dapat kita hitung efisiensi dari pembangkit listrik tenaga uap ini.

= 8,029%

Gambar 9. Flow chart PLTU Ampas Tebu

Menurut perhitungan, dalam 1 hari akan dihasilkan ampas tebu sisa sebanyak = 790,2 - 310 = 480,2 ton ampas tebu sisa/hari. Hal itu setara dengan energi listrik sebesar 1.018,5 MWH. Namun, dalam kenyataannya, ampas tebu maksimal yang dihasilkan dalam 4 tahun ini adalah sebanyak 7.695 kg ampas tebu/hari. Perbedaan yang sangat besar itu dikarenakan keterlambatan pasokan tebu. Sehingga ampas tebu sisa digunakan untuk menghasilkan uap terus-menerus tanpa ada penggilingan tebu. Hal itu mengakibatkan lama-kelamaan ampas tebu akan habis karena tidak ada penambahan ampas tebu. Bila dalam 1 hari, rata-rata ampas tebu sisa yang dihasilkan dalam 4 tahun ini sebanyak 5.172,36 kg/hari atau 215,55 kg/jam, maka bila ampas tebu tersebut digunakan untuk tambahan bahan bakar pada pembangkit ini, akan dihasilkan energi listrik sebesar : Energi =

Gambar 10. Flow chart PLTU Ampas Tebu dengan Penambahan Ampas tebu sisa

Sehingga, dengan penambahan ampas tebu sisa tersebut pada pembangkit listrik ini, akan dihasilkan energi listrik total sebesar 2,1378-2,2378 MWH atau 2.137,8-2.237,8 KWH. Energi listrik tambahan sebesar 37,8 KWH tersebut dapat disalurkan ke PLN sebagai energi tambahan untuk memenuhi kebutuhan listrik di Kecamatan Asembagus. Bila diasumsikan 1 rumah di Kecamatan Asembagus mempunyai daya terpasang sebesar 450 VA dengan faktor daya 0,85, maka akan ada 98 rumah yang teraliri listrik dari energi ampas tebu sisa ini. Karena PG Asembagus mempunyai kurva beban harian seperti di bawah ini, maka pada waktu PG Asembagus berada pada keadaan beban paling rendah, akan ada energi listrik sebesar 125 KWH yang tersalurkan ke PLN untuk selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah di Kecamatan Asembagus.

Gambar 11. Kurva Beban Harian PG Asembagus

Sehingga, berdasarkan kurva beban harian di atas, bisa didapat besar daya lebih yang disalurkan PG Asembagus ke PLN pada setiap jamnya.

Tabel 7. Neraca Daya Yang Disalurkan

Jam Daya Puncak (KW)

Daya Saat ini (KW)

Daya Tersalur (KW)

Daya Tambahan

(KW)

Daya Total (KW)

1-2 2230 2081 149 37.7 186.8 2-3 2230 2112 118 37.8 155.8 3-4 2230 2133 97 37.8 134.8 4-5 2230 2154 76 37.8 113.8 5-6 2230 2175 55 37.8 92.8 6-7 2230 2168 62 37.8 99.8 7-8 2230 2205 25 37.8 62.8 8-9 2230 2221 9 37.8 46.8

9-10 2230 2209 21 37.8 58.8 10-11 2230 2221 9 37.8 46.8 11-12 2230 2230 0 37.8 37.8 12-13 2230 2228 2 37.8 39.8 13-14 2230 2209 21 37.8 58.8 14-15 2230 2213 17 37.8 54.8 15-16 2230 2213 17 37.8 54.8 16-17 2230 2206 24 37.8 61.8 17-18 2230 2185 45 37.8 82.8 18-19 2230 2164 66 37.8 103.8 19-20 2230 2139 91 37.8 128.8 20-21 2230 2136 94 37.8 131.8 21-22 2230 2131 99 37.8 136.8 22-23 2230 2128 102 37.8 139.8 23-24 2230 2125 105 37.8 142.8

0-1 2230 2122 108 37.8 145.8

15001550160016501700175018001850190019502000205021002150220022502300

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

DA

YA (K

W)

BEBAN HARIAN PG ASEMBAGUS


Namun, kelemahan dari PLTU Ampas tebu ini adalah listriknya hanya bisa dihasilkan pada waktu hari giling saja. Sebab pada waktu hari giling itu ampas tebu untuk operasi pembangkitan listrik pada PLTU Ampas tebu, bisa dihasilkan. Sedangkan, hari giling pada PG Asembagus paling lama hanya 194 hari. Sehingga kelebihan listrik yang bisa disalurkan ke PLN juga maksimal selama 194 hari saja. 4.6 Perhitungan Biaya Pembangkitan Energi Listrik

Tabel 8.

Biaya Investasi PLTU Ampas Tebu 2,2378 MW Jenis Data Nilai Installed Capacity 2.2378 MW Life Time 25 Years Fuel Type Ampas tebu Capital Investment Cost 3,543 million USD a. Perhitungan CRF untuk : • Suku Bunga i=12% dan Umur Pembangkit (Life Time)

n= 25 Tahun

111

−+

+=

n

n

)i()i(iCRF

• Suku Bunga i=9% dan Umur Pembangkit (Life Time) n= 25 Tahun

10010901

090109025

25.

),(),(,CRF =−+

+=

• Suku Bunga i=6% dan Umur Pembangkit (Life Time) n= 25 Tahun

078010601

060106025

25.

),(),(,CRF =−+

+=

b. Perhitungan Biaya Pembangunan Dari data Tabel 4.19 diatas dapat kita lihat bahwa Capital Investment Cost atau biaya pembangunan adalah sebesar:

kWUSD3

6

10 x 2,237810 x 3,543

Capacity InstalledCost Investment Capital nPembanguna Biaya ==

=1583.25US$ / kW c. Perhitungan Jumlah Pembangkitan Tenaga Listrik

(kWh/Tahun) Dengan daya terpasang 2,2378 MW dan factor kapasitas 75 % dan rata-rata hari giling adalah 179 hari. maka Jumlah Pembangkitan Tenaga Listrik (kWh/tahun) selama hari giling adalah = Daya Terpasang x Faktor Kapasitas x 4296 = 2,2378 MW x 0,75 x 4296 = 7.210.192 kWh/tahun

Jadi biaya modal / Capital Cost (CC) adalah sebagai berikut:

Listrik Tenaga Netoan PembangkitJumlah CRF x Pembangkit kapasitasn x pembanguna Biaya Cost Capital =

Untuk suku bunga i = 12 %

kWhcent / 6,24 kWh / USD0,0624 7.210.192

0,1272237,81583,25===

xxCC

Untuk suku bunga i = 9 %kWhcent / 4,91 kWh / USD0,0491

7.210.1920,12237,81583,25

===xxCC

Untuk suku bunga i = 6 %

kWhcent / 3,83 kWh / USD0,0383 7.210.192

0,0782,23781583,25===

xxCC

Dikarenakan pada pembangkit ini, uap air tidak hanya digunakan untuk membangkitkan listrik, namun juga digunakan untuk proses pembuatan gula, maka nilai capital cost nya juga menurun. Ampas tebu yang yang digunakan untuk membangkitkan listrik adalah sebanyak 310 ton/hari. Sedangkan menurut data, diperlukan 817,87 ton ampas tebu/hari untuk memenuhi seluruh kebutuhan uap di pabrik. Mengingat uap yang dialirkan ke boiler, juga digunakan untuk proses produksi gula, maka nilai nya kita bagi dua. Jadi, η = 0,5 x 310 / 817,87 = 0,19 Lalu, akan kita dapatkan nilai CC yang baru sebesar:

- Untuk suku bunga i = 12 % CC = 6,24 x 0,19 = 1,1856 cent / kwh



4.6.1 Perhitungan Biaya Bahan Bakar Pembangkit ini menggunakan bahan bakar ampas

tebu yang merupakan hasil limbah penggilingan tebu dengan jumlah sekitar 790,2 ton ampas tebu per hari. Karena bahan bakar yang digunakan pada pembangkit ini adalah limbah dari produksi PG Asembagus sendiri, maka biaya bahan bakar pembangkit ini gratis kecuali biaya untuk pengikatan ampas tebu sisa setiap tahun dalam bentuk kotak-kotak supaya lebih padat sehingga tidak memenuhi tempat. Ampas tebu yang biasa digunakan untuk pembakaran boiler tidak mengeluarkan biaya karena pengangkutannya memakai elevator. Biaya pembentukan ampas tebu sisa dalam bentuk kotak-kotak tersebut sekitar Rp 500,00 atau US$ 0,05 per ball. Jadi, biaya 1 ton ampas tebu adalah Rp 35.714,00 atau US$ 3,57. Dengan asumsi 1 USD senilai Rp. 10.000 maka dapat di hitung : a. Harga = 3,57 USD/ton

= 0,000357 USD/kg = 0,0357 cent /kg

b. Konsumsi Bahan Bakar = 790,2 ton/hari = 32,925 ton / jam c. Konsumsi Bahan bakar per tahun ( tahun giling )

= (790,2 x 179 ) ton/ 2,2378 MW-tahun = 63.207,525 ton/MW-tahun

d. Fuel Cost (FC) = 0,22196 Ton/ 2,2378 MWH· 3,57 USD/ton

= 0,3541 USD/MWh = 0,03541 cent/kWh

4.6.2 Perhitungan Biaya Operasi Dan Perawatan Biaya operasi dan perawatan adalah biaya yang

dikeluarkan untuk pengoperasian pembangkit dan perawatan berkala.

Tabel 9. Data Biaya Operasi dan Perawatan PLTU ampas tebu

Keterangan 1 MW 2 MW 3 MW

O & M Cost ( Millions USD / Year ) 0.1 0.2625 0,425

Biaya O&M (USD/kWh) 0.0095 0.0249 0.0404

Biaya O&M (cent/kWh) 0.95 2.49 4.04

Sehingga dari data diatas biaya operasi dan

perawatan untuk PLTU ampas tebu yang berkapasitas 2,2378

127011201

120112025

25,

),(),(,

=−+

+=


MW dengan factor kapasitas sebesar 75% digunakan Biaya Operasi dan Perawatan 2 MW, yaitu sebesar 2.49 cent/kWh. 4.6.3 Perhitungan Biaya Pembangkitan Total

Berdasarkan beberapa biaya diatas, maka persamaan biaya pembangkitan total dalam pembangkitan tahunan dapat dinyatakan sebagai berikut: TC = Biaya Total CC = Biaya Modal FC = Biaya Bahan Bakar O&MC = Biaya Operasi dan Perawatan

TC = CC + FC + OM Untuk suku bunga i = 12 % maka: TC=1,1856cent/kWh+0,03541cent/kWh + 2,49 cent/kWh

= 3,71101 cent / kWh = 371,101 Rp/kWh

Untuk suku bunga i = 9 % maka : TC=0,9329cent/kWh +0,03541cent/kWh +2,49 cent/kWh

= 3,45831 cent / kWh = 345,831 Rp/kWh

Untuk suku bunga i = 6 % maka : TC= 0,7277cent/ kWh+0,03541cent/kWh+2,49 cent/kWh

= 3,25311cent / kWh = 325,3 Rp/kWh

Dari perhitungan–perhitungan diatas jika kita tabelkan, maka akan tampak biaya pembangkitan energy listrik berbahan ampas tebu, dan dari tabel dapat dianalisa keekonomisan dari PLTU berbahan bakar Ampas tebu .

Tabel 10. Biaya Pembangkitan Energi Listrik

Perhitungan Suku Bunga

12% 9% 6%

Biaya Pembangunan (US$ / kW) 1583,25 1583,25 1583,25 Umur Operasi (Tahun) 25 25 25 Kapasitas (MW) 2,2378 2,2378 2,2378 Biaya Bahan Bakar (cent / kWh) 0,03541 0,03541 0,03541 B. O & M (cent / kWh) 2,49 2,49 2,49 Biaya Modal (cent/ kWh) 1,856 0,9329 0,7277 Biaya Pembangkitan (cent / kWh) 3,71 3,45831 3,25311 Investasi (million US$) 3,543 3,543 3,543 4.6.4 Pendapatan per Tahun (Cash in Flow)

Investasi pada tabel diatas adalah biaya pembangunan PLTU 2,2378 MW, sedang investasi pada tahun ke-1 adalah nilai investasi dikalikan dengan suku bunga. Dalam hal ini diasumsikan lama pembangunan unit PLTU tersebut selama satu tahun. Jumlah pendapatan per tahun/Cash in Flow (CIF) dapat dihitung dari kWh output dan selisih Biaya Pokok Penyediaan (BPP) dengan biaya pembangkitan (BP) atau dengan kata lain keuntungan penjualan (KP). Pembangkit ini direncanakan akan dihubungkan dengan saluran tegangan rendah karena berada ditengah-tengah masyarakat. Untuk kabupaten Situbondo, biaya pokok penyediaan listrik tegangan rendah dari pembangkit ini direncanakan sebesar Rp 795/kWh.

a. Dengan menggunakan suku bunga 12% untuk menghitung pendapatan per tahun, maka hasilnya adalah sebagai berikut: CIF = KP · kWhoutput

= (BPP – BP) · kWhoutput =(Rp795/kWh–Rp371,101/kWh)·7.210.192 kWh/tahun

= Rp 423,89 /kWh · 7.210.192 kWh/tahun = Rp 3,056 milyar/tahun b. Dengan menggunakan suku bunga 9% untuk menghitung pendapatan per tahun, maka hasilnya adalah sebagai berikut: CIF = KP · kWhoutput

= (BPP – BP) · kWhoutput = (Rp 795/kWh – Rp 345,8 /kWh) · 7.210.192 kWh/tahun = Rp 449,2 /kWh · 7.210.192 kWh/tahun = Rp 3,239 milyar/tahun

c. Dengan menggunakan suku bunga 6% untuk menghitung pendapatan per tahun, maka hasilnya adalah sebagai berikut : CIF = KP · kWhoutput

= (BPP – BP) · kWhoutput = (Rp 795/kWh – Rp 325,3 /kWh) · 7.210.192 kWh/tahun = Rp 469,7/kWh · 7.210.192 kWh/tahun = Rp 3,387 milyar/tahun

4.6.5 Nilai Awal Proyek (NPV / Net Present Value) Metode Net Present Value (NPV) ini menghitung

jumlah nilai sekarang dengan menggunakan Discount Rate tertentu dan kemudian membandingkannya dengan investasi awal (Initial Invesment). Selisihnya disebut NPV. Apabila NPV tersebut positif, maka usulan investasi tersebut diterima, dan apabila negative ditolak.

∑= +

+−=n

ttk

CIFCOFNPV1 )1(

Perhitungan dilakukan pada setiap tahun hingga tahun ke-25, hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pada tabel Tabel 11

Tabel 11. NPV (Milyar) PLTU Biomassa Ampas tebu 2,23 MW

Tahun ke-

Investasi (COF0) = 35,43 Milyar Suku Bunga

12% Suku Bunga

9% Suku Bunga 6%

CIF NPV CIF NPV CIF NPV 1 3,056 -32.701 3,239 -32,458 3,387 -32,235 2 3,056 -30.265 3,239 -29,732 3,387 -29,220 3 3,056 -28.090 3,239 -27,231 3,387 -26,377 4 3,056 -26.148 3,239 -24,937 3,387 -23,694 5 3,056 -24.414 3,239 -22,831 3,387 -21,163 6 3,056 -22.866 3,239 -20,900 3,387 -18,775 7 3,056 -21.483 3,239 -19,128 3,387 -16,522 8 3,056 -20.249 3,239 -17,503 3,387 -14,397 9 3,056 -19.147 3,239 -16,011 3,387 -12,393 10 3,056 -18.163 3,239 -14,643 3,387 -10,501 11 3,056 -17.284 3,239 -13,388 3,387 -8,717 12 3,056 -16.500 3,239 -12,236 3,387 -7,034 13 3,056 -15.800 3,239 -11,180 3,387 -5,446 14 3,056 -15.174 3,239 -10,211 3,387 -3,948 15 3,056 -14.616 3,239 -9,321 3,387 -2,535 16 3,056 -14.117 3,239 -8,506 3,387 -1,201 17 3,056 -13.672 3,239 -7,757 3,387 0,056


Dari perhitungan di atas, tampak bahwa hanya pada suku bunga 6% nilai NPV-nya positif. Hal ini berarti bahwa investasi untuk PLTU Biomassa ampas tebu, dengan harga jual Rp 795/kwh hanya dinilai layak dibangun bila menggunakan suku bunga 6%. 4.6.6 Kemampuan Daya Beli Energi Listrik

Kemampuan daya beli masyarakat sangat penting dalam analisis apakah suatu pembangkit itu layak atau tidak, maka kita harus mengetahui kemampuan masyarakat Kabupaten Situbondo dalam membeli listrik/kWh. Daya beli mayarakat ditentukan dari pendapatan perkapita suatu daerah. Daya beli masyarakat sangat menentukan seberapa besar harga jual listrik yang mampu dibayar oleh pengguna listrik. Besarnya biaya pembangkitan total akan dibandingkan dengan harga energi listrik yang dapat dibeli masyarakat. Dengan input data kabupaten Situbondo sebagai berikut : Pendapatan per kapita penduduk setiap bulan = Rp 954.746,00 Dengan mengasumsikan dalam 1 rumah tangga penduduk memiliki 3 anggota keluarga sehingga didapat : Pendapatan rumah tangga= Rp 954.746 x 3 = Rp 2.864.239,00 Sedangkan pengeluaran rumah tangga untuk konsumsi energi listrik rata-rata berkisar 6% - 10%. Dengan diasumsikan pengeluaran rumah tangga untuk energi listrik rata-rata adalah 8%, maka pengeluarannya sebesar Rp. 229.139,00.

Dengan sambungan daya pelanggan pada 450 VA maka dengan asumsi power faktor 0,85 didapat sambungan daya dalam watt sebesar :

450 VA x 0.85 = 0.382 KW Maka konsumsi listrik dalam 1 bulan didapat : Kwh 1 bulan = 0.382 KW x 30 x 24 x Load faktor Dengan faktor beban sebesar 64.02 % maka : Kwh 1 bulan = 0.382 KW x 30 x 24 x 0,6402 Kwh 1 bulan = 176,08 KW

Dengan biaya beban sebesar Rp. 12.000 (sesuai Keppres no. 103 tahun 2003 mengenai Tarif Dasar Listrik). Biaya beban = Rp 12.000 Biaya pemakaian = 176,08 kWh/bulan · Rp 530 /kWh

= Rp 113.307,5 Biaya total = biaya beban + biaya pemakaian

= Rp 125.307,5 Sehingga daya beli listrik masyarakat Kabupaten Situbondo adalah: Daya beli=(229.139 / 125.307,5) ·Rp 530/kWh= Rp 977 /kWh

Dengan daya beli listrik rumah tangga Kabupaten Situbondo sebesar Rp 977/kWh maka harga jual energi listrik dari energi terbarukan PLTU biomassa ampas tebu mampu dibayar oleh masyarakat karena rata-rata harga jual energi listrik yang berasal dari energi terbarukan PLTU biomassa ampas tebu masih dibawah daya beli untuk listrik rumah tangga. Harga jual listrik pelanggan rumah tangga adalah sebesar Rp. 795 /kWh. Harga jual ini lebih rendah dari kemampuan daya beli energi listrik rumah tangga yaitu Rp. 977 /kWh sehingga harga jual Rp. 795 /kWh dapat dijangkau oleh masyarakat Kabupaten Situbondo.

4.6.7 Perbandingan Biaya Pembangkitan PLTU

Sebagai acuan untuk mengetahui perbandingan biaya pembangkit tiap PLTU dengan bahan bakar berbeda, maka dapat disimpulkan apakah pembangkit ampas tebu lebih ekonomis dibandingkan dengan bahan bakar lain. Bahan Bakar lain yang digunakan adalah batu bara.

Tabel 12 Perbandingan Biaya PLTU Biomassa dengan PLTU Batu bara

Uraian Satuan PLTU

Biomassa PLTU PLTU

Jenis Bahan Bakar - Ampas Tebu Batubara MFO

Kapasitas MW 2,2378 2,2378 2,2378 Life Time Tahun 25 25 25 Biaya Modal cent/kWh 0,7277 1,75074 1,75074 Biaya Bahan Bakar cent/kWh 0,0354 2,179 7,655 Biaya O & M cent/kWh 2,49 0,45 0,45 Biaya Pembangkitan cent/kWh 3,253 4,3797 9,855

Dari table diatas dapat kita lihat bahwa untuk jenis konversi energi pembangkit listrik dengan menggunakan biomassa, mempunyai biaya pembangkitan yang sedikit relative lebih murah dibanding dengan PLTU batubara karena PLTU biomassa menggunakan bahan bakar limbah ampas tebu, sehingga biayanya sangat murah. Selain memiliki harga pembangkitan yang relative murah, biaya bahan bakar dari biomassa merupakan energy renewable, sehingga tidak dapat habis. 4.7 Analisis Pembangunan Pembangkit Ditinjau dari

Aspek Lingkungan 4.7.1 Limbah Gas

Kesempurnaan pembakaran ampas tebu dipengaruhi oleh kualitas ampas sebagai bahan bakar, jenis dan kondisi dapur + ketel. Namun demikian pembakaran yang sempurna dapat diidentifikasi dari kualitas gas cerobong (kadar CO2 > 12 %, O2 < 7 dan produksi uap per kg ampas > 2 kg). Dan bila pembakaran tidak sempurna, maka akan dihasilkan gas CO yang keluar dari cerobong. Kelebihan bahan bakar ampas tebu dibanding dengan batu bara adalah tidak dihasilkan limbah gas SOX dan NOX seperti pada batu bara sehingga mengurangi faktor penyebab turunnya hujan asam.

Pada tahap pengoperasian akan terjadi penurunan kualitas udara yaitu berupa peningkatan konsentrasi gas COx akibat pembakaran ampas tebu ini. Konsentrasi gas CO2 yang besar di dalam udara, bisa menyebabkan efek rumah kaca. Oleh karena itu, perlu dilakukan penghijauan di sekitar pabrik agar gas CO2 yang berlebih bisa dipakai tumbuhan untuk fotosintesis. Selain itu, gas CO2 yang dihasilkan, dapat dimanfaatkan kembali untuk keperluan pemurnian nira sebagai pengganti gas SO2 atau dimanfaatkan dalam pemurnian defekasi remelt karbonatasi. Sehingga harga belerang yang semakin mahal, tidak membuat harga gula juga semakin mahal dan hal itu sekaligus bisa mengurangi pencemaran akibat kadar gas CO2 yang berlebihan dalam udara.

. 4.7.2 Limbah Padat

Abu pembakaran ampas tebu, dibagi menjadi dua, yaitu fly ash dan bottom ash. Fly Ash merupakan abu pembakaran ampas tebu yang sangat kecil yang berdiameter 1-50 µm dan ringan sehingga terbawa asap terbang keluar melalui cerobong. Hal itu bisa menyebabkan pencemaran udara berat bila dibiarkan. Oleh karena itu, digunakan alat yang disebut Electrostatic Precipitator (EP). Pada Electrostatic Precipitator, fly ash melalui medan electrostatic yang dihasilkan oleh 2 set


electrode dengan tegangan fungsi arus searah. Dalam melewati medan electrosatic tersebut, partikel-partikel fly ash jadi termuati medan listrik, sebagian besar adalah muatan negatif dan tertarik pada electroda pengumpul. Sebagian partikel, mendapat muatan positif dan tertarik pada emmity electroda. Jika lapisan abu tersebut demikian tebal dan menggumpal akan jatuh atau terlepas dengan sendirinya atau dengan bantuan getaran mekanik, dan secara gravitasi jatuh pada Hopper. Abu yang terkumpul pada hopper diangkut dengan truk dan dibuang ke area penimbunan abu (ash yard). Sedangkan bottom ash adalah abu hasil pembakaran ampas tebu yang lebih berat dari fly ash sehingga jatuh dan menumpuk di bagian dasar ruang pembakaran. Bottom ash tidak berdampak secara langsung pada lingkungan, hanya saja bila tidak dibersihkan akan mengganggu proses pembakaran pada ruang pembakaran. Abu hasil pembakaran ampas tebu mempunyai jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan abu pembakaran batu bara. Pada pembakaran batu bara dihasilkan abu sejumlah 6-10% dari batu bara yang dibakar. Sedangkan pada pembakaran ampas tebu hanya menghasilkan abu sebanyak 2,5% dari ampas tebu yang dibakar. Limbah abu ini biasanya dibuang sebagai tanah uruk atau digunakan pada pembuatan bata, keramik dan beton. Komposisinya yang mengandung sebagian besar silica (71%) banyak diteliti untuk digunakan sebagai penguat pada bata, keramik atau pun beton.

4.7.3 Limbah Cair Pabrik gula tidak memerlukan air pendingin untuk

mengkondensasikan uap air. Sebab uap air yang masih bersuhu sekitar 175°C , yang keluar dari turbin generator akan dipakai lagi untuk memanaskan nira pada stasiun penguapan dan masakan. Sehingga uap air sudah berubah menjadi air kembali saat keluar dari stasiun tersebut.

4.8 Analisa Keputusan dalam Penggunaan Energi

Terbarukan Analisa ini ditinjau dari segi teknis, dari segi

ekonomis, dan dari segi lingkungan, di mana di dalamnya terdapat uraian khusus faktor-faktor yang dipengaruhinya.

Uraian-uraian dari analisa berdasarkan Ditjen Listrik dan Pengembangan Energi 2007 adalah sebagai berikut : 1. Aspek Teknis

Perkiraan di dalam pengusaan teknologi oleh bangsa Indonesia dikategorikan yaitu sangat dikuasai dinilai dengan angka (5), dikuasai dengan angka (4), kurang dikuasai dinilai dengan angka (2), dan masih dalam penyelidikan dinilai dengan angka (1). Pada kondisi ini pengusaan teknologi PLTU ampas tebu dikategorikan dikuasai (4).

2. Aspek Ketersediaan Energi Sebagai asumsi, potensi sumber daya energi dikategorikan terbukti dan potensial, selain itu penilaian dengan angka 5 (banyak sekali), 4 (banyak), 2 (sedikit), 1 (sedikit sekali) dan 0 (tidak berpotensial). Pada kondisi ini potensi sumber daya energi Ampas tebu dikategorikan banyak (4).

3. Ekonomis Penilaian dibagi 4 (empat) bagian, yaitu mahal sekali

dinilai dengan angka (1), mahal dengan angka (2), murah

dinilai dengan angka (4) dan murah sekali dinilai dengan angka (5). Pada kondisi dilihat dari segi ekonomis, teknologi PLTU ampas tebu dikategorikan murah (4).

4. Lingkungan a. Penanganan Limbah

Penilaian dalam penanganan limbah dibagi menjadi 4 kategori yaitu mudah sekali dinilai dengan angka (5), mudah dinilai dengan angka (4), sulit dinilai dengan angka (2), dan sulit sekali dinilai dengan angka (1). Pada kondisi dilihat dari penanganan limbah, teknologi PLTU Ampas tebu dikategorikan cukup (3).

b. Akibat Pencemaran terhadap makhluk hidup Penilaian ini dibagi dalam 4 kategori yaitu

sangat membahayakan dinilai dengan angka (1), membahayakan dinilai dengan angka (2), kurang membahayakan dinilai dengan angka (4), dan tidak membahayakan dinilai dengan angka (5). Pada kondisi dilihat dari Akibat Pencemaran terhadap makhluk hidup, teknologi PLTU ampas tebu dikategorikan tidak membahayakan (5).

Tabel 13.

Analisa Keputusan Pemanfaatan Energi di Asembagus Ditinjau Dari Segi Teknis, Ekonomi dan Lingkungan

Jenis Pembangkit Teknis Energi Ekonomis

Lingkungan Total Prioritas

a b PLT

Biomassa 4 4 4 3 5 20 I

PLTU-Batubara 4 3 3 2 3 15 III

PLTU-MFO 4 3 2 3 3 15 II

Dari berbagai uraian-uraian dan analisa yang ditetapkan berdasarkan Ditjen Listrik dan pengembangan energi 2007 maka teknologi pembangkit tenaga listrik dengan menggunakan sumber energi biomassa dari ampas tebu layak untuk digunakan sebagai sumber energi terbarukan khususnya di Kabupaten Situbondo 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Potensi Luas lahan tanaman tebu pada tahun 2009 di Kabupaten Situbondo adalah 7.039 ha dengan produksi tebu sebanyak 48.569 ton. Jumlahnya lahan dan produksinya terus menurun sejak tahun 2007 silam. Tebu-tebu yang sudah dipanen ini lalu diolah oleh pabrik gula untuk dijadikan gula. Pabrik Gula yang terbesar di Kabupaten Situbondo adalah PG Asembagus. Dengan kapasitas giling yang mencapai 3000 TCD, membuat limbah ampas tebu yang dihasilkan pun juga semakin besar. Limbah ampas tebu ini dimanfaatkan oleh PG untuk pembakaran boiler karena ampas tebu ini mengandung cukup banyak energi, yaitu 1825 kkal. 2. Adanya lima PG yang ada di Kabupaten Situbondo, dengan PG Asembagus yang terbesar, membuat kawasan Kabupaten Situbondo menjadi kawasan pengolahan tebu yang cukup besar. Hal ini membuat jumlah limbah ampas tebu yang dihasilkan dari kelima PG cukup melimpah. Dari PG Asembagus sendiri, dihasilkan ampas tebu


sebanyak 790,2 ton per hari. Dengan melimpahnya ampas tebu yang dihasilkan dari kelima PG, maka akan dihasilkan ketersediaan energi yang cukup banyak di Kabupaten Situbondo. Dari PG Asembagus sendiri, dapat dihasilkan kelebihan energi listrik sebesar 37,7KWH-186,7\KWH. 3. Peralatan yang digunakan di PLTU Ampas tebu, tidak jauh Berbeda dengan PLTU Batu-Bara. Yang membeda kan hanya pada sistem boiler yang digunakan karena pengaruh bahan bakarnya yang berbeda. Boiler yang digunakan ini menggunakan sistem grate. Grate ini digunakan untuk mengendalikan jumlah ampas tebu yang dimasukkan ke ruang pembakaran sehingga ampas tebu benar-benar terbakar sempurna sebelum dimasuk kan ampas tebu yang baru. 4. PLTU Ampas tebu ini lebih ekonomis bila dibandingkan dengan PLTU Batu Bara dalam hal biaya modal dan biaya bahan bakar. Namun, lebih mahal bila dibandingkan dengan biaya operasional dan maintenance PLTU Batu Bara. Sehingga didapatkan, biaya pembangkitan total PLTU Ampas tebu ini adalah US$ 0,03253/ KWH lebih ekonomis bila dibandingkan dengan PLTU Batu bara, yaitu US$ 0,0425/ KWH. Selain itu, dengan harga jual Rp 795,00/ KWH, dengan suku bunga 6%, biaya modal untuk pembangunan PLTU Ampas tebu ini dapat kembali setelah 17 tahun. 5. PLTU ini menghasilkan limbah gas dan limbah padat yang bisa menimbulkan dampak negative pada lingkungan. Limbah cair tidak dihasilkan dari PLTU ini karena uap panas yang dihasilkan setelah melewati turbin digunakan lagi untuk proses pengolahan gula sehingga tidak diperlukan air pendingin. Limbah gas yang dihasilkan hanya gas CO2. Namun, limbah gas CO2 yang dihasilkan bisa digunakan untuk proses pengolahan gula menggantikan gas SO2 sehingga Kadar pencemaran udaranya rendah. Limbah padat yang dihasilkan berupa abu pembakaran. Jumlah abu yang dihasilkan sebanyak 2,5%, jauh lebih sedikit biladibandingkan dengan batu bara yang menghasilkan abu 10%. Abu yang dihasilkan sebagian ditimbun dan ada yang diolah untuk campauran pada semen, keramik atau beton. 5.2 Saran

1. Pemanfaatan Biomassa sebagai salah satu energi alternatif di Indonesia perlu mendapat perhatian serius dari pemerintah karena potensi dari energi terbarukan ini sangat besar.salah satunya adalah potensi biomassa ampas tebu di Kabupaten Situbondo ini 2. Perlu dilakukan studi lebih lanjut untuk menganalisis energi yang bisa dimanfaatkan pada empat pabrik gula lain yang ada di Kecamatan Asembagus. Sehingga energi yang dihasilkan dari biomassa ampas tebu di Kabupaten Situbondo bisa dimaksimalkan. 3. Perlu dilakukan peremajaan PLTU Ampas tebu di PG Asembagus sehingga bisa meminimalisir losses energi dan menghasilkan efisiensi yang maksimal. 4. Perlu dilakukan studi lebih lanjut bila bahan bakar yang digunakan diganti dengan bit gula. Dengan studi ini, diharapkan energi yang dihasilkan bisa lebih maksimal.

6. DAFTAR PUSTAKA 1. Saechu, Muhammad, Perkembangan Dan Penerapan

Teknologi Cogeneration Di Pabrik Gula, Pusat Penelitian Perkebunan Gula

2. Proses Pengolahan Gula Di Pg. Redjosarie 3. Marsudi, Djiteng. Pembangkitan Energi Listrik,

Erlangga. 2005. 4. Anton widono, Johaness, Tinjauan Komprehensif

Perancangan Awal Pabrik Furfural Berbasis Ampas Tebu di Indonesia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia

5. Eddy Santoso, Bambang, Limbah Pabrik Gula: Penanganan, Pencegahan Dan pemanfaatannya Dalam Upaya Program Langit Biru Dan Bumi Hijau, Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia, Pasuruan, Indonesia

6. Wibowo, Nurwadji, Pengembangan Alat Pengolah Limbah Abu Ampas Tebu Menjadi Pozolan, Volume 6 No. 2, April 2006 : 124 – 136

7. Dafyar energy dan energi biomassa, Agenda Riset Bidang Energy 2009-2012

8. ..........., PLN Statistics 2008, PT PLN (Persero), Jakarta, 2008.

9. ...........,Rencana Umum Ketenagalistrikan Nasional 2009-2018, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, Jakarta.

10. Peter, oleh, Energy from Biomass : a review of combustion and gasification technology, Amazonbook.com

7. BIOGRAFI PENULIS

Penulis dilahirkan di Klaten - Jawa Timur pada Tanggal 16 Maret 1988 dengan nama lengkap Pressa Perdana Surya S., dilahirkan sebagai putra pertama dari pasangan M. Julli Suryanto dan Wartini yang bertempat tinggal di Banyuwangi , Jawa Timur. Penulis saat ini juga menjadi Asisten Konversi Energi Listrik. Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Bidang Studi Teknik

Sistem Tenaga, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepeluh Nopember Surabaya dengan NRP : 2206 100 068. Riwayat pendidikan penulis adalah sebagai berikut :

● TK Tunas Rimba ( 1992-1994) ● SD Tampo III ( 1994-2000) ● SMP Negeri 1 Cluring ( 2000-2003) ● SMA Negeri 1 Genteng ( 2003-2006) ● Teknik Elektro ITS Surabaya ( 2006- sekarang)

Documents

STUDI PEMANFAATAN BIOMASSA AMPAS TEBU (DAN … · DENGAN BATU BARA) SEBAGAI BAHAN BAKAR ... gula serta sifatnya yang mudah terbakar dan memang telah ... dapat digunakan untuk menyediakan