pembangkit listrik
Post on 22-Jun-2015
36 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
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
top related