prosiding seminar nasional teknologi energi nuklir 2014 ...digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
TRANSCRIPT
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2014
Pontianak, 19 Juni 2014
143
ISSN: 2355-7524
APLIKASI PROGAM MESSAGE
DALAM PERENCANAAN SISTEM ENERGI
Rizki Firmansyah Setya Budi, Wiku Lulus Widodo
Pusat Pengembangan Energi Nuklir (PPEN) – BATAN
Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan, Jakarta12710
Telp./Fax: (021) 5204243, Email : [email protected]
ABSTRAK APLIKASI PROGRAM MESSAGE DALAM PERENCANAAN SISTEM ENERGI.
Perencanaan sistem energi perlu dilakukan untuk mendukung pertumbuhan ekonomi sebuah negara.
Perencanaan sistem energi yang dilakukan tidak hanya dalam jangka waktu dekat saja tetapi dalam
jangka waktu panjang (puluhan tahun). Untuk melakukan perencanaan sistem energi jangka panjang
akan membutuhkan waktu yang sangat lama jika dilakukan tanpa bantuan program komputer. Salah
satu program komputer yang dapat digunakan untuk membantu perencanaan sistem energi adalah
program MESSAGE. Tujuan penelitian untuk memperkenalkan program MESSAGE. Selain itu
menyajikan juga penggunaan program MESSAGE, persamaan matematis di dalam program
MESSAGE dan manfaatnya dalam membantu proses perencanaan energi. Metodologi yang
digunakan adalah pengumpulan data, pengolahan data, analisis data, contoh kasus, dan penarikan
kesimpulan. Berdasarkan hasil analisis dan contoh kasus diperoleh kesimpulan bahwa program
MESSAGE dapat digunakan untuk membantu proses perencanaan energi dengan fungsi obyektif
minimum cost. Manfaat dari penggunaan program MESSAGE adalah dapat mengurangi waktu yang
dibutuhkan untuk membuat suatu perencanaan energi jangka panjang.
Kata kunci: Program MESSAGE, perencanaan, energi
ABSTRACT APLICATION OF MESSAGE PROGRAM IN ENERGY SYSTEM PLANNING. Planning in
energy system should be done to support economic growth in a country. The planning hs to be done
not only in short term but also in long term period and it will take long time if not use computer
program. The program that can be used is MESSAGE program. The paper’s aim is to give
information about MESSAGE, show how to use MESSAGE program, the mathematical formulation
in MESSAGE program, and the benefit using MESSAGE program. The metodology are collecting
data, processing data, analyzing data, example case, and get conclusion. Based on the example case
and the analyzis get conclusion: MESSAGE program is a computer program that can be used to
helping the process of energy planning. The obyektif function in MESSAGE program optimization is
a function of minimum cost. The benefit of using MESSAGE program is to minimize the time that
was needed to make a long term period of energy planning.
Keywords: MESSAGE program, Planning, Energy
Aplikasi Program Massage Dalam Perencanaan...
Rizki Firmansyah Setia Budi, dkk.
144
ISSN: 2355-7524
1. PENDAHULUAN Perencanaan sistem energi perlu dilakukan untuk mendukung pertumbuhan ekonomi
sebuah negara. Perencanaan sistem energi yang dilakukan tidak hanya dalam jangka waktu
dekat saja tetapi dalam jangka waktu panjang (puluhan tahun). Untuk melakukan
perencanaan sistem energi jangka panjang akan membutuhkan waktu yang sangat lama jika
dilakukan tanpa bantuan program komputer. Salah satu program komputer yang dapat
digunakan untuk membantu perencanaan sistem energi adalah program MESSAGE.
Program MESSAGE (Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General
Enviromental Impacts) adalah software yang digunakan untuk melakukan optimasi terhadap
sebuah sistem energi. Program MESSAGE melakukan optimasi penyediaan energi terhadap
kebutuhan yang ada. Program MESSAGE pertama kali dikembangkan oleh International
Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) dan disempurnakan oleh IAEA.
Penyempurnaan yang dilakukan IAEA yang paling signifikan adalah penambahan user
interface untuk mempermudah penggunaan[1]. Tujuan pengembangan program MESSAGE
adalah untuk memfasilitasi pembuatan model sistem energi yang digunakan untuk
mengevaluasi dan menentukan alternatif penyediaan energi dengan berbagai batasan
seperti: pembangunan fasilitas baru, ketersediaan bahan bakar, peraturan lingkungan,
sumber daya energi yang ada, dan lain-lain[2].
Tujuan penelitian untuk memperkenalkan program MESSAGE yang digunakan untuk
melakukan perencanaan sistem energi. Selain sebagai sarana memperkenalkan program
MESSAGE, makalah ini juga menyajikan cara-cara penggunaan, persamaan matematis yang
digunakan dalam program MESSAGE dan manfaat penggunaan program MESSAGE dalam
membantu proses perencanaan energi.
Metodologi yang digunakan dalam studi adalah pengumpulan data, pengolahan data,
analisis data, contoh kasus, dan penarikan kesimpulan.
Penelitian sebelumnya tentang penggunaan program MESSAGE adalah Simulasi
Pengembangan Kelistrikan dengan Opsi Nuklir untuk Mendukung Industri Smelter di
Bangka[3]. Dalam penelitian tersebut dilakukan perencanaan sistem energi listrik di Bangka
untuk mendukung adanya industri Smelter di Bangka. Dengan menggunakan program
MESSAGE diperoleh jenis pembangkit yang sesuai dan paling ekonomis dibangun di
Bangka sampai dengan tahun 2030.
2. TEORI PROGRAM MESSAGE 2.1. Prinsip Dasar Program MESSAGE
Prinsip dasar pembuatan model sistem energi dengan menggunakan MESSAGE
adalah melakukan optimisasi dengan menggunakan sebuah fungsi obyektif yang dibatasi
dengan beberapa batasan yang telah ditentukan. MESSAGE akan melakukan optimisasi
terhadap semua solusi yang berada di dalam daerah batasan. Fungsi obyektif yang
digunakan dalam program MESSAGE adalah fungsi biaya sehingga program MESSAGE
akan memilih solusi yang membutuhkan biaya paling sedikit. Sedangkan batasan
ditentukan oleh pengguna (user) sehingga dapat disesuaikan dengan kondisi yang terjadi.
2.2. Bagian-Bagian Program MESSAGE
Pemahaman tentang program MESSAGE sangat diperlukan untuk dapat menjalankan
program tersebut dengan baik. Program MESSAGE terdiri dari beberapa bagian yang saling
berhubungan dan merupakan satu rangkaian sistem energi. Bagian-bagian tersebut adalah
general, load regions, energy forms, demands, constraints, technologies, storages, dan resources.
Gambar 1 menunjukkan tampilan MESSAGE pada waktu pertama kali dijalankan.
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2014
Pontianak, 19 Juni 2014
145
ISSN: 2355-7524
Gambar 1. Tampilan MESSAGE pada Waktu Pertama Kali Dijalankan.
Pada waktu pertama kali dijalankan, program MESSAGE akan menampilkan tampilan
seperti Gambar 1. Tampilan tersebut terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian user interface
(berwarna biru) dan background program (berwarna hitam). User interface berfungsi sebagai
tempat untuk menginputkan data sistem energi dan background program berfungsi sebagai
tempat untuk melihat proses running program. Dengan menggunakan background program
dapat diketahui letak error yang terjadi sehingga mempermudah perbaikan.
Terdapat beberapa menu pada tampilan user interface yang digunakan untuk
menjalankan program. Menu tersebut antara lain: cases, edit, select, run, intermediete, result,
dan help. Menu cases digunakan untuk membuat studi kasus baru atau membuka studi
kasus yang akan dianalisis, membackup studi kasus, dan merestore studi kasus. Menu edit
digunakan untuk menginputkan data ke sistem energi. Menu select digunakan untuk
memilih studi kasus yang akan dianalisis.. Menu run digunakan untuk me-running studi
kasus yang dianalisis. Sedangkan menu intermediete dan result digunakan dalam proses
penampilan data hasil running.
Pemasukkan data didalam studi kasus dilakukan melalui menu edit dan pilih opsi
application_db. Setelah dilakukan langkah tersebut maka akan muncul tampilan seperti
Gambar 2. Gambar 2 menunjukkan tampilan program MESSAGE secara keseluruhan. Pada
tampilan ini dapat terlihat bahwa program MESSAGE terdiri dari beberapa bagian sebagai
berikut: general, load regions, energy forms, demands, constraints, technologies, storages, dan
resources.
Gambar 2. Tampilan Program MESSAGE
Secara Keseluruhan
Gambar 3. Tampilan General.
General
General adalah bagian dari program MESSAGE yang digunakan untuk
mendeskripsikan tahun dasar dan tahun-tahun yang akan dianalisis. Selain itu di bagian ini
Aplikasi Program Massage Dalam Perencanaan...
Rizki Firmansyah Setia Budi, dkk.
146
ISSN: 2355-7524
juga ditentukan discount rate yang akan digunakan dalam perhitungan. Gambar 3
menunjukkan tampilan general.
Load Region
Pada bagian ini dideskripsikan tentang karakteristik beban yang ada di wilayah yang
akan dianalisis. Karakteristik beban yang dimaksud meliputi: jumlah musim dalam satu
tahun, jumlah tipe hari dalam satu tahun, dan jumlah pembagian waktu dalam satu hari.
Penentuan karakteristik beban tersebut berdasarkan dari kurva beban harian wilayah
tersebut. Gambar 4 menunjukkan tampilan load region.
Gambar 4. Tampilan Load Region
Gambar 5. Tampilan Energy Forms
Energy Forms
Pada bagian ini dideskripsikan bentuk energi masing-masing level. Dalam program
MESSAGE terdapat beberapa macam level energi, yaitu: resource, primary, secondary, dan final.
Resource menunjukkan sumber energi yang terdapat di wilayah tersebut, misal di
wilayah tersebut terdapat tambang batubara dan kilang minyak maka resource yang ada di
wilayah tersebut adalah batubara dan minyak.
Primary menunjukkan hasil pengolahan dari resource. Untuk energi di level primary
tidak tergantung dari sumber energi yang ada di wilayah tersebut. Untuk energi yang
resource nya tidak ada maka dapat disuplai dengan cara import dari wilayah lain. Contoh
pengolahan energi level resource menjadi level primary adalah penambangan batubara.
Batubara yang belum ditambang termasuk kedalam energi level resource dan setelah
ditambang, batubara tersebut masuk kedalam energi level primary.
Secondary menunjukkan hasil pengolahan dari primary. Contoh pengolahan energi
level primary menjadi level secondary adalah PLTU Batubara. Batubara hasil penambangan
merupakan energi level primary, sedangkan setelah batubara tersebut diolah oleh PLTU
Batubara dan menjadi energi listrik maka energi listrik tersebut termasuk kedalam energi
level secondary.
Final menunjukkan hasil pengolahan dari secondary sehingga dapat digunakan
langsung oleh konsumen energi. Dalam proses pengolahan ini bisa terjadi perubahan
bentuk energi atau hanya penyaluran energi level secondary ke konsumen energi. Contohnya
adalah penyaluran energi listrik dari PLTU Batubara melalui saluran transmisi dan
distribusi sehingga sampai ke konsumen. Energi listrik dari PLTU Batubara sebelum
disalurkan termasuk kedalam energi level secondary sedangkan energi listrik yang sudah
sampai di konsumen termasuk kedalam energi level final. Gambar 5 menunjukkan tampilan
energy forms.
Demands
Pada bagian ini dideskripsikan kebutuhan energi dalam setiap tahun masa studi.
Gambar 6 menunjukkan tampilan demands.
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2014
Pontianak, 19 Juni 2014
147
ISSN: 2355-7524
Gambar 6. Tampilan Demands
Gambar 7. Tampilan Constraints
Constraints
Pada bagian ini dideskripsikan batasan-batasan yang dipakai seperti: batasan emisi,
batasan energiyang dibangkitkan setiap pembangkit dan lain-lain. Gambar 7 menunjukkan
tampilan constraint. Constraint terbagi dalam beberapa grup dan setiap drup mewakili
constraints yang berbeda. Misalnya grup 1 mewakili constraints untuk batasan CO2 dan grup
2 mewakli constraints untuk batasan sumber daya air. Gambar 7 menunjukkan tampilan
constraints.
Technologies
Pada bagian ini dideskripsikan teknologi yang dipakai untuk mengubah level energi
beserta spesifikasinya seperti variable O&M, investment cost, fixed O&M, masa konstruksi,
dan lain-lain. Gambar 8 menunjukkan tampilan technologies.
Gambar 8. Tampilan Technologies
Gambar 9. Tampilan Storages
Storages
Pada bagian ini dideskripsikan kapasitas penyimpanan dari setiap teknologi.
Kapasitas penyimpanan tersebut akan menjadi batasan dari teknologi tersebut. Misal sebuah
PLTA mempunyai kapasitas bendungan sebesar 800Mwyr maka pada bagian storages diisi
dengan batasan 800Mwyr. Jika dalam bagian storages ini dibiarkan kosong (tidak diisi) maka
program MESSAGE akan menganggap teknologi yang ada tidak mempunyai batasan.
Gambar 9 menunjukkan tampilan storages.
Resources
Bagian ini mendeskripsikan jumlah sumber daya energi yang dapat dipakai. Jika
bagian ini dibiarkan kosong maka program MESSAGE akan menganggap bahwa sumber
daya energi tidak terbatas jumlahnya.
Aplikasi Program Massage Dalam Perencanaan...
Rizki Firmansyah Setia Budi, dkk.
148
ISSN: 2355-7524
3. PROSES OPTIMASI PROGRAM MESSAGE DAN CONTOH
KASUS 3.1. Proses Optimasi Program MESSAGE
Gambar 10.Contoh Rantai Energi dalam Program MESSAGE[4].
Rantai energi adalah komponen penting dalam proses optimasi program MESSAGE.
Pembuatan rantai energi perlu dilakukan dengan teliti dan cermat serta memperhatikan
kondisi sebenarnya sistem energi yang dioptimasi. Semakin kompleks dan semakin mirip
rantai energi yang dibuat dengan sistem energi yang ada maka hasilnya pun akan semakin
baik dan mendekati kenyataan. Akan tetapi, perlu diperhatikan bahwa semakin kompleks
rantai energi akan menyebabkan waktu iterasi yang diperlukan program MESSAGE untuk
optimasi semakin lama dan resiko tidak didapatkan solusi yang optimal semakin besar.
Gambar 10 menunjukkan contoh rantai energi yang dibuat di dalam program MESSAGE.
Dengan menggunakan rantai energi ini maka proses optimasi dengan menggunakan prinsip
least cost (biaya terkecil) dari alur setiap proses energi dilakukan.
Proses optimasi di dalam program MESSAGE dilakukan berdasarkan flowchart pada
Gambar 11. Proses optimasi di dalam program MESSAGE terdiri dari 5 bagian, yaitu:
MESSAGE data storage (input), matrix generation (MXG), optimization (OPT), calculation
program (CAP), MESSAGE data storage (output). MESSAGE data storage (input) berfungsi
dalam proses pengumpulan data yang akan digunakan dalam proses optimisasi. Data yang
sudah berada dalam MESSAGE data storage (input) akan dibuat menjadi sebuah matriks.
Matriks tersebut akan digunakan untuk proses perhitungan memperoleh nilai objektif.
Matriks dibuat di matrix generration (MXG). Proses perhitungan matriks untuk memperoleh
nilai objektif dan pencarian nilai optimum dilakukan dalam proses optimization (OPT).
Tingkat kecepatan proses optimisasi dalam program MESSAGE tergantung dari program
solver yang digunakan. Semakin bagus program solver yang digunakan, semakin cepat
proses optimisasinya. Program solver terdapat di dalam proses OPT.
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2014
Pontianak, 19 Juni 2014
149
ISSN: 2355-7524
Gambar 11. Flowchart Proses Optimasi Program MESSAGE[5].
Persamaan matematis yang digunakan didalam program MESSAGE untuk mecari
nilai optimum adalah linear and mixed integer programming (LP dan MIP). Linear programming
adalah sebuah metode matematis yang digunakan untuk proses optimisasi sebuah fungsi
obyektif yang linear dengan fungsi batasan yang linear juga (persamaan /pertidaksamaan
linear). Sedangkan mixed integer programming (MIP) hampir sama seperti linear programming
hanya saja dalam MIP ada beberapa data dalam persamaan yang membutuhkan bilangan
integer. Salah satu contoh dalam program MESSAGE yang membutuhkan bilangan integer
adalah kapasitas pembangkit.
Fungsi obyektif yang digunakan dalam program MESSAGE adalah minimalisasi biaya
yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan energi. Fungsi obyektif tersebut dapat
dirumuskan seperti pada persamaan 1[6].
………………………………(1)
dengan :
Xi,j,t = kebutuhan bahan bakar (i) dalam sebuah teknologi (j) dalam jangka waktu
tertentu (t)
Yj,t = kebutuhan instalasi teknologi (j) dalam jangka waktu tertentu (t)
Pada umumnya, komponen biaya dalam setiap teknologi terdiri dari 3 macam: biaya
investasi, biaya variabel, dan biaya tetap. Biaya investasi adalah biaya yang dibutuhkan
untuk membangun teknologi tersebut, dalam program MESSAGE biaya investasi
dinyatakan dengan satuan $/kW. Makna dari satuan tersebut adalah semakin besar
kapasitas teknologi (kW nya besar) maka biaya invetasi yang diperlukan semakin besar.
Biaya variabel adalah semua biaya yang diperlukan dalam proses produksi dan besarnya
tergantung dari energi yang dibangkitkan, dalam program MESSAGE biaya vaariabel
dinyatakan dengan satuan $/kWyr. Semakin besar energi yang dibangkitkan dalam satu
tahun maka biaya variabelnya pun menjadi lebih besar. Sedangkan untuk biaya tetap adalah
biaya yang diperlukan dalam proses produksi dan besarnya tetap tidak tergantung energi
yang dibangkitkan, dalam program MESSAGE biaya tetap dinyatakan dengan satuan
$/kw/yr. Semakin besar kapasitasnya maka semakin besar pula biaya tetap per tahunnya.
Selain ketiga biaya tersebut, dalam program MESSAGE juga terdapat biaya penalti
dan biaya yang ditimbulkan karena adanya pemasangan batasan. Biaya penalti dan biaya
akibat pemasangan batasan termasuk kedalam komponen X karena nilainya bergantung
dari energi yang dibangkitkan. Contoh biaya penalti adalah biaya penalti CO2.. Jika emisi
CO2 yang dihasilkan melebihi batas yang telah ditentukan maka program MESSAGE akan
memberlakukan biaya penalti dalam sistem energi tersebut. Sedangkan contoh biaya yang
ditimbulkan karena adanya pemasangan batasan adalah pajak carbon (carbon tax). Adanya
Aplikasi Program Massage Dalam Perencanaan...
Rizki Firmansyah Setia Budi, dkk.
150
ISSN: 2355-7524
pajak carbon akan menyebabkan penambahan biaya operasional pada teknologi yang
menghasilkan carbon saja sedangkan teknologi bersih tidak terpengaruh.
Semua nilai biaya tersebut dijadikan nilai sekarang (present value) untuk dapat
dibandingkan dan dioptimasi. Present value dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut[7]:
t
t
r
FP
)1(
…………………………………………(2)
dengan:
P : Present value,
F : Future value,
t : Time,
r : rate
Pencapaian solusi optimal dalam program MESSAGE dapat diketahui kebenarannya
melalui memenuhi persamaan : demand equation dan input-output balance equation.
Demand equation menunjukkan bahwa supply selalu lebih besar atau sama dengan
kebutuhan energi. Jika hasil program MESSAGE menunjukkan supply yang lebih kecil
daripada kebutuhan energi maka dapat dinyatakan ada sebuah error dalam sistem energi
yang dibuat dan hasil tersebut tidak valid. Persamaan matematis demand equation dapat
dilihat pada persamaan sebagai berikut[8]:
………………………………………………..(3)
………………………………………………..(4)
Dengan:
D : Kebutuhan energi
X : Energi yang dihasilkan oleh teknologi
Ƞ : Efisiensi teknologi
Input-Output Balance Equation menunjukkan bahwa energi yang diproduksi lebih besar
atau sama dengan energi yang dikonsumsi. Pada umumnya energi yang diproduksi selalu
lebih besar daripada yang dikonsumsi karena adanya efisiensi dan rugi-rugi teknologi.
Persamaan matematis input-output balance dapat dilihat pada persamaan sebagai berikut[8]:
........................................................................(5)
3.2. Contoh Kasus
Gambar 12. Proyeksi Pertumbuhan Kebutuhan Energi.
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2014
Pontianak, 19 Juni 2014
151
ISSN: 2355-7524
Contoh kasus penggunaan program MESSAGE dalam perencanaan energi adalah
sebagai berikut: Negara X mempunyai sumber daya energi yang terbatas yaitu minyak
bumi sebesar 1.840 MMSTB dan gas bumi sebesar 28.520 BSCF. Negara X mempunyai
proyeksi pertumbuhan kebutuhan energi seperti Gambar 12.
Tabel 1. Parameter Teknis dan Ekonomis Pembangkit Listrik
Efisiensi
op.
Time constr lifetime
invest
cost
Var
o/m
fixed
o/m
fuel
cost Pembangkit
(share) (share) yr yr $/kW $/kWyr $/kW/yr $/kWyr
PLTN 0,33 0,8 5 40 4500 11 46 25
PLTU 0,33 0,8 3 30 1400 6 24 156
PLTD 0,33 0,5 2 25 900 14 10 454
PLTG 0,33 0,7 2 25 900 14 10 303
Pasokan batubara, gas bumi, dan minyak bumi hanya bisa diperoleh dari sumber
daya energi yang sama. Dengan kata lain tidak ada alternatif energi lain yang dapat
digunakan untuk memasok kebutuhan batubara, minyak bumi dan gas bumi. Sedangkan
pasokan energi listrik dapat diperoleh dari alternatif energi lainnya seperti batubara, gas
bumi, minyak bumi, nuklir, dan import. Parameter teknis dan ekonomis pembangkit listrik
ditunjukkan pada Tabel 1[3].
Skenario yang digunakan dalam contoh kasus adalah skenario BAU dan skenario opsi
nuklir. Skenario BAU adalah skenario yang menggunakan sumber energi yang ada dalam
negara tersebut sedangkan skenario opsi nuklir adalah skenario yang memasukkan nuklir
sebagai salah satu opsi untuk pemenuhan kebutuhan energi.
4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Program MESSAGE adalah sebuah program yang digunakan untuk membantu dalam
proses perencanaan energi. Manfaat dari penggunaan program MESSAGE adalah dapat
mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk membuat suatu perencanaan energi jangka
panjang. Dengan menggunakan kemampuan iterasi komputer yang cepat maka perhitungan
yang membutuhkan waktu berhari-hari ketika dihitung secara manual, dapat dilakukan
dalam beberapa menit saja dengan program MESSAGE.
Berdasarkan gambar bagian-bagian program MESSAGE, dapat diketahui bahwa
program ini adalah program yang sangat fleksibel dan dapat digunakan sesuai kebutuhan
pengguna. Hal itu ditunjukkan dengan adanya opsi add, new, create, dan delete pada setiap
item inputan program MESSAGE. Dengan adanya opsi-opsi tersebut maka pengguna
pengguna dapat membuat sebuah rantai energi yang sesuai dengan kebutuhan. Apabila di
rantai energi yang telah dibuat sebelumnya ada sebuah teknologi yang masih kurang maka
dapat ditambahkan dengan menggunakan opsi add ataupun sebaliknya jika ada sebuah
teknologi yang tidak dibutuhkan lagi maka dapat dihilangkan dengan menggunakan opsi
delete.
Kemampuan dan manfaat penggunaan program MESSAGE sangat bergantung pada
kemampuan pengguna. Pengetahuan, data, dan intuisi pengguna sangat berpengaruh
terhadap hasil dan keakuratannya. Gambar bagian-bagian inputan program MESSAGE
yang masih berupa layar kosong menunjukkan bahwa dalam program tersebut belum
dilakukan pembuatan rantai energi dan pemasukkan data-data input. Hal tersebut juga
menunjukkan bahwa sistem pemrograman didalam program MESSAGE hampir sama
dengan pemrograman dengan bahasa pemrograman yang lain, yang membedakan adalah
dalam program MESSAGE ini menggunakan user interface seperti pada Gambar 1 sampai 10.
Penggunaan user interface dalam MESSAGE memudahkan untuk pengguna yang tidak
memahami bahasa pemrograman. Gambar 13 menunjukkan cuplikan hasil pemrograman
dengan menggunakan user interface yang tersaji dalam bahasa pemrograman.
Aplikasi Program Massage Dalam Perencanaan...
Rizki Firmansyah Setia Budi, dkk.
152
ISSN: 2355-7524
Gambar 13. Cuplikan Hasil Pemrograman.
Dalam melakukan pembuatan rantai energi yang baik, pengguna harus membuat
sketsa rantai energi yang akan digunakan sebelumnya sehingga dapat mengurangi
kesalahan dan lebih rapi. Data-data dan asumsi yang diperlukan pun harus disusun terlebih
dahulu. Persiapan data dan konsep rantai energi yang baik sangat berpengaruh terhadap
hasil perencanaan energi. Data-data dan asumsi yang salah serta rantai energi yang tidak
benar akan mengakibatkan hasil tidak tercapai (infeasible) atau akan memberikan hasil yang
tidak sesuai dan salah.
Pengetahuan pengguna terhadap proses optimasi dan cara kerja program MESSAGE
sangat diperlukan. Beberapa hal penting yang harus diberikan perhatian khusus adalah alur
energi mulai dari resource sampai dengan final. Kesalahan kecil dalam pembuatan alur
tersebut dapat menyebabkan perhitungan menjadi salah atau tidak diperoleh hasil sama
sekali (infeasible/error). Misalnya pemberian sumber daya (resource) yang terlalu kecil dan
tidak ditambahkan teknologi import sumber daya maka akan mengakibatkan error karena
supply menjadi lebih kecil dari demand. Hal tersebut bertentangan dengan demand equation
yang ada dalam program MESSAGE. Misalnya saja demand listriknya sebesar 1000 MWyr.
Sedangkan sumber dayanya hanya terdapat 1150 Mwyr dan tidak ada teknologi untuk
mengekspor dari tempat lain maka diperlukan perhitungan yang teliti terhadap semua alur
energi dari sumber daya sama ke demand sehingga losses yang timbul tidak lebih dari 15%.
Jika losses lebih dari 15% maka demand equation tidak dapat terpenuhi. Selain beberapa hal
penting diatas, pengetahuan tentang pengkodean dan pemrograman sangat membantu
untuk memahami cara kerja program MESSAGE dan mempermudah mencari masalah yang
menimbulkan error.
Berdasarkan hasil running program MESSAGE menggunakan contoh kasus diatas
diperoleh komposisi pasokan energi primer negara X. Komposisi tersebut ditunjukkan pada
Gambar 14. Pada skenario BAU terdapat import listrik karena adanya kekurangan sumber
daya energi sedangkan pada skenario opsi nuklir, kekurangan sumber daya energi tersebut
dapat dipasok dengan menggunakan energi nuklir. Penggunaan energi nuklir sebagai
alternatif energi akan sedikit mengurangi ketergantungan import energi. Akan tetapi nilai
pengurangan tersebut tidak terlalu signifikan karena energi nuklir hanya bisa digunakan
sebagai alternatif pada sektor kelistrikan saja. Langkah lebih lanjut yang dapat dilakukan
untuk mengurangi ketergantungan import energi adalah dengan melakukan diversifikasi
energi di sektor-sektor yang lain seperti sektor transportasi, sektor industri, dan sektor
rumah tangga. Sektor transportasi dapat dilakukan dengan program mobil listrik, sektor
rumah tangga dengan program kompor listrik, sektor industri dengan program smelter
listrik.
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2014
Pontianak, 19 Juni 2014
153
ISSN: 2355-7524
(a) (b)
Gambar 14. Pasokan Energi Primer, (a) Skenario BAU, (b) Skenario Opsi Nuklir.
Gambar 15 menunjukkan komposisi pasokan energi listrik untuk skenario BAU dan
skenario opsi nuklir. Import listrik akan digantikan dengan energi nuklir dan porsi dari
batubara akan menurun karena digantikan oleh energi nuklir. Hal itu disebabkan karena
pembangkitan energi listrik dengan menggunakan energi nuklir lebih murah dibandingkan
dengan import listrik atau menggunakan batubara import.
(a) (b)
Gambar 15. Komposisi Pasokan Energi Listrik, (a) Skenario BAU, (b) Skenario Opsi
Nuklir.
Selain beberapa keunggulan program MESSAGE yang telah disebutkan di atas,
program MESSAGE masih mempunyai kekurangan yaitu pada proses optimasi. Ketika
rantai energi yang dianalisis terlalu besar dan kompleks maka akan mengakibatkan waktu
iterasinya sangat lama bisa mencapai 2 jam atau lebih. Hal tersebut disebabkan karena solver
yang dipakai dalam proses optimasi masih free solver yang berfungsi sebagai sarana
pembelajaran model-model sederhana saja. Sedangkan untuk meningkatkan solver tersebut
sehingga bisa menganalisis model-model yang kompleks diperlukan comercial solver.
5. KESIMPULAN Program MESSAGE adalah sebuah program yang digunakan untuk membantu dalam
proses perencanaan energi. Fungsi obyektif yang digunakan dalam proses optimasi program
MESSAGE adalah fungsi minimum cost. Manfaat dari penggunaan program MESSAGE
adalah dapat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk membuat suatu perencanaan
energi jangka panjang. Kemampuan pengguna dan kelengkapan data sangat berpengaruh
terhadap hasil dari program MESSAGE.
Aplikasi Program Massage Dalam Perencanaan...
Rizki Firmansyah Setia Budi, dkk.
154
ISSN: 2355-7524
Program MESSAGE yang ada di Pusat Kajian Sistem Energi Nuklir (PKSEN) BATAN
sangat membantu mewujudkan salah satu misi PPEN BATAN, yaitu merencanakan sistem
energi nasional opsi nuklir.
DAFTAR PUSTAKA [1]. ----------------, “Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General
Environmental Impacts”, IAEA, Vienna, 2007.
[2]. _________, Modelling Nuclear Energy Systems with MESSAGE: A Users’ Guide,
Planning and Economic Studies Section, Dept. Of Nuclear Energy, IAEA, 2009.
[3]. SB., RIZKI FIRMANSYAH, DJATI HS., ELOK SA., “Simulasi Pengembangan
Kelistrikan dengan Opsi Nuklir untuk Mendukung Industri Smelter di Bangka”,
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir VI, Hal. 71-80, Jakarta,
2013.
[4]. DAS, ANJANA, “Representing Energy Forms and Technologies in MESSAGE”, Slide
presented at Workshop of Advanced Level Energy Planning Applying MESSAGE
Model, Jakarta, 1-12 Oktober 2012.
[5]. GALINIS, ARVYDAS, “Overview of the IAEA’s Modelling Tool MESSAGE”, Slide
presented at Workshop of Advanced Level Energy Planning Applying MESSAGE
Model, Jakarta, 1-12 Oktober 2012.
[6]. DAS, ANJANA, “Mathematical Formulation of MESSAGE”, Slide presented at
Workshop of Advanced Level Energy Planning Applying MESSAGE Model, Jakarta,
1-12 Oktober 2012.
[7]. DAS, ANJANA, “Economic Analysis of Energy Projects”, Slide presented at
Workshop of Advanced Level Energy Planning Applying MESSAGE Model, Jakarta,
1-12 Oktober 2012.
[8]. GALINIS, ARVYDAS, “MESSAGE Mathematical Programming Problem”, Slide
presented at Workshop of Advanced Level Energy Planning Applying MESSAGE
Model, Jakarta, 1-12 Oktober 2012.