teknologi bersih untuk pembangkit listrik

6
90 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X Prospek Penggunaan Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik dengan Bahan Bakar Batubara di Indonesia Agus Sugiyono *) Abstrak Hubungan yang erat antara penggunaan teknologi dan kerusakan lingkungan telah menyadarkan masyarakat untuk melakukan modifikasi dan inovasi dari teknologi yang ada saat ini. Penggunaan bahan bakar fosil, seperti batubara untuk pembangkit listrik akan dapat meningkatkan emisi partikel, SO 2 , NO x , dan CO 2 . Adanya peraturan pemerintah tentang standar emisi untuk pembangkit listrik di Indonesia, mendorong upaya untuk selalu mengurangi emisi tersebut. Batubara diperkirakan paling dominan digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik di masa datang. Penggunaan batubara dalam jumlah yang besar akan meningkatkan emisi gas buang di udara. Salah satu cara untuk mengurangi emisi adalah dengan menggunakan teknologi bersih. Ada dua cara dalam menerapkan teknologi tersebut, yaitu pertama diterapkan pada tahapan setelah pembakaran dan kedua diterapkan sebelum pembakaran batubara. Pada tahap pertama dapat digunakan teknologi denitrifikasi, desulfurisasi dan penggunaan electrostatic precipitator. Pada tahap kedua menggunakan teknologi fluidized bed combustion, gasifikasi batubara, dan magneto hydrodynamic. Kata kunci: pembangkit listrik, batubara, teknologi bersih *) Peneliti pada Direktorat Teknologi Konversi dan Konservasi Energi, BPPT 1. PENDAHULUAN Ketersediaan sumber energi dan adanya teknologi yang dapat mengubah sumber energi menjadi bentuk yang bermanfaat bagi masyarakat, merupakan salah satu faktor pemacu pertumbuhan perekonomian dunia. Hal ini telah tercatat dalam sejarah revolusi industri yang dimulai dari penemuan mesin uap. Mesin uap merupakan salah satu bentuk teknologi konversi energi. Setelah itu penemuan dan pemanfaatan teknologi baru yang dapat meningkatkan produktivitas terus meningkat jumlahnya. Tetapi pertumbuhan perekonomian ini juga membawa dampak yang negatif bagi sumber lingkungan hidup seperti air, udara, dan tanah. Dampak negatif tersebut dapat berupa pencemaran sebagai akibat dari emisi polutan dan produk sampingan yang berupa limbah dari aktivitas penggunaan teknologi tersebut. Semakin meningkatnya jumlah penduduk dunia akan mengakibatkan semakin meningkatkan jumlah emisi dan limbah. Oleh karena itu masyarakat internasional menaruh perhatian terhadap jumlah emisi dan limbah yang dapat ditoleransi oleh sumber lingkungan hidup. Apabila toleransi tersebut tidak dilampaui, maka sumber lingkungan hidup masih akan mampu untuk memperbarui diri. Hubungan yang erat antara penggunaan teknologi dan kerusakan lingkungan telah menyadarkan masyarakat untuk melakukan modifikasi dan inovasi dari teknologi yang ada saat ini. Dalam hubungannya dengan penggunaan energi, terus dilakukan inovasi pada teknologi yang memproduksi, mengkonversi, menyalurkan, dan menggunakan energi sehingga diperoleh teknologi yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Teknologi inovasi tersebut di antaranya adalah : reaktor fusi nuklir, gasifikasi batubara, superkonduktivitas, dan lampu hemat energi. Teknologi ini sebagian masih dalam tahap riset dan sebagian sudah sampai pada tahap komersial. Salah satu teknologi konversi energi adalah pembangkit tenaga listrik. Di Indonesia dampak lingkungan dari teknologi pembangkit listrik mendapat perhatian yang serius. Hal ini tertuang dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. KEP-13/MENLH/3/1995 tentang standar emisi untuk pembangkit listrik (Tabel 1). Tabel 1. Standar Emisi untuk Pembangkit Listrik Parameter Batas Maksimum (mg/m 3 ) Berlaku 1995 Berlaku 2000 Total Partikel 300 150 Sulfur Dioxida (SO2) 1500 750 Nitrogen Oksida (NO2) 1700 850 Opasitas 40% 20% Parameter dalam standar emisi tersebut, seperti : partikel, SO 2 , dan NO x adalah bahan

Upload: agus-sugiyono

Post on 12-Jun-2015

1.409 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Batubara diperkirakan paling dominan digunakan sebagai bahan bakar untukpembangkit listrik di masa datang. Penggunaan batubara dalam jumlah yang besar akanmeningkatkan emisi gas buang di udara. Salah satu cara untuk mengurangi emisi adalahdengan menggunakan teknologi bersih.

TRANSCRIPT

Page 1: Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik

90 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X

Prospek Penggunaan Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrikdengan Bahan Bakar Batubara di Indonesia

Agus Sugiyono*)

AbstrakHubungan yang erat antara penggunaan teknologi dan kerusakan lingkungan telah

menyadarkan masyarakat untuk melakukan modifikasi dan inovasi dari teknologi yang adasaat ini. Penggunaan bahan bakar fosil, seperti batubara untuk pembangkit listrik akandapat meningkatkan emisi partikel, SO2, NOx, dan CO2. Adanya peraturan pemerintahtentang standar emisi untuk pembangkit listrik di Indonesia, mendorong upaya untuk selalumengurangi emisi tersebut.

Batubara diperkirakan paling dominan digunakan sebagai bahan bakar untukpembangkit listrik di masa datang. Penggunaan batubara dalam jumlah yang besar akanmeningkatkan emisi gas buang di udara. Salah satu cara untuk mengurangi emisi adalahdengan menggunakan teknologi bersih. Ada dua cara dalam menerapkan teknologitersebut, yaitu pertama diterapkan pada tahapan setelah pembakaran dan keduaditerapkan sebelum pembakaran batubara. Pada tahap pertama dapat digunakan teknologidenitrifikasi, desulfurisasi dan penggunaan electrostatic precipitator. Pada tahap keduamenggunakan teknologi fluidized bed combustion, gasifikasi batubara, dan magnetohydrodynamic.

Kata kunci: pembangkit listrik, batubara, teknologi bersih

*) Peneliti pada Direktorat Teknologi Konversi dan Konservasi Energi, BPPT

1. PENDAHULUANKetersediaan sumber energi dan adanya

teknologi yang dapat mengubah sumber energimenjadi bentuk yang bermanfaat bagi masyarakat,merupakan salah satu faktor pemacu pertumbuhanperekonomian dunia. Hal ini telah tercatat dalamsejarah revolusi industri yang dimulai daripenemuan mesin uap. Mesin uap merupakan salahsatu bentuk teknologi konversi energi. Setelah itupenemuan dan pemanfaatan teknologi baru yangdapat meningkatkan produktivitas terus meningkatjumlahnya. Tetapi pertumbuhan perekonomian inijuga membawa dampak yang negatif bagi sumberlingkungan hidup seperti air, udara, dan tanah.Dampak negatif tersebut dapat berupa pencemaransebagai akibat dari emisi polutan dan produksampingan yang berupa limbah dari aktivitaspenggunaan teknologi tersebut. Semakinmeningkatnya jumlah penduduk dunia akanmengakibatkan semakin meningkatkan jumlahemisi dan limbah. Oleh karena itu masyarakatinternasional menaruh perhatian terhadap jumlahemisi dan limbah yang dapat ditoleransi olehsumber lingkungan hidup. Apabila toleransitersebut tidak dilampaui, maka sumber lingkunganhidup masih akan mampu untuk memperbarui diri.

Hubungan yang erat antara penggunaanteknologi dan kerusakan lingkungan telahmenyadarkan masyarakat untuk melakukanmodifikasi dan inovasi dari teknologi yang ada

saat ini. Dalam hubungannya dengan penggunaanenergi, terus dilakukan inovasi pada teknologiyang memproduksi, mengkonversi, menyalurkan,dan menggunakan energi sehingga diperolehteknologi yang lebih efisien dan ramahlingkungan. Teknologi inovasi tersebut diantaranya adalah : reaktor fusi nuklir, gasifikasibatubara, superkonduktivitas, dan lampu hematenergi. Teknologi ini sebagian masih dalam tahapriset dan sebagian sudah sampai pada tahapkomersial.

Salah satu teknologi konversi energiadalah pembangkit tenaga listrik. Di Indonesiadampak lingkungan dari teknologi pembangkitlistrik mendapat perhatian yang serius. Hal initertuang dalam Keputusan Menteri NegaraLingkungan Hidup No. KEP-13/MENLH/3/1995tentang standar emisi untuk pembangkit listrik(Tabel 1).

Tabel 1. Standar Emisi untuk Pembangkit Listrik

Parameter Batas Maksimum (mg/m3)

Berlaku 1995 Berlaku 2000Total Partikel 300 150Sulfur Dioxida (SO2) 1500 750Nitrogen Oksida (NO2) 1700 850Opasitas 40% 20%

Parameter dalam standar emisi tersebut,seperti : partikel, SO2, dan NOx adalah bahan

Page 2: Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik

91 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X

polutan yang berhubungan langsung dengankesehatan manusia. Disamping itu, masyarakatinternasional juga menaruh perhatian terhadap isulingkungan global seperti terjadinya pemanasanglobal. Emisi CO2 merupakan parameter terbesaryang bertanggung jawab terhadap terjadinyapemanasan global. Emisi CO2 tidak berhubunganlangsung dengan kesehatan. Meskipun Indonesiabelum mempunyai kewajiban untuk mengurangiemisi ini, namun sebagai anggota masyarakatglobal, Indonesia turut serta berinisiatif melakukanstudi dan membuat strategi untuk mengurangiemisi CO2.

Penggunaan bahan bakar fosil untukpembangkit listrik akan dapat meningkatkan emisidari partikel, SO2, NOx, dan CO2. Saat ini bahanbakar pembangkit listrik di Indonesia masihdidominasi oleh penggunaan bahan bakar fosil,salah satunya adalah batubara. Penggunan batubarauntuk bahan bakar pembangkit listrik diperkirakanakan terus meningkat. Meskipun kandungan sulfurbatubara Indonesia relatif kecil tetapi penggunaandalam jumlah besar akan dapat meningkatkanemisi SO2 sehingga dapat berdampak negatifterhadap manusia dan lingkungan hidup. Pengaruhpartikel emisi terhadap kesehatan dan lingkunganseperti pada Tabel 2. Oleh karena ini perlu adanyakajian tentang penggunaan teknologi bersih untukpembangkit listrik batubara yang mempunyaiprospek untuk diterapkan di Indonesia di masamendatang.

Tabel 2. Pengaruh Partikel Emisi TerhadapKesehatan dan Lingkungan [3]

Emisi Pengaruh terhadapKesehatan

Pengaruh TerhadapLingkungan

SO2

- Problem saluranpernapasan

- radang paru-paru me-nahun

- hujan asam yangdapat merusakkanlingkungan danau,sungai dan hutan

- mengganggu jarakpandang

NOx - sakit pada saluran per-napasan

- hujan asam- ozon menipis yang

mengakibatkankerusakan hutan

Partikel/Debu

- iritasi pada mata dantenggorokan

- bronkitis dan kerusak-an saluran pernapasan

- mengganggu jarak-pandang

CO2

Tidak berpengaruhsecara langsung

- pemanasan global- merusak ekosistem

2. PEMBANGKIT LISTRIK DI INDONESIA2.1. Cadangan dan Penggunaan Energi

Indonesia mempunyai banyak sumberenergi seperti : batubara, gas alam, minyak bumi,energi air, dan geothermal. Batubara merupakansumber energi dengan cadangan terbesar, yaitu36,34 x 109 ton. Sedangkan cadangan gas alam

sebesar 137,79 TSCF (Tera Standard Cubic Feet)dan minyak bumi sebesar 9,09 x 109 SBM (SetaraBarel Minyak). Secara ringkas cadangan danproduksi untuk masing-masing sumber energiditunjukkan pada Gambar 1. Di dalam produksi,termasuk penggunaan dalam negeri dan untukdiekspor.

Dari Gambar 1 terlihat bahwa batubaramempunyai cadangan yang melimpah tetapipenggunaannya masih sangat sedikit. Bila dilihatdari rasio cadangan dibagi produksi (R/P Ratio)maka batubara masih mampu untuk digunakanselama lebih dari 500 tahun. Sedangkan gas alamdan minyak bumi mempunyai R/P Ratio masing-masing sebesar 43 tahun dan 16 tahun. Setelahmelihat cadangan batubara ini, diperkirakan bahwadi masa depan batubara mempunyai peran yangbesar sebagai penyedia energi nasional.

Produksi

Cadangan

Batubara

137,2

GasAlam

23.9

MinyakBumi

9,1

Energi FosilEnergi

Terbarukan

TenagaAir

Geo-thermal

BatubaraGasAlam

MinyakBumi0.580.550.24

109 SBM

TenagaAir thermal

Geo-

109 SBM

109 SBM 10

9 SBM

109 SBM

109 SBM

Gambar 1. Cadangan dan Produksi Energi [2][6]

Penggunaan energi primer dalam negeripada tahun 1997 mencapai 575 juta SBM (tidaktermasuk penggunaan biomasa di rumah tangga).Penggunaan terbesar adalah minyak bumi denganpangsa 58 % dan diikuti oleh gas alam 26 %,batubara 11 % dan sisanya sekitar 5 % dipenuhioleh tenaga air dan geothermal. Sekitar 10 % daripenggunaan energi primer ini dipergunakan untukpembangkit listrik.

2.2. Pembangkit ListrikSecara garis besar perusahaan pembangkit

listrik di Indonesia dikelompokkan menjadi dua,yaitu pembangkit untuk kepentingan umum danpembangkit untuk kepentingan sendiri.Pembangkit untuk kepentingan umum sebagianbesar dipasok oleh PT. PLN (Persero) dansebagian kecil dipasok oleh perusahaan listrikswasta, yang sering disebut IPP (IndependentPower Producer), dan koperasi. Sedangkanpembangkit untuk kepentingan sendiri seringdisebut captive power, yang diusahakan olehswasta untuk kepentingan operasi perusahaannya.

Page 3: Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik

92 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X

Pada tahun 1997 kapasitas terpasang dariPT PLN mencapai 18,9 GW dengan total produksilistrik mencapai 76,6 TWh. Dari total produksitersebut hanya 2,3 % dibeli dari perusahaan listrikswasta maupun koperasi. Pembangkit listrikdengan bahan bakar batubara mempunyai pangsayang paling besar yaitu sebesar 42,0 % dari totalpembangkitan. Pangsa yang kedua adalahpembangkit listrik yang menggunakan gas alamyaitu sebesar 38,8 %. Sisanya adalah pembangkitlistrik tenaga diesel (8,7 %), pembangkit listriktenaga air (6,9 %) dan Pembangki listrik tenagapanas bumi (3,6 %).

Pada tahun yang sama kapasitas terpasangcaptive power mencapai 12,4 GW dengan totalproduksi listrik mencapai 39,1 TWh. Captivepower sebagian besar menggunakan bahan bakardiesel (42,0 %) diikuti oleh batubara (29,2 %), gasalam (17,6 %), dan tenaga air (11,2 %). Bilapembangkit dari PT PLN dan captive powerdijumlahkan maka batubara merupakan bahanbakar yang paling banyak digunakan untukpembangkit listrik.

Batubara diperkirakan masih menjadibahan bakar yang paling dominan untukpembangkit listrik di masa datang. Proyeksiproduksi listrik untuk setiap bahan bakarditunjukkan pada Gambar 2. Energi listrik selamaperiode proyeksi diperkirakan tumbuh rata-ratasebesar 4,9 % per tahun. Batubara mempunyaipertumbuhan yang paling tinggi yaitu sebesar 7,6% per tahun.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1997 2000 2005 2010 2015 2020 2025

TW

h

Biomasa

Geothermal

Tenaga Air

Gas Alam

Minyak

Batubara

Gambar 2. Proyeksi Produksi Listrikdi Indonesia [4]

Pada saat ini pangsa penggunaan batubarahanya sekitar 28,7 % dan akan meningkat pesatmenjadi 74,1 % pada tahun 2025. Disampingbatubara, gas alam dan energi air cukup berperandengan rata-rata pertumbuhan sekitar 2,7 %.Pangsa gas alam menurun dari 21,3 % pada saat inimenjadi sekitar 11,7 % pada tahun 2025. Tenagaair pangsanya juga mengalami sedikit penurunandari 15,3 % pada saat ini menjadi 13 % pada akhirperiode proyeksi. Bahan bakar minyak

diperkirakan tidak akan berperan untuk masadepan.

Berdasarkan proyeksi produksi listrikdapat dihitung emisi gas buang seperti partikel,SO2, NOx, serta CO2 dan diperlihatkan padaGambar 3. Emisi untuk masing-masing gasmeningkat sekitar antara 6-7 % per tahun.Penggunaan batubara yang meningkat pesatmerupakan penyebab utama dari makinmeningkatnya emisi gas buang.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1997 2000 2005 2010 2015 2020 2025R

ibu

Ton

(S

O2,

NO

2, P

artik

el)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Juta

Ton

(C

O2)SO2

NO2

CO2

Partikel

*) Dihitung dari [4] dengan memperhitungkan koefisien emisi

Gambar 3. Emisi dari Pembangkit Listrik diIndonesia

3. TEKNOLOGI BERSIH LINGKUNGANBerdasarkan pembahasan sebelumnya

terlihat bahwa batubara sangat potensial digunakansebagai bahan bakar pembangkit listrik di masadepan. Akan tetapi banyak kendala yang dihadapiuntuk memanfaatkan batubara secara besar-besaran. Kendala tersebut antara lain :- batubara berbentuk padat sehingga sulit dalam

penanganannya.- batubara banyak mengandung unsur lain,

misalnya sulfur dan nitrogen yang bisamenimbulkan emisi polutan.

- Batubara mengandung banyak unsur karbonyang secara alamiah bila dibakar akanmenghasilkan gas CO2.

Untuk mengatasi kendala tersebut, teknologibersih merupakan alternatif yang dapat diterapkan.Teknologi ini dapat dikelompokkan menjadi duamacam kategori. Yang pertama diterapkan padatahapan setelah pembakaran dan yang keduaditerapkan sebelum pembakaran.

3.1. Penerapan Teknologi Bersih Setelah ProsesPembakaran

Batubara yang dibakar di boiler akanmenghasilkan tenaga listrik serta menghasilkanemisi seperti partikel, SO2, NOx, dan CO2. Emisitersebut dapat dikurangi dengan menggunakanteknologi seperti denitrifikasi, desulfurisasi,electrostratic precipitator (penyaring debu), danseparator CO2. Kecuali teknologi separator CO2

yang masih dalam tahap penelitian, teknologilainnya merupakan teknologi konvensional yang

Page 4: Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik

93 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X

saat ini sudah banyak diterapkan. Pada Gambar 4diperlihatkan skema penggunaan dari setiapteknologi.

3.1.1 Teknologi DenitrifikasiTeknologi ini digunakan untuk

mengurangi emisi NOx. Penerapannya dapatberupa perbaikan sistem boiler atau denganmemasang peralatan denitrifikasi pada saluran gasbuang. Boiler dapat dimodifikasi sehinggamenjadi : 1. boiler dengan metoda pembakaran duatingkat, 2. boiler menggunakan alat pembakarandengan NOx rendah, 3. boiler dengan sirkulasi gasbuang, dan 4. boiler yang menggunakan alatdenitrifikasi di dalam ruang bakar. Denitrifikasidilakukan dengan menginjeksi amonia ke dalamperalatan denitrifikasi. Gas NOx di dalam gasbuang akan bereaksi dengan amonia (denganbantuan katalis) sehingga emisi NOx akanberkurang. Peralatan denitrifikasi sering disebutselective catalytic reduction (SCR). Denganperalatan ini, NOx dalam gas buang dapatdikurangi sebesar 80-90 %.

BoilerBatubara

o Metoda Pembakaran 2 Tingkat

o Alat Pembakaran Dengan NOx Rendah

o Sirkulasi Ulang Gas Buang

o Denitrifikasi Dalam Ruang Bakar

Teknologi Denitrifikasi

Peralatan

Denitrifikasi

Pengumpul

Debu

Peralatan

Desulfurisasi

Teknologi TeknologiDesulfurisasiDedusting

TeknologiCO2 Removal

Separator

CO2

G

Turbin

Listrik

Cerobong

Abu Gypsum

DibuangBahan Baku

Industri ke Laut, Darat

Gas Buang

Gambar 4. Tahapan Setelah Pembakaran [1]

3.1.2. Teknologi DedustingTeknologi dedusting digunakan untuk

mengurangi partikel yang berupa debu. Peralatanini dipasang setelah peralatan denitrifikasi. Salahsatu jenis peralatan ini adalah electrostaticprecipitator (ESP). ESP berupa elektroda yangditempatkan pada aliran gas buang. Elektrodadiberi tegangan antara 40-60 kV DC sehinggadalam elektroda akan timbul medan magnet.Partikel debu dalam gas buang yang melewatimedan magnet akan terionisasi dan akanberinteraksi dengan elektrode yang mengakibatkandebu akan terkumpul pada lempeng pengumpul.Lempeng pengumpul digetarkan untuk membuangdebu yang sudah terkumpul. Efisiensi ESP untukmenghilangkan debu sangat besar yaitu mencapai99,9 %.

3.1.3. Teknologi DesulfurisasiTeknologi ini digunakan untuk

mengurangi emisi SO2. Nama yang umum untukperalatan desulfurisasi adalah flue gasdesulfurization (FGD). Ada dua tipe FGD yaitu

FGD basah dan FGD kering. Pada FGD basah,campuran air dan gamping disemprotkan dalamgas buang. Cara ini dapat mengurangi emisi SO2

sampai 70-95 %. Hasil samping adalah gypsumdalam bentuk cairan.

FGD kering menggunakan campuran airdan batu kapur atau gamping yang diinjeksikan kedalam ruang bakar. Cara ini dapat mengurangiemisi SO2 sampai 70-97 %. FGD keringmenghasilkan produk sampingan gypsum yangbercampur dengan limbah lainnya.

3.1.4. Teknologi CO2 RemovalBeberapa negara maju seperti Jepang

telah melakukan riset untuk memisahkan gas CO2

dari gas buang dengan menggunakan cara sepertipada pengurangan emisi SO2 dan NOx. Pemisahanini mengggunakan bahan kimia amino danmemerlukan energi sebesar seperempat dari energilistrik yang dihasilkan. Cara ini belum efisien danmasih perlu disempurnakan. Gas CO2 yang telahdipisahkan dapat digunakan sebagai bahan bakuuntuk industri atau dibuang ke dalam laut atau kebekas tempat penambangan.

3.2. Penerapan Teknologi Bersih SebelumProses Pembakaran

Pengurangan emisi pada tahapan setelahpembakaran batubara banyak memerlukan energilistrik sehingga kurang efisien dalam penggunaanenergi. Cara yang lebih efisien adalah bilapengurangan emisi dilakukan pada tahap sebelumpembakaran dan sering disebut teknologi batubarabersih. Teknologi batubara bersih yang dibahasdalam makalah ini diantaranya adalah teknologifluidized bed combustion (FBC), gasifikasibatubara, magneto hydrodynamic (MHD) dankombinasi IGCC dengan fuel cell.

3.2.1. Teknologi FBCAda dua macam teknologi FBC yaitu

atmospheric fuidized bed combustion (AFBC) danpressurized fuidized bed combustion (PFBC).Teknologi PFBC lebih cepat berkembang daripada AFBC karena mempunyai efisiensi yanglebih tinggi. Skema dari PFBC ditunjukkan padaGambar 5.

Pada proses PFBC, batubara sebelumdimasukkan ke dalam boiler dihaluskan hinggaukuran 6-20 mm. Batubara dimasukkan dengancara diinjeksikan melalui lubang yang beradasedikit di atas distributor udara. Bersamaan denganbatubara diinjeksikan juga batu kapur yang sudahdihaluskan sehingga terjadi proses desulfurisasi.Pembakaran dalam boiler berlangsung pada suhuyang relatif rendah yaitu sekitar 800 oC. Suhu yangrelatif rendah ini akan mengurangi emisi NOx yangdihasilkan. Dengan menggunaan teknologi PFBC,

Page 5: Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik

94 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X

emisi SO2 dapat dikurangi 90-95 % sedangkanemisi NOx dapat dikurangi 70-80 %.

Turbin Gas

Listrik

Cerobong

Turbin Uap

Batubara+

Batu Kapur HRSG

Boiler

Listrik

Kondensor

GasClean Up

Debu

Abu

HRSG = Heat Recovery

Steam GeneratorG

G

Gambar 5. Skema Teknologi PFBC

Gas hasil pembakaran mempunyaitekanan yang cukup tinggi dan bersih sehinggabisa digunakan untuk menggerakkan turbin gas.Disamping itu gabungan uap yang dihasilkan daripembakaran dengan uap hasil HRSG (HeatRecovery Steam Generator) dapat digunakan untukmenggerakkan turbin uap. Dengan demikian dapatdiperoleh siklus ganda sehingga akan menaikkantotal efisiensinya. Efisiensi dari sistem ini berkisarantara 40-44 %.

3.2.2. Teknologi Gasifikasi BatubaraTeknologi ini merupakan inovasi terbaru

dalam memperbaiki metoda pembakaran batubara.Batubara diubah bentuk dari padat menjadi gas.Perubahan bentuk ini meningkatkan efisiensi, yaitudengan memperlakuan gas hasil gasifikasi sepertipenggunaan gas alam. Gas tersebut bisadimanfaatkan untuk menggerakkan turbin gas. Gasbuang dari turbin gas yang masih mempunyai suhuyang cukup tinggi dimanfaatkan untukmenggerakkan turbin uap dengan menggunakanHRSG. Siklus kombinasi ini sering dinamakanIGCC (Integrated Gasification Combined Cycle)(Gambar 6).

Turbin Gas

Listrik

Cerobong

Turbin Uap

Batubara

HRSG

Listrik

Abu yang meleleh

HRSG = Heat Recovery

Steam GeneratorG

G

Proses :- Pulverization- Slurry

Tungku Gasifikasi

1400-1500 Co

Kondensor

Pembersih Gas- Desulfurisasi- Dedusting

Peralatan

Denitrifikasi

Oksigen atau Udara

Belerang

Gambar 6. Skema Teknologi IGCC [1][5]

Gasifikasi dilakukan pada tahap awalproses, yaitu setelah proses menghalusan atau

pembentukan slurry. Gasifikasi dilakukan padasuhu yang cukup tinggi yaitu sekitar 1400-1500oC. Abu sisa pembakaran akan meleleh pada suhutersebut. Gas hasil gasifikasi sebelum masuk turbingas dibersihkan dengan menggunakan ESP dandesulfurisasi. Proses desulfurisasi ini akanmenghasilkan belerang murni yang mempunyainilai jual tinggi. Denitrifikasi dilakukan setelahHRSG.

Teknologi IGCC masih dalam tahappengembangan dan diperkirakan dalam 2-5 tahunmendatang dapat beroperasi secara komersial.Efisiensi IGCC dapat mencapai 43-47 %. EmisiSO2 dan NOx dapat dikurangi masing-masingsekitar 95-99 % dan 40-95 %.

3.2.3. Teknologi MHDMHD bekerja berdasarkan efek Faraday

yaitu arus listrik DC akan timbul bila adakonduktor yang bergerak melewati medan magnet.Untuk mendapatkan efek ini, batubara dibakar diruang bakar hingga temperatur mencapai 2630 oC.Pada temperatur ini fluida kerja potassium dapatterionisasi menjadi gas yang berperan sebagaikonduktor. Gas akan melewati medan magnet danmenghasilkan tegangan listrik DC. Tegangan DCdiubah menjadi tegangan AC denganmenggunakan inverter (Gambar 8).

Gas buang setelah melewati MHD masihdapat digunakan untuk menghasilkan uap denganbantuan HRSG. Uap akan menggerakan turbin uapdan menghasilkan energi listrik. Dengan sikluskombinasi ini, efisiensi total dapat mencapai 55-60%.

Listrik

Cerobong

Turbin Uap

Batubara

HRSG

Slag

HRSG = Heat Recovery

Steam GeneratorG

Ruang Bakar

Kondensor

PeralatanDedusting

Oksigen Udara

PemanasanAwal

Magnet

Magnet

I nverter

Listrik

G

RegenerasiFluida Kerja

Belerang + Abu

MHD

potassiumpottassium sulfate

Gambar 8. Skema Teknologi MHD [5]

Pengurangan emisi SO2 dalam MHDterjadi secara alami. Potassium sebagai fluida kerjaakan bereaksi dengan belerang dari batubara danmembentuk potassium sulfate yang terkondensasi.Fluida ini kemudian dipisahkan dari belerang dandiinjeksikan ulang ke dalam ruang bakar.Pengurangan emisi NOx dilakukan dengan metodepembakaran dua tahap. Tahap pertama dilakukanpada ruang bakar dan tahap kedua dilakukan diHRSG. Emisi partikel dapat dikurangi dengan

Page 6: Teknologi Bersih untuk Pembangkit Listrik

95 Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1, No.1, Januari 2000 : 90-95, ISSN 1411-318X

menggunakan peralatan konvensional ESP.Sedangkan emisi CO2 akan berkurang karenameningkatnya total efisiensi.

3.2.4. Teknologi Kombinasi IGCC dan Fuel CellPada IGCC dapat ditambah satu proses

lagi yaitu menggunakan teknologi fuel cell.Konfigurasi ini menghasilkan tiga buah gabunganpembangkit listrik seperti diperlihatkan padaGambar 7.

Turbin Gas

Listrik

Cerobong

Turbin Uap

HRSG

Listrik

Abu yang meleleh

HRSG = Heat Recovery

Steam GeneratorG

G

Tungku Gasifikasi

1400-1500 Co

Kondensor

Pembersih Gas- Desulfurisasi- Dedusting

Peralatan

Denitrifikasi

Oksigen

Belerang

Udara atauBatubara

Fuel Cell

ListrikG

Gambar 7. Skema Kombinasi IGCC danFuel Cell [1]

Saat ini fuel cell yang sudah digunakanuntuk temperatur tinggi adalah tipe moltencarbonate fuel cell (MCFC) dan solid electroliticfuel cell (SOFC). Tipe MCFC beroperasi padasuhu sekitar 650 oC sedangkan tipe SOFC dapatmencapai 1000 oC. Total efisiensi dari sistem inidiperkirakan 50-55 %.

4. KESIMPULANBatubara diperkirakan paling dominan

digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkitlistrik di Indonesia di masa datang. Penggunaanbatubara dalam jumlah yang besar akanmeningkatkan emisi seperti emisi partikel, SO2,NOx, dan CO2. Salah satu cara untuk mengurangiemisi adalah dengan menggunakan teknologibersih. Di Indonesia teknologi denitrifikasi,desulfurisasi dan electrostatic precipitator yangsudah komersial dapat diterapkan untuk jangkapendek dan menengah. Sedangkan teknologi yangmasih dalam pengembangan seperti teknologifluidized bed combustion, gasifikasi batubara, danMHD masih perlu dikaji penerapannya untukjangka panjang.

DAFTAR PUSTAKA1. Nishikawa, N., Contribution to the Global

environment Measure Through IntegratedGasification Combined Cycle Development,Proceedings on Clean Coal Day 1995International Symposium, NEDO, Tokyo,1995.

2. Pape, H., Captive Power in Indonesia,Development in the Period 1980 - 1997, TheWorld Bank.

3. Princiotta, F.T., Pollution Control for UtilityPower Generation, 1990 to 2020, Proceedingof Energy and the Environment un the 21st, p.624-649, The MIT Press, 1991.

4. PT PLN Persero, PLN Statistik 1997.5. Siegel, J.S. and Temchin J.R., Role of Clean

Coal Technology in Electric Power in the 21st

Century, Proceeding of Energy and theEnvironment un the 21st, p. 623-630, The MITPress, 1991.

6. The State Ministry for Environment theRepublic of Indonesia, Greenhouse GasesInventory, Mitigation Options and NationalStrategy on Energy Sector, Final Report, May1999.

RIWAYAT HIDUP

Agus Sugiyono lahir diKlaten tanggal 29 Juli1963. Menamatkanpendidikan S1 di InstitutTeknologi Bandung danS2 di Science Universityof Tokyo, Jepang. Saat inibekerja sebagai peneliti diDirektorat TeknologiEnergi, BPP Teknologi.Penulis juga menjadi

anggota Komite Nasional Indonesia - WorldEnergy Council.