Analisis Peranan Sampah Kota Sebagai Energi Terbarukan Dalam Penyediaan Energi Listrik Di Provinsi DKI Jakarta

Listrik Di Provinsi DKI Jakarta

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Strata Satu (S1) pada Program Studi Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh:

MUHAMMAD ALI NURDIN 20120120052

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2016

i

TERBARUKAN DALAM PENYEDIAAN ENERGI LISTRIK DI PROVINSI DKI JAKARTA

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik

Disusun Oleh :

MUHAMMAD ALI NURDIN 20120120052

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

iii

Nama : Muhammad Ali Nurdin

Nim : 20120120052

Jurusan : Teknik Elektro

Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, semua yang tertulis dan dikutip di dalam tugas akhir ini disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 17 Desember 2016 Yang menyatakan,

iv

modern binatang-binatang yang sebuas-buasnya juga bisa ditundukkan” (Pramoedya Ananta Toer).

“Orang yang menuntut ilmu berarti menuntut rahmat ; orang yang menuntut ilmu bearti menjalankan rukun Islam dan Pahala yang diberikan kepada sama dengan

para Nabi”.

( HR. Dailani dari Anas r.a)

“ Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena mereka terinspirasi, namun mereka menjadi terinspirasi karena merak lebih suka bekerja.

Mereka tidak menyia-nyikan waktu ” (Ernest Newman).

“Berangkat dengan penuh keyakinan. Berjalan dengan penuh keiklasan. Istiqomah dalam menghadapi cobaan. Dan Restu Mamah selalu menyertaimu. YAKIN,

IKHLAS, ISTIQOMAH, I LOVE MAMAH” (BigBrader).

“ Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya revisi dan saya menang ” (Mr.Brown)

“ RONDA RONDA RONDA” (Bambang C.P)

v

sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Karya sederhana namun penuh makna ini saya persembahkan kepada :

1. Mamahku, Sulastri seseorang wanita yang paling agung di dunia ini, hamparan surgaku, cinta abadiku, pelita hidupku, karena dengan semua doa dan perjuangan adalah nafas untuk hidupku.

2. Ayahku, Nur Amin Abdulah seseorang pribadi yang sesosok malaikat sama seperti ibu. Dan ayah adalah pahlawan keluargaku Aku yakin ayah juga memperhatikan aku dari kejauhan sana Kangen banget rasanya kalau tiap ingat sosok ayah Aku harap jika ayah dapat mendengarku aku ingin mengatakan bahwa aku sangat merindukan kehadirannya Aku menghargai segala pengorbananmu Akan ku balas jasamu yang indah itu bagiku adalah sosok yang sangat berharga, bijaksana, dan sangat penyayang

3. Adikku Nahtania Nur Syafa, salah satu perempuan terhebat dalam hidupku, alasanku menjadi kuat sebagai kakak laki-laki serta penyemangatku di kala sedih.

4. Seluruh Keluarga Besar dari Alm. H. Abdullah bin Damat yang selalu menanyakan kapan lulus kuliah. Kata-kata itu yang selalu menjadi motivasi buatku menyelesaikan studiku.

5. Seluruh Guruku yang telah berpengaruh besar dalam hidupku karena melalui tangan dan ketulusanmu maka ilmu-ilmu yang tidak saya kenal dapat menyatu dalam pemikiran.

vi

Assalamualikum warahmatullahi wabarakatuh.

Syukur alhamdulliah penulis panjatkan kepada Allah SWT atas keberhasilan yang diperoleh pada sekarang ini berkat dukungan dari pihak yang membantu penulis. Kepada orang-orang terdekat selama proses penulisan ini berlangsung yang telah memberikan masukan-masukan, nasehat, pendapat bahkan kritikan bagi penulis supaya lebih baik lagi. Banyak hal yang penulis ingin ucapkan untuk terima kasih yang mendalam kepada semua orang yang berperan dari awal perkuliahan sampai akhirnya ditahap ini. Ketika sebuah proses itu dikenang akan terasa banyak sekali masa-masa dimana pengalaman baik suka maupun duka telah dilalui. Untuk itu penulis mempersembahkan laporan tugas akhir ini kepada mereka yang mendampingi sebagaimana bentuk penghormatan dan rasa terima kasih yang tulus.

Selanjutnya tanpa mengurangi rasa hormat, ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan pula kepada:

1. Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

2. Dosen pembimbing I Bapak Rahmat Adiprasetya Al Hasibi, S.T., M.Eng. dan Dosen pembimbing II Bapak Muhammad Yusvin Mustar

vii

4. Para dosen jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

5. Bapak Indri, Bapak Nur Hidayat, dan Bapak Wastik selaku staf laboratium jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

6. Staf TU Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

7. Mbak Ana selaku staf refrensi Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah banyak membantu penulisan dengan tulus, memberikan nasihat dan saran selama menyusun tugas akhir ini.

8. Irfan,Akmal,Andre,Banu,Isna,Taufik(Lae),Ahmed,Bambang(Antabu r) mereka adalah sahabat terhebat yang selalu ada disaat senang maupun susah. Saling menguatkan dan memberi dorongan. Kalian sudah ada tempat sendiri di hati saya.

9. Dan segenap anggota BIGBRADER yang telah berjuang bersamaku, disampingku.

10.Teman-teman Elektro 2012 Mei Kurniawan,Rizky Agung,Rizky Ramon, Jamal,Satria,Hammami,Novangga,Fitrah dan semuanya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu

11.Ibu Asri dan Bapak Hillal yang sudah menyediakan tempat tinggal kepada penulis selama melakukan kegiatan belajar di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

12.Teman-teman Kost Gondrong Adil Laksana, Muhammad Alif, Akrim Sabiqul Hima, Muhammad Akmal, Aggi, Ade Sanjaya, Riki, Topan Topaylah dan Bayu Pamungkas yang telah menjadi keluargaku sendiri. 13.Sahabat lamaku, Syarifudin Zuhri terima kasih yang sudah mau

viii

Wicak, Yosa, dan Yoga yang sudah mau menemani disaat lagi galau dalam menyelesaikan skripsi dan melakukan pendakian.

16.Julia Lailatul dan Saraswati Hery Aryani terimakasih sudah membantu memberikan semangat disaat saya malas untuk mengerjakan sekripsi. 17.Terimakasih untuk motor kesayangan B 6298 UXG(SiJack) yang sudah

menemaniku selama kuliah di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 18.Untuk masyarakat Desa Bantar Gebang, terima kasih telah membantu

dalam mendapatkan data-data yang diperlukan dalam pembuatan tugas akhir ini.

19.Semua pihak yang tak mungkin penulis sebut satu persatu, yang telah memberikan bantuan dan dukungan.

Akhir kata, penulis berharap agar karya tulis ini dapat memberikan manfaat terutama bagi penulis dan pembaca.

Yogyakarta, 17 Agustus 2016

ix

HALAMAN PENGESAHAN ... i

HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... ii

HALAMAN PERNYATAAN ... iii

MOTTO ... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ...ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

INTISARI... xiv

ABSTRACT ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Pembatasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Metode Penelitian ... 3

1.7 Sistematika Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

x

2.2.3. Penggolongan Sampah ... 8

2.2.4. Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) ... 9

2.2.5. Pengolongan sampah berdasarkan sifatnya ... 11

2.2.6. Sistem Pengelolaan Sampah Perkotaan Ideal ... 11

2.2.7. Proses Konversi Thermal ... 12

2.2.8. Thermal Gasifikasi ... 12

2.2.9. Potensi Energi Sampah Kota (MSW) ... 13

2.2.10. Teknologi Pengolahan Sampah PLTSa Tipe Incinerator ... 16

2.3 Biomassa... 16

2.3.1. Manfaat energi biomassa ... 17

2.3.2. Konversi Biomassa ... 18

2.3.3. Potensi Pemanfaatan Biomassa sebagai Sumber Energi Listrik ... 20

2.3.4. Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa ... 20

2.4 Prinsip Kerja LEAP dalam Pemodelan Sistem Energi (Heaps, 2012) ... 23

2.4.1. Struktur LEAP ... 23

2.4.2. Kapabilitas Pemodelan dengan LEAP ... 25

2.4.3. Metode-Metode dalam LEAP ... 28

2.4.4. Perhitungan Permintaan Energi ... 31

2.4.5. Perhitungan Kapasitas Pembangkit Listrik ... 31

2.4.6. Proses Dispatch Pembangkit Listrik ... 33

2.4.7. Diagram Alir Pemodelan LEAP ... 35

xi

3.1 Alat Penelitian ... 39

3.2 Bahan Penelitian ... 39

3.3 Langkah-langkah Penyusunan Karya Tulis ... 39

3.4 Lokasi Penelitian ... 41

3.5 Jadwal Kegiatan Penelitian... 42

3.6 Diagram Alir Pemodelan LEAP ... 43

3.7 Simulasi LEAP ... 44

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 48

4.1 Asumsi Dasar... 48

4.1.1. Keadaan Demografi Provinsi DKI Jakarta ... 48

4.1.2. Pertumbuhan Ekonomi ... 51

4.2 Kondisi Kelistrikan di Provinsi DKI Jakarta ... 53

4.2.1. Data Pembangkit Existing ... 53

4.2.2. Kebutuhan Tenaga Listrik Di DKI Jakarta ... 56

4.3 Potensi Energi Terbarukan ... 56

4.3.1. Potensi Pemanfaatan Sampah Kota ... 57

4.3.2.Menghitung Potensi Energi Sampah Kota (MSW)... 60

4.3.3.Menghitung Potensi Energi Listrik Sampah Kota (MSW) ... 60

4.4 Hasil simulasi dan Analisa ... 61

4.4.1. Menghitung Permintaan Energi Listrik ... 63

4.4.2. Proyeksi Pembangunan Pembangkit Listrik Sampah Kota ... 66

xii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 77

5.1 KESIMPULAN ... 77

5.2 SARAN... 78

DAFTAR PUSTAKA ... 79 LAMPIRAN - LAMPIRAN

xiii

Tabel 2.1 Rekap Tonase Dan Volume Sampah Di DKI Jakarta ... 14

Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan ... 42

Tabel 4.1 Jumlah Penduduk Provinsi DKI Jakarta Menurut Kabupaten ... 50

Tabel 4.2 Luas Wilayah, Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk ... 50

Tabel 4.3 PDRB Menurut Lapangan Usaha Atas Dasar Harga Konstan ... 52

Tabel 4.4 Kapasitas Pembangkit Terpasang Di Muara Karang dan Priok ... 55

Tabel 4.5 Komposisi Penjualan Per Sektor Pelanggan ... 56

Tabel 4.6 Perkiraan Jumlah Timbunan Sampah per hari (m3/orang/hari) ... 58

Tabel 4.7 Perkiraan Timbunan Sampah per hari Menurut Kota Besar ... 58

Tabel 4.8 Perkiraan Timbunan Sampah per hari Menurut Kota ... 59

Tabel 4.9 Rekap Tonase Dan Volume Sampah Di TPST Bantar Gebang ... 60

Tabel 4.10 Asusmsi Pertumbuhan Penduduk di Provinsi DKI Jakarta ... 62

Tabel 4.11 Asumsi Pertumbuhan PDRB di Provinsi DKI Jakarta ... 63

Tabel 4.12 Hasil Simulasi Permintaan Energi Tahun 2014-2024 ... 64

Tabel 4.13 Skenario Pembangunan Kapasitas Daya Sampah Kota (MSW) ... 66

Tabel 4.14 Total Produksi Energi Sampah Kota (MSW) ... 68

Tabel 4.15 Kapasitas Daya Pembangkit Listrik Dengan Sumber Energi Terbarukan ... 70

Tabel 4.16 Kapasitas Daya Pembangkit Listrik di Provinsi DKI Jakarta ... 72

Tabel 4.17 Perbandingan Pertumbuhan Emisi CO2 ... 74

xiv

Gambar 2.1 Tenologi PLTSa ... 10

Gambar 2.2 Proses Kerja PLTSa Thermal Dengan Grasifikasi ... 13

Gambar 2.3 Skema Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa ... 21

Gambar 2.4 Diagram Alir Perhitungan di Dalam LEAP ... 26

Gambar 2.5 Komulatif LDC ... 34

Gambar 2.6 Diagram Alir Pemodelan LEAP ... 35

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ... 41

Gambar 3.2 Diagram Alir Pemodelan LEAP ... 43

Gambar 4.1 Peta Provinsi DKI Jakarta ... 49

Gambar 4.2 Grafik Hasil Simulasi Permintaan Energi Listrik 2014-2024 ... 65

Gambar 4.3 Grafik Energi Sampah Kota (MSW) ... 67

Gambar 4.4 Grafik Hasil Simulasi Kapasitas Energi Listrik Dengan Sumber Energi Terbarukan ... 69

Gambar 4.5 Total Kapasitas Daya Pembangkit Listrik di Provinsi DKI Jakarta .. 71

Gambar 4.6 Perbandingan Pertumbuhan Emisi CO2 ... 73

xv ABSTRACT

Construction of power plant garbage (PLTSa) Is a solution renewable energy needs.To increases the need for energy and helping to reduce dependence on fossil energy.

On the construction Municipal Solid Waste in Jakarta 900 mw projected able to meet a need electrical power in jakarta especially and jakarta provincial in general as well as improve the availability of electrical energy renewable energy in jakarta. Municipal Solid Waste Landfill gas is power station environmental that can help jakarta administration in dealing with the waste problem urban areas that happened over the years.

xvi INTISARI

Pembanguan pembangkit listrik tenaga sampah (PLTSa) merupakan solusi kebutuhan energi baru terbarukan. Untuk meningkatkan kebutuhan energi serta membantu mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil.

Dengan adanya pembangunan PLTSa Kota Jakarta 900 MW diproyeksikan dapat memenuhi kebutuhan energi listrik di Kota Jakarta khususnya dan Provinsi DKI Jakarta umumnya serta meningkatkan ketersediaan energi listrik energi terbarukan di Provinsi DKI Jakarta. PLTSa landfill gas merupakan Pembangkit tenaga listrik yang berwawasan lingkungan yang dapat membantu pemerintah Kota Jakarta dalam menangani permasalahan sampah perkotaan yang terjadi selama ini.

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang

Salah satu kebutuhan energi yang hampir tidak dapat dipisahkan lagi dalam kehidupan manusia pada saat ini adalah kebutuhan energi listrik. Banyak masyarakat aktifitasnya bergantung pada energi listrik. Sebagaimana telah diketahui untuk memperoleh energi listrik ini harus melalui suatu proses yang panjang dan rumit, namun mengingat sifat dari energi listrik ini yang mudah disalurkan dan mudah untuk dikonversikan (convertible) ke dalam bentuk energi lain seperti menjadi energi cahaya, energi kalor, energi kimia, energi mekanik, suara, gambar (visual), dan sebagainya. Pemanfaatan energi listrik ini secara luas telah digunakan untuk kebutuhan rumah tangga, komersial, instansi-instansi pemerintah, industri kecil maupun besar, dan sebagainya. Keadaan ini membuat energi listrik menjadi salah satu energi yang perlu diperhatikan keberadaannya. Karena kebutuhan manusia terhadap listrik yang begitu besar, maka dibangunlah pembangkit listrik untuk mencukupi kebutuhan listrik.

Sampah merupakan salah satu yang bisa di jadikan sebagai sumber energi terbarukan. Semakin berkembangnya teknologi di massa sekarang, pengelolah sampah bisa di jadikan sumber energi alternatife. TPST juga bisa menjadi sumber energi yang bermanfaat bagi masyarakat apabila dikelolah dengan baik. Biasanya sampah kota yang ada di TPST di proses menjadi biogas dan di konveksikan menjadi energi listrik. Energi listrik yang di hasilkan itu memiliki harga jual dan bisa disalurkan ke masyarakat luas.

PLTSa disebut juga sebagai pembangkit listrik tenaga sampah merupakan pembangkit yang dapat membangkitkan tenaga listrik dengan memanfaatkan sampah sebagai bahan utamanya, baik dengan memanfaatkan sampah organic maupun anorganik. Mekanisme pembangkitan dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan proses konversi thermal dan proses konversi biologis. Proses Konversi thermal

memanfaatkan teknologi. Pirolisis dan Teknologi gasifikasi. Sedangkan proses konversi biologis adalah dengan Anaerob Digestion dan Landfill gasification.

Hal tersebut melatarbelakangi penulis untuk melakukan penelitian dengan judul “Analisis Peranan Sampah Kota Sebagai Energi Terbarukan Dalam Penyediaan Energi Listrik Di Provinsi DKI Jakarta“. Dengan mengangkat tema ini diharapkan dapat memberikan gambaran dan solusi untuk mengatasi permasalahan yang telah diuraikan diatas dan kedepannya masyarakat yang ada di DKI Jakarta bisa menikmati listik 24 jam dan tidak bertergantungan pada mesin disel dan sumber energi panas matahari (solar sel).

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah dalam penelitian ini yaitu:

1. Pengaruh pertambahan penduduk dan pertumbuhan ekonomi terhadap kebutuhan energi di listrik di DKI Jakarta.

2. Pemanfaatan sampah kota dalam penyediaan energi listrik di DKI Jakarta.

1.3Pembatasan Masalah

Dalam penelitian ini, peneliti membuat batasan masalah sebagai berikut :

1. Perhitungan potensi energi dari sampah kota yang terdapat di TPST Bantar Gebang.

1.4Tujuan Penelitian

Pada dasarnya tujuan penelitian ini dimaksudkan untuk memperoleh hasil prakiraan kebutuhan listrik di wilayah Provinsi DKI Jakarta dalam waktu jangka panjang. 1. Menghitung kebutuhan energi listrik di DKI Jakarta untuk tahun mendatang. 2. Menghitung potensi daya listrik dari sumber energi terbarukan yaitu, PLTSa

(MSW).

3. Menganalisis peranan sampah kota dalam menekan pertumbuhan emisi CO2

yang dihasilkan pembangkit konvensional.

4. Menghitung biaya investasi untuk pembangkit energi listrik sumber energi sampah kota.

1.5Manfaat Penelitian

1. Penelitian ini dapat membuka wawasan kita tentang kondisi lingkungan di sekitar kita.

2. Menambah penghetahuan bagi peneliti dan pembaca serta memperkenalkan manfaat penglolahan sampah.

3. Hasil penelitian ini di harapkan menjadi sumbangan bagi mahasiswa latar belakang pengelolahan sampah.

1.6Metode Penelitian

Dalam penyusunan laporan ini dilakukan pengumpulan data dengan teknik sebagai berikut:

1. Metode Studi Pustaka (Study Research)

Metode study research yaitu cara untuk mengumpulkan data atau tulisan dengan cara mencari sumber-sumber pustaka ataupun buku dari berbagai perpustakaan yang ada dan berguna sebagai referensi dalam penulisan tugas akhir.

2. Metode Interview

Interview adalah suatu cara untuk mengumpulkan data dengan mengajukan pertanyaan secara langsung kepada seorang informan atau otoritas (ahli yang berwenang dalah suatu sejarah masalah). Dalam hal ini penyusun mengajukan pertanyaan secara langsung kepada petugas yang ada di TPA Bantar Gebang serta instansi yang terkait dalam mendapatkan data-data penelitian.

3. Metode Observasi

Metode observasi adalah suatu cara untuk mengumpulkan data pengamatan secara langsung kepada suatu objek yang akan diteliti. Untuk itu penyusun melakukan pengamatan langsung di tempat penelitian guna melengkapi data yang diperlukan.

4. Penyusunan Tugas Akhir

Setelah di dapatkan data-data yang diperlukan, data-data tersebut akan dianalisa dan disusun dalam sebuah laporan tertulis.

1.7Sistematika Penulisan

Dalam penulisan tugas akhir ini susunannya terdiri dari lima bab yang masing-masing bab menguraikan hal-hal sebagai berikut:

BAB I : Merupakan bab pendahuluan yang berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II : Membahas mengenai teori-teori yang mendukung dari masing-masing bagian dan juga menjadi panduan atau dasar dari

pembuatan tugas akhir ini.

BAB III : Berisi metodologi penelitian yang akan dilakukan yang meliputi diagram alir metode penelitian, teknik pengumpulan data,

metodologi pengolahan data, dan analisis design sistem.

BAB IV : Berisi analisa serta pembahasan terhadap masalah yang diajukan dalam tugas akhir.

BAB V : Merupakan bab penutup yang berisi mengenai kesimpulan dan saran penyusun.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka

Penelitian mengenai perencanaan kapasitas pembangkit menggunakan energi terbarukan sudah pernah dibuat dengan studi kasus beberapa kota di indonesia. Berikut akan dipaparkan beberapa penelitian yang berkaitan dan dijadikan sebagai sumber referensi dalam penyusunan tugas akhir ini:

(Nalim Kurniawan, 2008) yang menganalisis kelayakan pengelolahan sampah kota menjadi produk yang berguna di TPST Bantar Gebang. Berdasarkan perhitungan penentuan biaya investasi dengan kapasitas produksi pembuatan kompos 540 ton/tahun atau 1,5 ton/hari dan harga jual kompos Rp 1.000 per kg maka didapat hasil Rp 540.000.000,00/thn dan setelah dikurangi biaya produksi sebesar Rp 263.580.00,00/thn maka keuntungan yang di peroleh adalah Rp 276.420.00,00/thn.

(Syafrudin, 2006) yang meneliti potensi pemanfaatan nilai ekonomi sampah anorganik melalui konsep daur ulang dalam rangka optimalisasi pengelolahan sampah. Dari hasil analisis sampah yang di angkut ke TPA mengalami penurunan. Hal ini di karenakan terjadi pengurangan sampah anorganik yang bernilai ekonomi yang telah di ambil pemulung untuk didaur ulang dari sumbernya.

(Safrizal 2014) dengan judul penelitian Distributed Generation Pembangkit Listrik Tenaga Sampah Kota (PLTSa) Type Incinerator Solusi Listrik Alternatif Kota Medan. Dalam penelitian ini dijelaskan bahwa pengunaan energi terbarukan seperti Municipal Solid Waste atau sampah kota dapat mengurangi dampak pemanasan global karena mampu menggantikan penggunaan bahan bakar fosil sebagai bahan baku pembangkitan energi listrik. Disamping itu, potensi sampah kota menjadi sumber energi listrik dapat dimanfaatkan untuk mengurangi defisit daya listrik di kota medan. Penelitian ini menggunakan jumlah penduduk dan produksi sampah rumah tangga per hari sebagai asumsi dasar perhitungan.

(T. Iskandar dan N D. Siswati 2012) dengan judul penelitian Pemanfaatan Limbah Pertanian sebagai Energi Alternatif Melalui Konversi Thermal. Penelitian ini menganalisis penggunaan metode gasifikasi dalam pemanfaatan biomassa menjadi sumber energi listrik. Menurut penelitian ini, gasifikasi biomassa menawarkan sistem energi alternatif yang paling menarik untuk dikembangkan dengan sistem jenis gasifikasi down draft, karena gas yang dihasilkan lebih bersih. 2.2 Pengertian Sampah

2.2.1 Sampah Kota

Sampah merupakan suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari suatu sumber hasil aktivitas manusia maupun proses-proses alam yang tidak mempunyai nilai ekonomi. Dalam Undang-Undang No.18 tentang Pengelolaan Sampah menyatakan definisi sampah sebagai sisa kegiatan sehari-hari manusia dan atau dari proses alam yang berbentuk padat.

Permasalahan sampah merupakan permasalahan yang krusial bahkan sampah dapat dikatakan sebagai masalah kultural karena berdampak pada sisi kehidupan terutama dikota-kota besar seperti Jakarta, Surabaya, Bandung, Makasar, Medan dan kota besar lainnya. Sampah akan terus ada dan tidak akan berhenti diproduksi oleh kehidupan manusia, jumlahnya akan berbanding lurus dengan jumlah penduduk, bisa dibayangkan banyaknya sampah-sampah dikota besar yang berpenduduk padat. Permasalahan ini akan timbul ketika sampah menumpuk dan tidak dapat dikelola dengan baik.

2.2.2 Sumber dan Komposisi Sampah Kota

Sumber sampah banyak dihasilkan dari pemukiman dan pasar tradisional. Sampah pasar pada umumnya 90% mengandung sampah organik yang terdiri dari sampah sayuran, buah, dan sejenisnya yang seragam sehingga memudahkan dalam pengelompokan. Sedangkan sampah pemukiman cukup beragam dimana beberapa komposisi yang dapat dijumpai 70% mengandung sampah organik dan 30 % mengandung anorganik. Hasil survei pada tahun 2010 dimedan menunjukkan komposisi sampah yang ada sebagai berikut:

Volume sampah : 2-2.5 lt/kapita/hari Ratio timbunan sampah : 0.7 kg/kapita/hari

Kerapatan : 250 kg/m³ Sampah organik : 65.7 % Sampah anorganik : 34.3 % 2.2.3 Penggolongan Sampah

Permasalahan pengelolaan sampah merupakan permasalahan yang krusial bahkan dapat dikatakan sebagai masalah kultural karena berdampak pada sisi kehidupan manusia. Sampah akan terus ada dan tidak berhenti diproduksi oleh kehidupan manusia. Jumlahnya sebanding dengan jumlah penduduk, dapat dibayangkan banyaknya sampah-sampah di kota besar dengan penduduk yang padat. Permasalahan ini akan timbul ketika sampah menumpuk dan tidak dapat dikelola dengan baik. Beberapa metode pengelolaan sampah dan penerapannya adalah sebagai berikut:

1. Open Dumping (Pembuangan Terbuka)

Merupakan cara pembuangan sederhana dimana sampah hanya dibuang pada suatu lokasi, dibiarkan terbuka tanpa pengaman dan ditinggalkan setelah lokasi penuh.

2. Controlled Landfill

Metode ini merupakan peningkatan dari open dumping dimana secara periodik sampah yang telah tertimbun ditutup dengan lapisan tanah untuk menghindari potensi gangguan yang ditimbulkan. Dalam operasionalnya, juga dilakukan perataan dan pemadatan sampah untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan lahan dan kestabilan.

3. Sanitary Landfill

Metode ini dilakukan dengan cara penimbunan sampah, setelah itu kemudian dipadatkan lalu ditutup dengan tanah, yang dilkukan terus menerus secara berlapis-lapis sesuai dengan rencana yang ditetapkan. Pekerjaan pelapisan sampah dengan tanah penutup dilakukan setiap hari pada akhir jam operasi.

4. Inceneration

Metode ini dilakukan dengan cara membakar sampah yang telah terkumpul. Pembakaran sampah dilakukan untuk mereduksi volume buangan padat. 5. Composting

Metode ini dilakukan dengan mengubah sampah organik menjadi kompos sebagai penyubur tanaman.

2.2.4 Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa)

Pembangkit listrik tenaga sampah (PLTSa) merupakan pembangkit yang dapat membangkitkan tenaga listrik dengan memanfaatkan sampah sebagai bahan utamanya, baik dengan memanfaatkan sampah organik maupun sampah anorganik. Berikut ini adalah gambaran secara umum pemanfaatan sampah untuk pembangkitan tenaga listrik.

Gambar 2.1 Teknologi PLTSa

Gambar diatas menunjukkan teknologi-teknologi yang digunakan dalam pengelolaan sampah menjadi energi listrik menggunakan tiga mekanisme kerja yaitu memanfaatkan mekanisme secara fisika, mekanisme secara thermal dan mekanisme secara biologi. Dari beberapa jenis teknologi diatas, dapat dijelaskan dua teknologi yang sudah banyak digunakan yaitu teknologi plasma arc gasifikasi dan teknologi pirolisis.

Ada beberapa penggolongan sampah, penggolongan ini berdasarkan atas beberapa kriteria yaitu: asal sampah, sifat dan jenisnya.

 Penggolongan sampah berdasarkan asalnya

1. Sampah hasil rumah tangga termasuk didalamya sampah rumah sakit, hotel dan kantor

2. Sampah hasil kegiatan industry

3. Sampah hasil kegiatan pertanian meliputi perkebunan, perikanan dan peternakan.

4. Sampah hasil kegiatan perdagangan misal sampah pasar, swalayan dan toko 5. Sampah hasil kegiatan pembangunan

6. Sampah jalan raya.

2.2.5 Pengolongan sampah berdasarkan sifatnya

1. Sampah organik terdiri atas dedaunan, sisa makanan, kertas sayur dan buah. Sampah organik merupakan sampah yang mengandung senyawa organik dan tersusun oleh unsur karbon, hidrogen dan oksigen serta sampah organik mudah terdegradasi oleh mikroba.

2. Sampah anorganik terdiri atas kaleng, plastik, besi, kaca dan bahan-bahan lainnya yang tidak tersusun oleh senyawa organik. Sampah ini tidak dapat terdegradasi oleh mikroba sehingga sulit diuraikan.

2.2.6 Sistem Pengelolaan Sampah Perkotaan Ideal

Dalam Pengelolaan Sampah Terpadu sebagai salah satu upaya pengelolaan Sampah Perkotaan adalah konsep rencana pengelolaan sampah perlu dibuat dengan

tujuan mengembangkan suatu sistem pengelolaaan sampah yang modern, dapat diandalkan dan efisien dengan teknologi yang ramah lingkungan. Dalam sistem tersebut harus dapat melayani seluruh penduduk, meningkatkan standar kesehatan masyarakat dan memberikan peluang bagi masyarakat dan pihak swasta untuk berpartisipasi aktif. Dengan demikian perlu adanya kebijakan pengelolaan sampah perkotaan yang ditetapkan di kota-kota di Indonesia meliputi 5 (lima) kegiatan, yaitu:

 Penerapan teknologi yang tepat guna

 Peran serta masyarakat dalam pengelolaan sampah

 Perlunya mekanisme keuntungan dalam pengelolaan sampah  Optimalisasi TPA sampah

 Sistem kelembagaan pengelolaan sampah yang terintegrasi 2.2.7 Proses Konversi Thermal

Proses konversi thermal dengan memanfaatkan sampah kota/biomassa sebagai sumber bahan bakar yang dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan energi listrik dapat dicapai melalui beberapa cara, yaitu dengan metode pirolisis, combustion, PAG, Thermal Gasifikasi.

2.2.8 Thermal Gasifikasi

Gasifikasi adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termo kimia menjadi gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang digunakan untuk proses pembakaran. Selama proses gasifikasi reaksi kimia utama yang terjadi adalah endotermis (diperlukan panas dari luar selama proses berlangsung). Media yang paling umum digunakan pada proses gasifikasi ialah udara dan uap. Produk yang dihasilkan dapat dikategorikan menjadi tiga bagian utama, yaitu padatan, cairan (termasuk gas yang dapat dikondensasikan) dan gas permanen. Media yang paling umum digunakan dalam proses gasifikasi adalah udara dan uap. Gas yang dihasilkan dari gasifikasi dengan menggunakan udara

mempunyai nilai kalor yang lebih rendah tetapi disisi lain proses operasi menjadi lebih sederhana.

Beberapa keunggulan dari teknologi gasifikasi yaitu :

1. Mampu menghasilkan produk gas yang konsisten yang dapat digunakan sebagai pembangkit listrik.

2. Mampu memproses beragam input bahan bakar termasuk batu bara, minyak berat, biomassa, berbagai macam sampah kota dan lain sebagainya.

3. Mampu mengubah sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi.

4. Mampu mengurangi jumlah sampah padat.

5. Gas yang dihasilkan tidak mengandung furan dan dioxin yang berbahaya. Berikut adalah gambar 2.2 skema penerapan teknologi dengan sistem thermal gasifikasi.

Gambar 2.2 Proses Kerja PLTSa Thermal Dengan Gasifikasi Sumber :

http://pusaranelang.blogspot.co.id/2012/06/inovasi-baru-pembangkit-litrik-tenaga.html 2.2.9 Potensi Energi Sampah Kota (MSW)

Untuk menghitung potensi energi yang dapat di hasilkan oleh sampah dapat di cari dengan mengetahui jumlah sampah yang di hasilkan oleh provinsi DKI Jakarta sehingga dapat di cari dengan menghitung jumlah energinya. Adapun rumus yang di gunakan untuk menghitung timbunan sampah yang dihasilkan tiap kota per hari dengan proyeksi jumlah penduduk yang ada dapat dengan menggunakan rumus:

Total timbunan sampah yang di hasilkan (per hari) = Jumlah Penduduk x jumlah timbunan per kapita (kg / hari)

Untuk volume sampah yang dihasilkan per orang di dalam suatu kota besar tercatat rata – rata sekitar 0,5 kg/kapita/hari (Sudradjat, 2006). Sedangkan menurut SNI 19-3964-1995, satuan timbulan sampah untuk kota besar yaitu sebesar 2 – 2,5 liter/orang/hari atau sekitar 0,4 – 0,5 kg/orang/hari (Damanhuri, 2010).

Untuk mengetahui jumlah sampah yang di hasilkan perkotanya dilihat dari proyeksi penduduk untuk setiap kota dan golongan sampah kota yang dapat dihasilkan dari proyeksi jumlah penduduk dan klasifikasi golongannya dapat di lihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Rekap Tonase Dan Volume Sampah Di DKI Jakarta

NO TAHUN TONASE

RATA-RATA/HARI

PENDUDUK

1 2010 1.847.675.25 5.062.12 8.524.152

2 2011 1.888.085.22 5.172.84 10.187.595

3 2012 1.921.226.05 5.263.63 9.761.407

4 2013 2.062.776.98 5.651.44 9.988.329

5 2014 2.067.534.86 5.664.48 10.012.271

6 2015 2.342.987.41 6.419.14 10.075.310

Dari tabel tersebut dihasilkan data-data dan jumlah sampah kota yang dapat dihasilkan per/hari nya. Dari perhitungan jumlah timbunan sampah yang di hasilkan dapat menggunakan rumus yang ada diatas :

 Contoh Perhitungan Timbunan Sampah per kota :

Total timbunan sampah yang di hasilkan / hari. = Jumlah Penduduk x jumlah timbunan per kapita (kg / hari).

 Untuk DKI Jakarta jumlah timbunan sampah yang dihasilkan per hari adalah :

Timbunan sampah kota Jakarta = jumlah penduduk x jumlah timbunan per kapita (kg/hari).

 Untuk menghitung jumlah timbunan sampah per-tahun jumlah timbunan sampah tiap kota di akumulasikan dan di jadikan satuan ton / hari agar mendapat jumlah yang tepat dan kemuadian di kali 365 hari (1 tahun) agar mengetahui proyeksi timbunan selama satu tahun.

Timbunan Sampah dalam Satu tahun = total timbunan sampah (ton/hari) x 365 hari.

 Jadi dari perhitungan diatas tersebut dihasilkan proyeksi jumlah sampah dalam satu tahun, untuk selanjutnya dikonversikan ke satuan Gigajoule dengan mengalikan hasil timbunan sampah dalam setahun Ton / tahun, di kali 14 Gigajoule karna untuk 1 ton sampah yang di hasilkan sama dengan 14 Gigajoule. Produksi sampah dalam menghasilkan listrik dapat di ketahui dengan rumus :

P.sampah = jumlah sampah dalam satu tahun(ton/tahun) x 14 Gj.

 Daya yang mampu dibangkitkan oleh energi sampah kota (MSW) ini dihitung dapat di hitung dengan rumus:

P = Total MWh / ( CF MSW x 8760 ) Dimana :

P = daya yang dihasilkan (MW) CF = Capasity Factor (%) Faktor kapasitas tahunan (8760)

 Dari rumus-rumus diatas dapat dihitung daya yang mampu dihasilkan energi sampah kota dengan Capasity Factor MSW = 0,75 %, dan dengan mengetahui jumlah produksi sampah dalam waktu jam / tahun atau sekitar 8760 jam dalam satu tahun produksi.

2.2.10 Teknologi Pengolahan Sampah PLTSa Tipe Incinerator

Berdasarkan Seminar Teknologi Lingkungan yang diselenggarakan oleh Steering Committee Akselerasi Pertukaran Teknologi Lingkungan, APEC, secara garis besar terdapat2 macam teknologi pengolahan sampah yaitu teknologi pembakaran (incineration) danteknologi fermentasi metana. Makalah ini hanya membahas pengolahan sampah menggunakan teknologi pembakaran (incinerator). 2.3 Biomassa

Pada umumnya biomassa merupakan bahan yang dapat diperoleh dari tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung dan dimanfaatkan sebagai energi dalam jumlah yang sangat besar. Basis sumber daya ini meliputi ribuan spesies tanaman daratan dan lautan, sumber pertanian, perkebunan dan limbah residu dari proses industri. Energi biomassa adalah jenis bahan bakar yang dibuat dengan mengkonversi bahan biologis seperti tanaman. Bahan organik dapat diperoleh dari hewan dan mikroorganisme. Tumbuhan memproduksi makanan dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis. Energi ini lantas ditransfer ke hewan dan manusia saat mengkonsumsi tumbuhan. Saat tidak dikonsumsi, tumbuhan lantas dipecah atau dimetabolisme oleh mikroorganisme untuk kemudian melepaskan karbondioksia dan metan kembali ke atmosfer . Konsentrasi gas karbondioksida di atmosfer tidak akan berubah selama karbondioksida yang dilepaskan oleh pembakaran biomassa setelah pemanfaatan energi dikembalikan seperti semula, seperti proses reforestrasi atau yang biasa disebut netralitas karbon biomassa. Energi yang menggantikan bahan bakar fosil dapat diperoleh dari siklus, yaitu pembakaran biomassa dan refiksasi karbondioksida, oleh karena itu emisi karbondioksida dapat direduksi dengan cara mengganti bahan bakar fosil dengan biomassa.

2.3.1 Manfaat Energi Biomassa

Penggunaan energi biomassa memiliki berbagai manfaat di bidang lingkungan maupun ekonomi. Beberapa manfaat energi biomassa antara lain:

 Mengurangi Jumlah Metana di Atmosfer

Metana merupakan salah satu gas yang menyebabkan efek rumah kaca dan pemanasan global. Penggunaan biomassa dapat mengurangi jumlah metana di atmosfer karena hasil dari biomassa adalah gas metan yang dimanfaatkan untuk memutar turbin pada pembangkitan tenaga listrik.

 Mengurangi Jejak Karbon

Biomassa menghasilkan emisi karbon lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Hal ini karena tanaman yang dipakai untuk biomassa baru tumbuh dan menggantikan yang lama sehingga digunakan untuk menghasilkan energi biomassa sebelumnya. Penggunaan bahan bakar fosil akan berkurang ketika sejumlah besar energi biomassa digunakan dan ini berarti akan menurunkan tingkat karbondioksida di atmosfer.

 Peningkatan Kualitas Udara

Saat biomassa menggantikan bahan bakar fosil, hal ini berarti membantu untuk meningkatkan kualitas udara karena akan ada lebih sedikit polusi. Penggunaan bahan bakar fosil telah lama dipermasalahkan karena menyebabkan hujan asam. Biomassa tidak menghasilkan emisi sulfur ketika dibakar dan ini akan mengurangi resiko hujan asam. Dengan menanam tanaman bahan baku biomassa, karbon di atmosfer akan didaur ulang. Hal ini memberikan sebuah manfaat besar bagi peradaban manusia karena berkurangnya polusi di udara.

 Dapat Diandalkan

Dengan pertumbuhan populasi manusia serta pertumbuhan ekonomi yang tinggi, kebutuhan akan energi listrik tentunya akan meningkat pula. Energi biomassa dapat menjadi alternatif pemenuhan kapasitas energi listrik yang dapat diandalkan Karena bahan tanaman yang digunakan untuk memproduksinya dapat dipasok secara konstan. Biomassa juga merupakan energi yang murah untuk diproduksi.  Daur Ulang

Beberapa sumber energi biomassa meliputi limbah industri, hal ini merupakan sebuah keuntungan besar karena ini berarti tidak ada keluaran industry yang sia-sia misalnya pada industri pembuatan gula, limbah ampas tebu dapat dimanfaatkan menjadi energi biomassa.

2.3.2. Konversi Biomassa

Penggunaan biomassa untuk menghasilkan panas secara sederhana sebenarnya telah dilakukan sejak beberapa abad yang lalu. Penerapannya masih sangat sederhana, biomassa langsung dibakar untuk menghasilkan panas. Seiring perkembangan zaman, panas hasil pembakaran biomassa akan dikonversi menjadi energi listrik. Panas hasil pembakaran biomassa akan menghasilkan uap dalam boiler. Uap akan ditransfer ke dalam turbin sehingga akan memutar turbin dan turbin menggerakkan generator. Generator kemudian mengubah energi magnetik menjadi energi listrik.

Pemanfaatan energi biomassa dapat dilakukan dengan berbagai cara, saat ini telah banyak dikembangkan teknologi pemanfaatan energi biomassa terdiri dari ;

 Pembakaran Langsung (Direct Combustion)

Pemanfaatan panas biomassa telah dikenal sejak dulu seperti pemanfaatan kayu bakar. Seiring kemajuan zaman, yang dihasilkan dari pembakaran biomassa dimanfaatkan untuk memutar turbin pada pembangkitan energi listrik. Untuk memutar turbin, diperlukan ekspansi uap yang bertekanan dan bersuhu tinggi.

Beberapa sistem pembangkit listrik berbahan bakar batubara menggunakan biomassa sebagai sumber energi tambahan dalam boiler efisiensi tinggi untuk mengurangi emisi. Sedangkan untuk industri kayu dan kertas, serpihan kayu terkadang langsung dimasukkan ke boiler untuk menghasilkan uap yang dimanfaatkan untuk proses manufaktur serta untuk menghangatkan ruangan.  Konversi menjadi bahan bakar cair

Salah satu pemanfaatan energi biomassa adalah dengan mengubahnya menjadi bentuk cair. Jenis bahan bakar cair yang paling umum adalah etanol dan biodiesel. Etanol merupakan alkohol yang dibuat dengan fermentasi biomassa dengan kandungan hidrokarbon yang tinggi. Etanol dapat diproduksi dari tanaman pangan seperti jagung dan tebu. Dewasa ini, etanol dimanfaatkan sebagai aditif bahan bakar untuk mengurangi emisi CO2 dan asap lainnya pada kendaraan bermotor. Biodiesel

merupakan ester yang dibuat dari minyak tanaman, lemak binatang, ganggang atau bahkan minyak goreng bekas.

 Gasifikasi

Gasifikasi biomassa adalah proses dekomposisi termal dari bahan-bahan organik melalui pemberian sejumlah panas tinggi dengan suplai oksigen terbatas untuk menghasilkan synthesis gas yang terdiri dari CO2, H2 dan CH4 (selanjutnya disebut

syngas) sebagai produk utama dan sejumlah kecil bio-arang, abu dan sisa material yang tidak terbakar (inert) sebagai produk ikutan. (Eggen dan Kraatz, 1976). 2.3.3 Potensi Pemanfaatan Biomassa sebagai Sumber Energi Listrik

Dengan meningkatnya kebutuhan energi listrik maka perlu dicari alternatif sumber-sumber energi yang bersifat terbarukan dan ramah lingkungan. Dewasa ini, energi fosil sudah tidak dapat diandalkan sebagai sumber untuk membangkitkan energi listrik karena jumlahnya di alam kian menipis serta emisi yang dilepaskan berpotensi menimbulkan pemanasan global. Salah satu alternatif sumber energi yang bersifat renewable adalah biomassa. Secara keseluruhan, energi yang dapat dihasilkan dari biomassa di indonesia diperkirakan sebesar 32.654 MW namun dari jumlah yang sangat besar tersebut baru 1.717 Mw atau sekitar 5,26 % saja yang termanfaatkan (Dewan Energi Nasional, 2014).

2.3.4 Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa

Prinsip kerja pembangkit listrik tenaga biomassa mirip dengan pembangkit listrik tenaga uap, namun sumber bahan bakar yang digunakan bukan batubara melainkan biomassa. Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung pada Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa (PLTBm) adalah konversi energi biomassa menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap (boiler). Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap, energi (entalpy) uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, kemudian generator akan mengubah energi magnetik menjadi energi listrik seperti yang terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Skema Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa

Sumber : http://pembangkit-uap.blogspot.co.id/2015/03/pembangkit-listrik-tenaga-biomassa.html

Kedalam ruang bakar ketel disemprotkan bahan bakar dan udara pembakaran. Udara pembakaran dihasilkan oleh kompresor. Kompresor adalah sebuah alat yang berfungsi menekan udara yang masuk pada ruang pembakaran. Hal ini dilakukan agar udara memiliki rasio tekanan yang tinggi. Bahan bakar yang dicampur udara ini dinyalakan dalam ruang bakar sehingga terjadi pembakaran dalam ruang bakar. Pembakaran bahan bakar dalam ruang bakar mengubah energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar menjadi energi panas (kalor). Energi panas hasil pembakaran ini dipindahkan ke air yang ada dalam pipa air ketel melalui

proses radiasi, konduksi dan konveksi kemudian dialirkan ke turbin uap sehingga terjadi gerakan mekanis pada turbin. Turbin kemudian memutar generator yang fungsinya mengubah energi megnetik menjadi energi listrik. Dari turbin uap, uap juga dialirkan ke kondensor untuk diembunkan. Kondensor memerlukan air pendingin untuk mengembunkan uap yang keluar dari turbin.

Setelah air diembunkan dalam kondensor, air kemudian dipompa ke tangki pengolah air, terdapat penambahan air untuk mengkompensasi kehilangan air karena kebocoran. Dalam tangki pengolah air, air diolah agar memenuhi mutu yang diinginkan untuk air ketel. Mutu air ketel antara lain menyangkut kandungan NaCI, Cl, O2, dan derajat keasaman (pH). Dari tangki pengolah air, air dipompa kembali ke ketel, tetapi terlebih dahulu melalui economizer. Dalam economizer, air mengambil energi panas dari gas buang sehingga suhunya naik, kemudian baru mengalir ke ketel uap. Gas hasil pembakaran dalam ruang bakar setelah diberi “kesempatan” memindahkan energi panasnya ke air yang ada di dalam pipa air ketel, dialirkan melalui saluran pembuangan untuk selanjutnya dibuang ke udara melalui cerobong. Gas buang sisa pembakaran ini masih mengandung banyak energi panas karena tidak semua energi panasnya dapat dipindahkan ke air yang ada dalam pipa air ketel.

Beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam perencanaan pembangkit listrik tenaga biomassa adalah sebagai berikut:

 Penilaian lokasi

Lokasi yang dipilih harus memiliki ketersediaan bahan baku yang cukup banyak (mencukupi untuk jangka panjang) serta memenuhi beberapa syarat dan kriteria seperti area yang cukup luas untuk metode pengeringan udara terbuka dan memiliki ruang yang cukup untuk struktur peralatan. Masyarakat pada lokasi tersebut tentu juga harus memiliki ketertarikan atau setidaknya dapat menerima teknologi baru yang akan diterapkan. Ketersediaan sumberdaya, lahan air, sarana transportasi dan tingkat kebutuhan yang tinggi akan menjadi faktor penentuan lokasi yang paling dominan.

 Penilaian ketersediaan bahan baku

Ketersediaan bahan baku menjadi hal penting dalam keberlangsungan pembangkit listrik tenaga biomassa. Perlu adanya survei kesesuaian, observasi dan investigasi penghasil bahan baku biomassa serta kualitas daya penyediaan di daerah tersebut. Apakah kuota yang dapat dipenuhi daerah tersebut akan sesuai dengan kebutuhan yang dihasilkan.

 Penilaian ketersediaan pasokan air

Air dibutuhkan untuk mengisi tangki pendingin, sedangkan air tambahan hanya akan diminta untuk mengganti air yang hilang selama operasi setelah tangki diisi. Jarak pembangkit listrik dengan sumber air, logistik yang dibutuhkan untuk mengaliri air dan volume air yang dibutuhkan untuk tangki pendingin perlu diperhitungkan dan dipastikan bahwa air tersebut akan terus dapat memenuhi kebutuhan standar.

 Akses ke bahan konstruksi dan tenaga kerja lokal

Bahan yang dibutuhkan untuk pembangunan pembangkit listrik tersebut perlu di survey, termasuk penyedia barang dan jasa dalam pembangunannya. Tenaga kerja lokal dapat dijadikan alternatif agar lebih efisien. Selain itu keterlibatan masyarakat sekitar tentu akan berdampak positif jika mereka memiliki ketertarikan dan merasakan manfaat dari pembangkit listrik tersebut. Dengan kata lain, masyarakat akan turut menjaga dan mengembangkan sarana tersebut karena mereka sendiri yang nantinya akan merasakan manfaatnya.

2.4 Prinsip Kerja LEAP dalam Pemodelan Sistem Energi (Heaps, 2012) 2.4.1 Struktur LEAP

Pendekatan yang digunakan oleh LEAP adalah struktur pemodelan dengan pendekatan accounting framework. Struktur ini dapat digunakan untuk membuat model sistem energi dengan variabel-variabel tentang diskripsi fisik sistem energi, biaya, dan dampak lingkungan. Lebih dari sekedar mensimulasikan kebijakan di sisi permintaan dan penyediaan energi, LEAP dapat digunakan untuk menganalisis dampak implementasi kebijakan-kebijakan tentang energi. Dengan demikian,

accounting framework digunakan sebagai alat untuk menganalisis implikasi dari penerapan beberapa skenario permintaan atau penyediaan energi untuk mencapai target-target yang telah ditentukan. Selain itu, LEAP dengan pendekatan accounting framework juga dapat digunakan untuk melakukan eksplorasi sumber energi primer, dampak lingkungan, dan biaya sosial yang ditumbulkan dari beberapa skenario alternatif.

Accounting framework memiliki beberapa kelebihan sebagai berikut:

1. Sederhana, transparan dan fleksibel, dan memerlukan data dasar yang sangat sederhana,

2. Simulasi tidak dilakukan dengan asumsi kompetisi yang ideal,

3. Dapat digunakan untuk menganalisis pemilihan teknologi atau biaya dalam pengembangan sistem energi, dan

4. Sangat berguna dalam aplikasi capacity building.

Di lain pihak, Accounting framework memiliki beberapa kekurangan, antara lain: 1. Tidak secara otomatis dapat mengidentifikasi sistem least-cost, yaitu tidak sesuai untuk sistem yang sangat kompleks dimana perhitungan least-cost dibutuhkan. 2. Tidak dapat menghasilkan perhitungan biaya yang konsisten, yaitu proyeksi permintaan energi dapat tidak konsisten dengan proyeksi konfigurasi penyediaan energi.

Dalam perkembangannya, LEAP sudah dapat dianggap sebagai model hybrid yang menggabungkan antara optimasi, simulasi, dan accounting. Untuk dapat berfungsi sebagai model hybrid, LEAP beroperasi pada dua tahapan, yaitu relasi dasar accounting sebagai fasilitas built-in dan pengguna LEAP dapat menambahkan model simulasi dari hasil yang diperoleh LEAP. Fasilitas perhitungan optimasi saat ini masih dikembangkan di dalam LEAP. Perhitungan optimasi sudah dapat dilakukan untuk menentukan sistem least-cost. LEAP tidak secara langsung digunakan untuk menentukan sistem least-cost, tetapi keluaran dari

LEAP yang berupa teks digunakan sebagai masukan modul optimasi dari Open Source energi Modeling System (OSeMOSYS). Hasil perhitungan optimasi OSeMOSYS dimasukkan kembali ke LEAP untuk ditampikan sebagai hasil dari sistem least-cost.

2.4.2 Kapabilitas Pemodelan dengan LEAP

LEAP terdiri dari 5 buah modul utama, yaitu modul variabel penggerak, modul analisis permintaan energi, modul transformasi energi, modul analisis sumber daya, dan modul teknonogi dan dampak lingkungan. Diagram alir perhitungan yang dilakukan oleh LEAP ditunjukkan dalam Gambar 2.5 Modul variabel penggerak terdiri dari variabel demografi dan makro-ekonomi. Variabel penggerak ini yang akan menentukan permintaan energi di dalam sistem energi yang dimodelkan dengan LEAP. Di dalam modul analisis permintaan energi, besar permintaan energi ditentukan oleh aktivitas penggunaan energi. Aktivitas ini direpresentasikan oleh variabel yang didefinisikan di dalam variabel penggerak. Modul transformasi energi digunakan untuk mensimulasikan proses penyediaan energi. Modul transformasi energi ini dapat terdiri dari proses yang mengubungkan antara sumber energi dengan pengguna energi dan proses konversi energi primer menjadi energi sekunder atau final. Modul analisis sumber daya digunakan untuk mensimulasikan ketersediaan atau cadangan energi primer. Modul ini juga dapat digunakan untuk mensimulasikan aktivitas ekspor dan impor dari suatu wilayah ke wilayah lainnya. Analisis ekspor dan impor sumber daya energi primer dapat dilakukan dengan menggunakan fasilitas region yang ada di dalam LEAP.

Modul analisis dampak lingkungan terdiri dari modul teknologi di dalam modul permintaan energi dan modul transformasi energi serta modul analisis dampak lingkungan dari sektor non-energi. Dari sisi permintaan energi, setiap jenis teknologi pengguna energi dapat disimulasikan setiap jenis emisi yang dihasilkan. Demikian juga di sisi penyediaan energi, emisi yang dihasilkan dapat disimulasikan melalui proses-proses penyediaan energi. Setiap proses penyediaan energi yang berbeda akan menghasilkan emisi-emisi yang berbeda pula. Dengan demikian,

analisis dampak lingkungan dapat dilakukan secara terintegrasi baik dari sisi permintaan energi maupun dari sisi penyediaan energi.

Gambar 2.4 Diagram alir perhitungan di dalam LEAP Sumber : LEAP Indonesia guide, Oetomo Tri Winarno 1997

Analisis cost-benefit dilakukan dengan memanfaatkan fasilitas modul cost di dalam LEAP. Analisis ini dapat dilakukan baik dari sisi permintaan energi maupun sisi penyediaan energi. Dari sisi permintaan energi, analisis ini dapat dilakukan untuk setiap jenis teknologi pengguna energi untuk jenis-jenis biaya kapital, operasi dan pemeliharaan, dan biaya replacement. Di sisi penyediaan energi, analisis yang dapat dilakukan adalah analisis biaya yang terdiri dari biaya kapital, biaya operasi dan pemeliharaan, biaya bahan bakar, dan biaya modul penyediaan energi yang tidak dipengaruhi oleh yang bersifat variabel. Dari sisi penyediaan energi, LEAP menyediakan fasilitas perhitungan biaya yang disebabkan oleh emisi-emisi yang dihasilkan. Analisis ini dilakukan melalui modul environment externality. Melalui modul ini, setiap biaya yang dikeluarkan untuk setiap jenis emisi yang dihasilkan dapat disimulasikan sebagai bagian dari analisis cost-benefit yang terintegrasi.

Secara ringkas, kapabilitas pemodelan sistem energi dengan menggunakan LEAP adalah:

1. Permintaan Energi:

 Pemodelan permintaan energi secara terstruktur,

 Pemodelan permintaan energi berdasarkan perubahan penggunaan jenis energi,

2. Konversi Energi:

 Simulasi jenis-jenis konversi energi (pembangit listrik, transmisi dan distribusi energi listrik, kilang minyak, proses pembuatan arang kayu, penambangan batubara, ekstraksi minyak bumi, produksi ethanol, dan lain sebagainya),

 Sistem dispatch pembangkit listrik berdasrkan LDC.

 Pemodelan ekspansi kapasitas dengan metode exogenous dan endogenous. 3. Sumber Daya Energi:

 Kebutuhan, produksi, dan ekspor dan impor energi primer.

 Perhitungan berdasarkan luar-wilayah untuk sumber energi biomassa dan energi terbarukan.

4. Biaya:

 Semua biaya yang diperlukan di dalam sistem energi yang terdiri dari biaya kapital, oparasi dan pemeliharanan, bahan bakar, efisiensi energi, dan dampak lingkungan.

5. Dampak Lingkungan:

 Semua emisi dan dampak langsung dari sistem energi.  Sumber-sumber sektor non-energi.

2.4.3 Metode-Metode dalam LEAP

LEAP merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk mensimulasikan sistem energi berdasarkan skenario-skenario yang didefinikan oleh pengguna LEAP. Skenario ini merupakan alur yang konsisten dengan tujuan untuk menggambarkan bagaimana suatu sistem energi berkembang dalam kurun waktu tertentu. LEAP dirancang untuk dapat mensimulasikan beberapa skenario baik secara terpisah maupun terintegrasi. Suatu skenario yang disusun dapat mengacu pada skenario lainnya. Dan setiap skenario akan mengacu pada kondisi yang didiskripsikan pada tahun dasar sebagai current account. Dengan demikian, perhitungan yang dilakukan di dalam LEAP tidak bersifat prediktif atau proyektif.

Analisis permintaan energi didalam LEAP bertujuan untuk menentukan permintaan energi dan biaya-biaya yang berhubungan langsung dengan konsumsi energi di dalam suatu model sistem energi. Permintaan energi dimodelkan dengan struktur hirarki yang fleksibel. Permintaan energi dapat dikategorikan berdasarkan sektor pengguna energi, sub-sektor pengguna energi, maupun jenis teknologi pengguna energi. Analisis permintaan energi dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu analisis end-use energi, econometric forecast, dan model stock-turnover.

Di sisi penyediaan energi listrik, simulasi yang dilakukan oleh LEAP didasarkan pada 2 hal, yaitu ekspansi kapasitas pembangkit listrik dan dispatch rule pembangkit listrik. Ekspansi kapasitas pembangkit listrik bertujuan untuk menentukan tambahan kapasitas pembangkit dan jenisnya serta waktu penambahan tersebut untuk memenuhi permintaan energi listrik. Sedangkan dispatch bertujuan untuk menentukan bagaimana pembangkit listrik beroperasi setelah dibangun. Penentuan ekspansi kapasitas pembangkit listrik di dalam LEAP dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu secara exogenous dan secara endegenous. Ekspansi kapasitas pembangkit listrik secara exogenous dilakukan secara manual dengan memasukkan nilai kapasitas dan waktu penambahan kapasitas maupun jadwal retirement pembangkit listrik. Sedangkan ekspansi kapasitas pembangkit listrik secara

endegenous dilakukan secara otomatis oleh LEAP. LEAP akan menentukan besar kapasitas dan waktu penambahan kapasitas tersebut sesuai dengan jenis pembangkit listirk yang telah ditentukan sebelumnya. Dalam menentukan kapasitas secara endogenous, kapasitas yang dihasilkan oleh LEAP bertujuan untuk mempertahankan reserve margin yang telah ditentukan.

Terdapat dua metode dispatch sistem pembangkit listrik di dalam LEAP, yaitu berdasarkan pembangkitan energi listrik secara historis dan berdasarkan dispatch rule sistem pembangkit listrik. Metode dispatch rule yang ada di dalam LEAP mulai dari yang paling sederhana dengan menggunakan persentase dari pembangkitan energi listrik sampai metode merit order dan running cost. LEAP juga dapat mensimulasikan berbagai jenis sistem pembangkit dengan metode dispatch yang berbeda-beda. Sebagai contoh, jenis pembangkit listrik dengan energi primer dari energi terbarukan menggunakan dispatch berdasarkan presentase pembangkitan energi listrik sedangkan jenis pembangkit listrik lainnya menggunakan metode dispatch berdasarkan merit order.

Untuk perhitungan biaya sistem pembangkit listrik, LEAP melakukan perhitungan cost-benefit dari sudut pandang social-cost dengan metode menghitung semua biaya yang berhubungan dengan sistem energi yang dimodelkan dan kemudian membandingkan hasil perhitungan biaya dari beberapa skenario yang dirancang. LEAP melakukan perhitungan elemen-elemen biaya yang terdiri dari:

1. Biaya dari sisi permintaan energi yang dapat dinyatakan dalam biaya total, biaya per-aktivitas, atau biaya efisiensi energi relatif terhadap suatu skenario.

2. Biaya kapital transformasi energi.

3. Biaya tetap dan variabel operasi dan pemeliharaan. 4. Biaya sumber daya energi primer (biaya bahan bakar). 5. Biaya sumber daya energi primer yang diimpor.

6. Keuntungan biaya dari aktivitas ekspor sumber daya energi primer. 7. Biaya externality polusi dari sektor transformasi energi, dan

8. Biaya-biaya lainnya yang dapat didefinisikan seperti biaya program efisiensi energi.

Perhitungan biaya kapital di dalam LEAP merupakan biaya kapital selama periode lifetime dari suatu sistem pembangkit listrik. Metode yang digunakan dalam perhitungan biaya ini menggunakan standard mortage seperti pada persamaan 2.1, 2.2 dan 2.3. Dalam persamaan 2.2 dan 2.3, i merupakan interest rate, n lifetime sistem pembangkit listrik, dan CRF adalah capital recovery factor.

Total Cost = Jumlah Cost x CRF 2.1

��� = . ₋ 2.2

= 1 + � 2.3

2.4.4 Perhitungan Permintaan Energi

Di dalam LEAP, perhitungan permintaan energi dilakukan menggunakan dua metode, yaitu metode energi final dan energi useful. Di dalam analisis permintaan energi final, permintaan energi dihitung sebagai perkalian antara level aktivitas dan intensitas energi. Level aktivitas merupakan ukuran aktivitas sosial dan ekonomi yang mempengaruhi permintaan energi.Sedangkan intensitas energi adalah rata-rata konsumsi energi per teknologi pengguna energi atau per satuan level aktivitas. Selanjutnya, permintaan energi dihitung untuk tahun dasar dan periode simulasi LEAP dengan menggunakan persamaan 2.4:

Db,s,t = TAb,s,t x EIb,s,t 2.4

Dimana :

D : permintaan energi listrik TA : level aktivitas,

EI : intensitas energi,

s : skenario.

t : tahun (dari tahun dasar sampai dengan akhir tahun simulasi). 2.4.5 Perhitungan Kapasitas Pembangkit Listrik

Kapasitas pembangkit listik dapat dihitung secara endogenous untuk mempertahankan nilai planning reserve margin (PRM) yang telah ditentukan. Perhitungan kapasitas pembangkit diawali dengan menghitung nilai kapasitas yang ada dengan persamaan 2.5.

CBA = (CEX + CEN) x Cvalue 2.5

Di mana:

CBA : kapasitas awal (MW). CEX : kapasitas exogenous (MW).

CEN : kapasitas endogenous yang telah ditambahkan (MW). Cvalue : persentase nilai kapasitas aktual (MW).

Sedangkan kapasitas yang dibutuhkan untuk memenuhi beban puncak dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6.

Cpeak =

� [ � / �ℎ ] 2.6

Di mana:

Cpeak : kapasitas untuk memenuhi beban puncak (MW), D : permintaan energi listrik (MWh),

LF : faktor beban sistem.

PRM sebelum ada penambahan kapasitas secara endogenous dihitung berdasarkan persamaan 2.7.

PRMBA = (CBA – Cpeak)/Cpeak 2.7 Dimana PRMBA adalah PRM sebelum ada penambahan kapasitas.

Selanjutnya, kapasitas pembangkit listrik yang diperlukan secara endogenous ditentukan dengan persamaan 2.8.

CENA = (PRM - PRMBA) x Cpeak 2.8

Dimana CENA adalah kapasitas pembangkit listrik yang harus ditambahakan

untuk mempertahankan PRM pada nilai yang sudah ditentukan. Pada akhirnya, LEAP menghitung kapasitas pembangkit listrik yang diperlukan untuk setiap proses pembangkit listrik.

2.4.6 Proses Dispatch Pembangkit Listrik

Dalam perhitungan optimasi, pembangkit listrik di dispatch berdasarkan running cost. Dengan metode dispatch ini, modul pembangkit listrik harus mengikutsertakan load duration curve (LDC). Selanjutnya, LEAP akan mensimulasikan dispatch setiap jenis proses pembangkit listrik baik untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang ditentukan oleh LDC maupun kebutuhan energi listrik secara keseluruhan. Running cost ditentukan dengan persamaan 2.9.

� � �� = � � ���� + _{� �} 2.9 Untuk mensimulasikan proses dispatch pembangkit listrik, LEAP pertama-tama mengurutkan proses pembangkit listrik berdasarkan merit order yang telah ditentukan. Informasi dari proses pengurutan ini digunakan untuk menentukan kapasitas yang tersedia untuk setiap kelompok merit order. Dengan demikian setiap kelompok dengan merit order yang sama akan didispatch secara bersamaan. Selanjutnya, LEAP akan melakukan pendekatan diskrit terhadap LDC yang telah ditentukan dan dibagi kedalam interval time slice seperti pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Komulatif LDC.

Sumber : LEAP Indonesiaguide,Oetomo Tri Winarno 1997

Di dalam gambar 2.7, tinggi setiap interval beban puncak sistem yang diperlukan dikalikan dengan rata-rata persentase beban puncak dari dua titik yang berdekatan pada kurva LDC yang telah ditentukan. Sedangkan lebar setiap interval adalah perbedaan jumlah jam untuk dua buah titik yang berdekatan. Kapasitas untuk memenuhi kebutuhan beban puncak sistem secara keseluruhan ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.6.

Selanjunya, setiap proses pembangkit listrik dispatch berdasarkan interval vertikal untuk memenuhi kebutuhan energi listrik di bawah kurva LDC. Pembangkit listrik untuk memenuhi beban dasar didispatch pertama kali, diikuti dengan pembangkit berikutnya yang digunakan untuk memenuhi beban intermedate dan beban puncak. Untuk merepresentasikan ketersediaan teknis rata-rata setiap pembangkit listrik, ketinggian maksimum setiap interval adalah kapasitas yang tersedia (yaitu penjumlahan kapasitas dikalikan dengan ketersediaan maksimum) untuk setiap kelompok proses pembangkit listrik. Setiap kelompok pembangkit di dispatch sampai daerah di bawah kurva LDC tersisi penuh. Pada saat kapasitas yang tersedia melampaui jumlah yang diperlukan, kapasitas aktual untuk setiap proses yang dispatch dikurangi sedemikian hingga setiap proses dispatch secara proporsional terhadap kapasitas yang tersedia.

2.4.7 Diagram Alir Pemodelan LEAP

Model yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir adalah Long-range Energi Alternatives Planning system (LEAP) dengan diagram alir sebagaimana pada gambar 2.8. LEAP adalah alat pemodelan dengan skenario terpadu berbasis lingkungan dan energi. LEAP menggabungkan analisis terhadap konsumsi energi, transformasi dan produksi dalam suatu sistem energi dengan menggunakan indikator demografi, pembangunan ekonomi, teknologi, harga, kebijakan dan regulasi.

Gambar 2.6 Diagram Alir Pemodelan Leap 2.4.8 Simulasi LEAP

Untuk melakukan simulasi menggunakan LEAP, perlu melihat kembali data yang dimiliki.Hal ini dimungkinkan karena algoritma LEAP yang memiliki fleksibilitas tinggi yang memberi keluasan bagi pengguna dalam melakukan

simulasi. LEAP dapat diatur sesuai data yang dimiliki. Apabila data yang dimiliki sangat lengkap seperti emisi buang, teknologi pembangkitan, hingga peralatan elektronik dan penerangan dalam bangunan mampu diakomodasi oleh LEAP. Demikian juga apabila data yang dimiliki sangat terbatas seperti simulasi pada penelitian ini dimana hanya memiliki data yang berkaitan dengan konsumsi energi listrik pun dapat digunakan.

Langkah pertama dalam simulasi adalah mengatur dan menentukan parameter dasar simulasi.Di dalam parameter dasar, lingkup kerja ditentukan yaitu hanya pada analisis permintaan (demand). Kemudian menentukan tahun dasar simulasi.Dalam penelitian ini yang digunakan sebagai tahun dasar adalah tahun 2014, setelah itu menentukan batas akhir periode simulasi yaitu tahun 2024. Yang terakhir adalah menentukan unit satuan yang digunakan seperti unit energi, unit panjang, massa dan mata uang.

Proses analisis data dengan menggunakan software LEAP disediakan empat modul utama dan tiga modul tambahan. Modul utama adalah modul-modul standar yang umum digunakan dalam pemodelan energi, yaitu :

A. Modul Key Assumption

Modul Key Assumption adalah untuk menampung parameter-parameter umum yang dapat digunakan pada Modul Demand maupun Modul Transformation. Parameter umum ini misalnya adalah jumlah penduduk, PDB (Produk Domestik Bruto) dan sebagainya. Modul Key Assumption ini sifatnya komplemen terhadap modul lainnya.

B. Modul Demand

Modul Demand adalah menghitung permintaan energi-energi.Pembagian sektor pemakai energi sepenuhnya dapat dilakukan sesuai kebutuhan pemodel, permintaan energi didefinisikan sebagai perkalian antara aktifitas pemakaian energi (misalnya jumlah penduduk,

jumlah kendaraan, volume nilai tambah, dan sebagainya) dan intensitas pemakaian energi yang bersangkutan.

C. Modul Transformation

Modul Transformation adalah menghitung pemasokan energi, pemasokan energi dapat terdiri atas produksi energi primer (gas bumi, minyak bumi, batu bara dan sebagainya) dan energi sekunder (listrik, bahan bakar minyak, LPG, briket, batubara, arang dan sebagainya). Susunan cabang dalam modul Transformation sudah ditentukan strukturnya, yang masing-masing kegiatan transformasi energi terdiri atas proses dan output. D. Modul Resources

Modul Resources adalah terdiri dari primer dan sekunder. Kedua cabang ini sudah default. Cabang-cabang dalam modul Resources akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul Transformation. Beberapa parameter perlu diisikan, seperti jumlah cadangan (minyak bumi, gas bumi, batubara dan sebagainya) dan potensi energi (tenaga air, panas bumi, tenaga angin, biomasa, dan sebagainya).

Dan modul tambahan adalah pelengkap terhadap modul utama jika diperlukan yaitu :

 Modul Statistical Differences

Modul Statistical Differences adalah menuliskan asumsi-asumsi selisih data antara data demand dan supply karena perbedaan dalam pendekatan perhitungan demand dan perhitungan supply energi. Cabang-cabang dalam modul Statistical Differencesakan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul Demand. Pada umumnya Statistical Differences pada pemodelan nol.

 Modul Stock Changes

Modul Stock Changes adalah untuk menuliskan asumsi-asumsi perubahan stok atau cadangan energi pada awal tahun tertentu dengan aawal tahun berikutnya. Cabang-cabang dalam modul Stock Changesakan muncul

dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodulkan dalam modul Transformation. Pada umumnya perubahan pemodelan dianggap nol.

 Modul Non-Energy Sector Effect

Modul Non-Energy Sector Effect adalah untuk menempatkan variabel-variable dampak negatif kegiatan sektor energi, seperti tingkat kecelakaan, penurunan kesehatan, terganggunya ekosistem dan sebagainya. Susunan modul diatas sudah baku. LEAP akan mensimulasikan model berdasar susunan tersebut dari atas ke bawah. Simulasi LEAP bersifat straight forward, tidak ada feedback antara Demand dan Supply Energy. Permintaan energi dianggap selalu dipenuhi oleh pemasokan energi yang berasal dari transformasi energi domestik maupun impor energi.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Alat Penelitian

Untuk menganalisis data dari hasil penelitian ini dengan menggunakan software LEAP (Long-range Energi Alternatives Planning system).

3.2Bahan Penelitian

Bahan yang menjadi objek penelitian antara lain:

1. Data asumsi pertumbuhan ekonomi, dan pertumbuhan penduduk. 2. Data volume sampah perhari perton.

3. Data beban yang di supply dari pembangkit ke PLN. 3.3 Langkah-langkah Penyusunan Karya Tulis

 Studi Pendahuluan

 Indentifikasi dan Perumusan Masalah  Studi Pustaka

 Pengumpulan Data  Pengolahan Data

 Analisis Data Penulisan Skripsi 1. Studi Pendahuluan

Studi pendahuluan adalah tahap awal dalam metodologi penulisan. Pada tahap ini dilakukan studi pustaka dengan mencari sumber literatur sebagai tujuan untuk mengetahui informasi-informasi awal keadaan demografi Provinsi DKI Jakarta.

2. Identifikasi dan Perumusan Masalah

Setelah diadakan studi pendahuluan, permasalahan kekurangan pasokan listrik di Provinsi DKI Jakarta dapat diidentifikasi. Kemudian penyebab dari permasalahan dapat ditelusuri. Permasalahan yang diangkat menjadi topik adalah sampah kota dalam pemenuhan pasokan energi listrik dengan memperhitungkan kajian emisi dan biaya yang akan dikeluarkan.

3. Studi Pustaka

Studi pustaka dilakukan untuk mencari informasi-informasi tentang teori, metode dan konsep yang relevan dengan permasalahan. Sehingga dengan informasi-informasi tersebut dapat digunakan sebagai acuan dalam penyelesaian permasalahan. Studi pustaka yang dilakukan dengan mencari informasi dan referensi dalam bentuk buku, jurnal serta informasi dari internet maupun sumber-sumber lainnya seperti konsultasi dengan dosen. 4. Pengumpulan Data

Pengumpulan data ini dilakukan dengan menggali informasi yang berhubungan langsung dengan keadaan demografi di Provinsi DKI Jakarta seperti data jumlah pelanggan energi listrik, jumlah sampah organik dari tempat pembuangan akhir (TPST) yang berada di Provinsi DKI Jakarta. 5. Pengolahan Data

Setelah data terkumpul, maka langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Long-range Energi Alternatives Planning system (LEAP). Metode pemodelan dalam LEAP adalah akunting (accounting) permintaan energi atau pemasokan energi. Dalam metode akunting ini dihitung dengan menjumlahkan pemakaian dan pemasokan energi pada masing-masing jenis kegiatan.

6. Analisa Data

Dari simulasi akan didapatkan suatu hasil yang nantinya akan dianalisis. Data yang dianalisis adalah potensi energi biomassa, dan sampah kota dalam pemenuhan pasokan energi listrik disertai dengan kajian emisi dan biaya yang dikeluarkan.

7. Pembuatan Karya Tulis

Setelah selesai melakukan pengolahan data, maka langkah berikutnya adalah menyusun karya tulis sesuai dengan peraturan yang baku.

3.4 Lokasi Penelitian

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Sumber : Google Maps

Pelaksanaan penelitian ini berlokasi di Provinsi DKI Jakarta. Adapun alasan memilih lokasi penelitian tersebut, yaitu penulis berdomisili disana sehingga memudahkan dalam proses pengambilan data serta melihat besarnya potensi

bahan baku Biomassa, dan Sampah kota yang dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi listrik.

3.5 Jadwal Kegiatan Penelitian

Tabel 3.1 Menjelaskan tentang kegiatan yang dilakukan dalam penelitian, untuk memberikan gambaran yang lebih jelas maka bisa lihat tabel dibawah ini.

Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan Penelitian

Kegiatan Bulan Pertama Bulan Kedua Bulan Ketiga

Minggu Minggu Minggu

I II III IV I II III IV I II III IV Studi

Pendahuluan Identifikasi dan Perumusan Masalah Studi Pustaka Pengumpulan Data

Pengolahan Data

Analisa Data Pembuatan Karya Tulis

3.6 Diagram Alir Pemodelan LEAP

Model yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir adalah Long-range Energi Alternatives Planning system (LEAP) dengan diagram alir sebagaimana

pada gambar 3.1. LEAP adalah alat pemodelan dengan skenario terpadu berbasis lingkungan dan energi. LEAP menggabungkan analisis terhadap konsumsi energi, transformasi dan produksi dalam suatu sistem energi dengan menggunakan indikator demografi, pembangunan ekonomi, teknologi, harga, kebijakan dan regulasi.

Gambar 3.2 Diagram Alir Pemodelan LEAP

3.7 Simulasi LEAP

Untuk melakukan simulasi menggunakan LEAP, perlu melihat kembali data yang dimiliki. Hal ini dimungkinkan karena algoritma LEAP yang memiliki fleksibilitas tinggi yang memberi keluasan bagi pengguna dalam melakukan

simulasi. LEAP dapat diatur sesuai data yang dimiliki. Apabila data yang dimiliki sangat lengkap seperti emisi buang, teknologi pembangkitan hingga peralatan elektronik dan penerangan dalam bangunan mampu diakomodasi oleh LEAP. Demikian juga apabila data yang dimiliki sangat terbatas seperti simulasi pada penelitian ini dimana hanya memiliki data yang berkaitan dengan konsumsi energi listrik pun dapat digunakan.

Langkah pertama dalam simulasi ini adalah mengatur dan menentukan parameter dasar simulasi. Di dalam parameter dasar, lingkup kerja ditentukan yaitu hanya pada analisis permintaan (Demand). Kemudian menentukan tahun dasar simulasi. Yang terakhir adalah menentukan unit satuan yang digunakan seperti unit energi, unit panjang, massa dan mata uang.

Proses analisis data menggunakan software LEAP disediakan empat modul utama dan tiga modul tambahan. Modul utama adalah modul-modul standar yang umum digunakan dalam pemodelan energi, yaitu :

a. Key Assumption b. Demand

c. Transformation d. Resources

Dan modul tambahan adalah pelengkap terhadap modul utama jika diperlukan, yaitu:

a. Statistic Differences b. Stock Changes

Modul Key Assumption

Modul Key Assumption adalah untuk menampung parameter-parameter umum yang dapat digunakan pada modul Demand maupun modul Transformation. Parameter umum ini misalnya adalah jumlah penduduk, PDB (Produk Domestik Bruto) dan sebagainya. Modul Key Assumption ini sifatnya komplemen terhadap modul lainnya.

Modul Demand

Modul Demand adalah menghitung permintaan energi-energi. Pembagian sektor pemakai energi sepenuhnya dapat dilakukan sesuai kebutuhan pemodel, permintaan energi didefinisikan sebagai perkalian antara aktifitas pemakai energi (misalnya jumlah penduduk, jumlah kendaraan, volume nilai tambah dan sebagainya) dan intensitas pemakaian energi yang bersangkutan.

Modul Transformation

Modul Transformation adalah menghitung pemasokan energi, pemasokan energi dapat terdiri atas produksi energi primer (gas bumi, minyak bumi, batu bara dan sebagainya) dan energi skunder (listrik, bahan bakar minyak, LPG, briket, batubara, arang dan sebagainya). Susunan cabang dalam modul Transformation sudah ditentukan strukturnya, yang masing-masing kegiatan transformasi energi terdiri atas proses dan output.

Modul Resources

Modul Resources adalah terdiri dari primer dan skunder. Kedua cabang ini sudah default. Cabang-cabang dalam modul Resources akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul Transformation. Beberapa parameter perlu diisikan, seperti jumlah cadangan (minyak bumi, gas bumi, batubara dan sebagainya) dan potensi energi (tenaga air, tenaga angin, biomassa dan sebagainya).

Modul Statistical Differences

Modul Statistical Differences adalah menuliskan asumsi-asumsi selisih dan antara data Demand dan Supply karena perbedaan dalam pendekatan perhitungan Demand dan perhitungan Supply energi. Cabang-cabang dalam modul statistical differences akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul Demand. Pada umumnya statistical differences pada pemodelan nol.

Modul Stock Changes

Modul Stock Changes adalah untuk menuliskan asumsi-asumsi perubahan stok atau cadangan energi pada awal tahun tertentu dengan tahun berikutnya. Cabang-cabang dalam modul Stock Changes akan muncul sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul Transformation. Pada umumnya perubahan pemodelan dianggap nol.

Modul Non-Energy Sector Effect

Modul Non-Energy Sector Effect adalah untul menempatkan variabel-variabel dampak negatif kegiatan sektor energi, seperti tingkat kecelakaan, penurunan kesehatan, terganggunya ekosistem dan sebagainya. Susunan modul diatas sudah baku. LEAP akan mensimulasikan model berdasar susunan tersebut dari atas ke bawah. Simulasi LEAP bersifat straight forward, tidak ada feedback antara Demand dan Supply energi. Permintaan energi dianggap selalu dipenuhi oleh pemasokan energi yang berasal dari transformasi energi domestik maupun impor energi.

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Asumsi Dasar

4.1.1 Keadaan Demografis Provinsi DKI Jakarta

DKI Jakarta merupakan daerah yang terletak di 5° 19' 12" - 6° 23' 54" LS dan 106° 22' 42" - 106° 58' 18"BT. Secara geologis, seluruh dataran terdiri dari endapan pleistocene yang terdapat pada ± 50 m dibawah permukaan tanah. Bagian selatan terdiri atas lapisan alluvial, sedang dataran rendah pantai merentang ke bagian pedalaman sekitar 10 km. Di sebelah utara membentang pantai sepanjang 35 km, yang menjadi tempat bermuaranya 13 buah sungai dan 2 buah kanal. Di sebelah selatan dan timur berbatasan dengan Kota Depok, Kabupaten Bogor, Kota Bekasi dan Kabupaten Bekasi, sebelah barat dengan Kota Tangerang dan Kabupaten Tangerang, serta di sebelah utara dengan Laut Jawa. Peta provinsi DKI Jakarta disajikan pada Gambar 4.1.

Berdasarkan administrasi wilayah, Provinsi DKI Jakarta terbagi menjadi 5 wilayah Kota administrasi dan satu Kabupaten administratif, yakni: Kota administrasi Jakarta Pusat dengan luas 47,90 km2, Jakarta Utara dengan luas 142,20 km2, Jakarta Barat dengan luas 126,15 km2, Jakarta Selatan dengan luas 145,73 km2, dan Kota administrasi Jakarta Timur dengan luas 187,73 km2, serta Kabupaten Administratif Kepulauan Seribu dengan luas 11,81 km2.

Jumlah penduduk DKI Jakarta tahun 2015 berdasarkan proyeksi penduduk hasil sensus penduduk 2010 sebesar 10.075.310 jiwa dengan laju pertumbuhan penduduk pertahun sebesar 1,05 persen.

Kepadatan penduduk DKI Jakarta tahun 2014 adalah 15.212 jiwa setiap 1 km2. Kota Jakarta Pusat memiliki kepadatan penduduk tertinggi di Provinsi DKI Jakarta yaitu sebesar 18.915 jiwa/km2_.

Gambar. 4.1 Peta Provinsi DKI Jakarta Sumber : Google Peta DKI Jakarta

Tabel 4.1 Jumlah Penduduk Provinsi DKI Jakarta Menurut Kabupaten/Kota dan Jenis Kelamin, 2014

No Kabupaten/Kota Penduduk

Laki-Laki Perempuan Jumlah 1 Kepulauan Seribu 11.629 11.382 23.011

2 Jakarta Selatan 1.086.989 1.077.081 2.164.070 3 Jakarta Timur 1.424.565 1.393.429 2.817.994 4 Jakarta Pusat 455.668 454.713 910.381 5 Jakarta Barat 1.231.126 1.199.284 2.430.410 6 Jakarta Utara 859.948 869.496 1.729.444 DKI Jakarta 5.069.925 5.005.385 10.075.310

Sumber: BPS Provinsi DKI Jakarta,2015

Tabel 4.2 Luas Wilayah, Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk Provinsi DKI Jakarta

No Kabupaten/Kota

Luas Area (km2)

Jumlah Penduduk

1 Kepulauan Seribu 8,70 23.011

2 Jakarta Selatan 141,27 2.164.070

3 Jakarta Timur 188,03 2.817.994

4 Jakarta Pusat 48,13 910.381

5 Jakarta Barat 129,54 2.430.410

6 Jakarta Utara 146,66 1.729.444

DKI Jakarta 662,33 10.075.310

4.1.2 Pertumbuhan Ekonomi (Stastistik Daerah Provinsi DKI Jakarta)

Salah satu indikator pertumbuhan ekonomi suatu daerah ialah nilai Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) yang dimiliki daerah tersebut. PDRB adalah jumlah nilai tambah yang dihasilkan oleh seluruh unit usaha di suatu wilayah sehingga sangat erat kaitannya dengan pertumbuhan ekonomi. Selama tahun 2010 hingga 2014 rata-rata besaran PDRB atas dasar harga berlaku yang tercipta pertahun di DKI Jakarta adalah Rp 1.395,5 triliun. Bila di bandingkan dengan total PDRB seluruh Indonesia, nilai ini berada kisaran 16 persen terhadap total PRDB provinsi se-Indonesia. Dengan kontribusi yang sebesar ini dapat di katakan perkembangan perekonomian Jakarta cukup mempegaruhi kondisi perekonomian nasional.

Setelah menunjukan pertumbuhan 6,73 persen pada tahun 2011, pada tahun-tahun berikutnya pertumbuhan ekonomi DKI Jakarta mengalimi perlambatan yaitu 6,53 persen pada 2012, 6,11 persen pada tahun 2013 dan 6,05 persen dan pada tahun 2014. Kondisi ini terus berlanjut hingga paruh pertama tahun 2015 dimana pertumbuhan ekonomi DKI Jakarta tumbuh melambat pada level 5,11 persen bila di bandingkan semester yang sama tahun 2014. Perlambatan ini utamanya dipengaruhi oleh belum pulihnya perekonomian global sehingga menahan laju ekspor produk Jakarta.

Struktur ekonomi DKI Jakarta sangat didominasi oleh kelompok sektor tersier (jasa) atau di kenal juga dengan sebutan sektor non-tradable. Sektor jasa disebut sektor non-tradable karena pada umumnya tidak langsung menghadapi persaingan dengan luar negri (non-traded). Gerak perekonomian yang berputar di Provinsi DKI Jakarta sangat kental sekali dengan kelompok sektor tersier, mulai dari perdagangan, pasar uang dan pasar saham, pusat pemerintahan, pusat-pusat pendidikan, serta bertebaran kantor pusat dari berbagai usaha konglemarasi di Indonesia.

Tabel 4.3 PDRB Menurut Lapangan Usaha Atas Dasar Harga Konstan (Milyar Rupiah), 2014

No Lapangan Usaha PRDB(Miliyar/Rupiah)

1 Pertanian, Kehutanan, dan Perikanan 1.354.586 2 Pertambangan dan Penggalian 2.976.969

3 Industri dan Pengolahan 178.116.721

4 Pengadaan Listrik, Gas 3.743.487

5 Pengadaan Air, Pengelolaan Sampah, Limbah dan Daur Ulang

633036

6 Bangunan 187.587.111

7 Perdagangan Besar dan Eceran;Reparasi Mobil dan Sepeda Motor

228.818.210

8 Transportasi dan Pergudangan 41.774.389 9 Penyediaan Akomodasi dan Makan Minum 68.995.365

10 Informasi dan Komunikasi 128.573.633

11 Jasa Keuangan dan Asuransi 141.289.441

12 Real Estat 93.399.192

13 Jasa Perusahaan 98.965.444

14 Administrasi Pemerintahan, Pertahanan dan Jaminan Sosial Wajib

61.594.054

16 Jasa Kesehatan dan Kegiatan Sosial 21.775.260

17 Jasa lainnya 47.953.681

Jumlah 1.374.348.612

Sumber: BPS Provinsi DKI Jakarta, 2014 4.2 Kondisi Kelistrikan di Provinsi DKI Jakarta 4.2.1 Data Pembangkit Existing

Kebutuhan kelistrikan di Provinsi DKI Jakarta dilayani dari energi transfer dari sistem interkoneksi Jawa-Madura-Bali (JAMALI) sebagai pemasok utama melalui jaringan SUTET (500 kV) dan SUTT (150 kV dan 70 kV), disamping pasokan dari PLTU-PLTGU Muara Karang dan Priok. Sistem Jamali dalam kondisi “Siaga”.

Saat ini rasio elektrifikasi Provinsi DKI Jakarta sudah mencapai 100,00 % dan rasio desa berlistrik sebesar 100,00 %.

Total kapasitas terpasang pembangkit tenaga listrik yang ada di Provinsi DKI Jakarta sampai dengan tahun 2014 adalah sekitar 3.690MW yang seluruhnya dimiliki oleh PLN. Adapun berdasarkan jenisnya, kapasitas terpasang pembangkit tersebut terdiri dari PLTU minyak/gas sekitar 500 MW, PLTG sekitar 52 MW, dan PLTGU sekitar 3.139 MW. Konsumsi tenaga listrik untuk Provinsi DKI Jakarta hingga akhir tahun 2014 mencapai sekitar 41.269 GWh dengan komposisi konsumsi per sektor pemakai untuk rumah tangga sekitar 14.328 GWh (34,7%), bisnis sekitar 12.624 GWh (30,6%), industri sekitar 11.401 GWh (27,6%), publik sekitar 2.916 GWh (7,1%).

Secara detail pembangkit listrik di DKI Jakarta menurut kepemilikan dibagi atas dua jenis yaitu PJB dan Indonesia Power. Secara kelistrikan di provinsi DKI Jakarta terdapat 6 sub-sistem yaitu:

Lampiran 9. NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) | COST AND PERFORMANCE DATA FOR POWER GENERATION TECHNOLOGIES

Lampiran 10. Faktor Kapasitas (NREL)

Biomass - MSW

Capacity Factor

75 %

Debt

–

Years

20

Capital

Cost

($’000/kw

installed)

$8.312,00

Project Life (years)

30

Lampiran 11. Data Beban dari Power House Bantar Gebang

Tahun Kontrak Volume Ter-Realisasi (LFG) 2008

2009

2010 kWh 609.184 2011 kWh 31.602.776 2012 kWh 52.758.923 2013 kWh 39.361.920 2014 kWh 31.324.800 2015 kWh 42.048.000

Lampiran 12. Data Sampah Dari Dinas Kebersihan DKI Jakarta

REKAP TONASE DAN VOLUME SAMPAH DI TPST BANTAR GEBANG

TAHUN 2010-2015

NO TAHUN TONASE

RATA-RATA/HARI

1 2010 1.847.675.25 5.062.12

2 2011 1.888.085.22 5.172.84

3 2012 1.921.226.05 5.263.63

4 2013 2.062.776.98 5.651.44

5 2014 2.067.534.86 5.664.48