Energi Listrik Terdistribusi dan Partisi
DOC V.2.4
Revolusi Ketahanan Energi Listrik Indonesia:
Energi Listrik Terdistribusi dan
Partisipasi Masyarakat
Raymond Simanjorang
Februari 2016
Optimalisasi teknologi fotovoltaik (Pembangkit Listrik Tenaga Surya, PLTS)
dengan implementasi pembangkitan/penyimpanan terdistribusi
untuk solusi ketahanan energi listrik Indonesia.
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Kondisi Kelistrikan (2 November 2015) Æ 3 Normal, 11 Siaga, dan 9 Defisit
Batam
284 MW
1,62%
Tj. Pinang
52 MW
16,86 %
Kalbar
357 MW
-8,40%
Kaltimra
490 MW
0,30%
Sumbar-Riau-Jambi
1,284 MW
-7,19%
Kalselteng
547 MW
-12,74%
Sumbagsel
1,681 MW
-7,60%
Belitung
35 MW
-9,86%
Kendari
70 MW
-21,75%
Ternate
92 MW
10,37%
Palu
100 MW
2,90%
Bangka
126 MW
12,95%
Aceh-Sumut
1,852 MW
-6,42%
Sulutgo
293 MW
-16,43%
Jawa-Bali
24,066 MW
0,24%
Sulselbar
928 MW
5,26%
Lombok
208 MW
-10,87%
Jayapura
69 MW
2,25%
NTT
87 MW
10,04%
Bima Sumbawa
75 MW
9,89%
Sorong
137 MW
16,27%
Ambon
52 MW
29,37%
Kupang
55 MW
0,49%
Total Sistem
Kapasitas Pembangkit
Konsumsi
Produksi
UU 30/2007 tentang Energi, Pasal 6 ayat (2):
23 Sistem
53.585 MW*)
199 TWh
228 TWh
Secara definisi sudah dapat mendeklarasikan KRISIS.
Normal = Cadangan > 20%; Siaga = Cadangan < 1 Unit Tebesar; Defisit = Pemadaman Sebagian
Sumber: Paparan Menteri ESDM, Bandung 3 Agustus 2015 dan Staf Ahli Menteri ESDM, Solo 9 November 2015
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Tingginya Pertumbuhan Permintaan Listrik
Proyeksi Permintaan Listrik Î ±8.4% per tahun
Sumatera (TWh)
Indonesia Timur (TWh)
828
659
312
347
2015
2016
427
2018
528
2020
2022
2024
Produksi Total Indonesia (TWh)
Jawa-Bali (TWh)
Permintaan Total (TWh)
3,244
1,654 1,783
2015
2016
2,071
2018
2,395
2020
253
2,786
2022
2024
276
299
327
467
507
550
359
394
429
392
427
464
361
2021
2022
2023
2024
239
283
307
219
260
332
2015
2016
2017
2018
2019
2020
226
258
2015
2016
331
2018
400
2020
478
2022
571
2024
Asumsi Produksi
jika pembangunan
pembangkit tidak
ada kendala dan
sesuai jadwal.
Sumber: RUPTL PT PLN 2015 - 2024
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Mengejar Permintaan Dengan Pembangkit Tersentralisasi
Rencana Kapasitas Pembangkit, Transmisi, Gardu Induk dan Perkiraan Pendanaan
Sumatera
11,327 MW
Kalimantan
Juta USD
76 Pembangkit
14,282
2,852 MW
40 Pembangkit
4,000
739 MW
68 Transmisi
1,122
1,017 kms
324
770 MVA
19,305 kms
210 Transmisi
3,840
7,883 kms
32,406 MVA
398 Gardu Induk
2,475
3,910 MVA
Jawa - Bali
23,863 MW
49 Pembangkit
Juta USD
43 Pembangkit
992
15 Transmisi
148
25 Gardu Induk
Sulawesi - Nusra
61
Juta USD
28,955
4,159 MW
83 Pembangkit
5,434
7,207 kms
90 Transmisi
1,169
349 Transmisi
4,615
66,083 MVA
672 Gardu Induk
5,114
INDONESIA
115 Gardu Induk
Juta USD
11,185 kms
Juta USD
42,940 MW
291 Pembangkit
53,663
46,597 kms
732 Transmisi
10,894
108,789 MVA
1,375 Gardu Induk
8,386
Total
Maluku - Papua
Juta USD
72,943
5,620 MVA
165 Gardu Induk
412
Pembangkit tersentralisasi membutuhkan infrastruktur
penyaluran berupa jaringan transmisi dan gardu induk:
Pembangunan baru / peningkatan kapasitas yang ada
Biaya investasi + operasional dan pemeliharaan
Rugi-rugi energi pada jaringan transmisi
Sumber: Paparan Menteri ESDM, Bandung 3 Agustus 2015 dan Staf Ahli Menteri ESDM, Solo 9 November 2015
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Rasio Elektrifikasi Indonesia dan ASEAN
Rasio Elektrifikasi 2014 Æ 84,35%
Kepri
Kalbar
Kalteng
Kaltara
Gorontalo
74,06%
79,77%
67,23%
68,64%
74,65%
Provinsi lain
Provinsi
lain 80%
Sulteng
Papua Barat
Papua
77,81%
43,46%
75,58%
Sumsel
76,38%
Sultra
66,78%
Sulbar
74,11%
Thailand
Vietnam
Filipina
100%
97,6%
89,7%
Malaysia
Singapura
100%
100%
Brunei
100%
Indonesia
Rasio Elektrifikasi
Negara ASEAN
NTB
NTT
68,05%
58,91%
?
Definisi rasio elektrifikasi di Indonesia:
• Perbandingan antara jumlah rumah tangga yang
teraliri listrik vs total jumlah rumah tangga
• Tidak jelas menjelaskan konsumsi energi per
kapita (penekanan pada penerangan saja).
84,35%
Sumber : Kementerian ESDM
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Alur Pikir Revolusi Ketahanan Energi Listrik Indonesia (1)
Tantangan
Hambatan Solusi Saat Ini
• Pertumbuhan permintaan yang tinggi
disertai dengan peningkatan kualitas layanan
Æ pemadaman dll.
• Permasalahan lahan dan perijinan pembangunan
pembangkit besar serta jalur transmisi.
• Sumber energi primer yang kurang ramah
lingkungan dan rentan dengan kondisi alam.
• Persiapan jangka panjang menghadapi
berkurangnya energi primer Æ bauran
energi.
• Elektrifikasi daerah yang belum merasakan
listrik Æ keadilan pembangunan.
#
• Kurang siap menghadapi situasi krisis non teknis.
• Pencapaian elektrifikasi mahal dan tidak tepat
dalam penerapan teknologi serta tidak mampu
mendorong aktivitas ekonomi lokal.
Solusi Saat Ini
• Membangun pembangkit kapasitas besar yang tersentralisasi:
o Butuh peningkatan kapasitas / pembangunan baru infrastruktur
transmisi Æ mahal dan rugi-rugi jaringan transmisi.
o Lebih mengutamakan energi primer berbasis fosil (batubara ) Æ
terbatas dan tidak ramah lingkungan (menyumbang emisi karbon).
o Mendorong energi baru seperti air dan panas bumiÆ rentan dengan
kondisi alam dan membutuhkan perencanaan lama.
• Interkoneksi antar sistem untuk penyaluran energi listrik:
o Rentan gangguan dan akan menyulitkan dalam menghadapi situasi
krisis non teknis seperti bencana alam, aksi teror, sabotase, perang dll.
• Elektrifikasi daerah terpencil/terisolir:
o Mendorong penggunaan PLTS
Biaya mahal karena butuh penyimpanan baterai (yang
terpusat) untuk operasi malam hari Æ Penggunaan
baterai terpusat dalam jumlah besar membutuhkan
dana besar pada saat penggantian.
Seharusnya untuk menunjang perkotaan dimana
aktivitas perkantoran, bisnis dan industri terjadi pada
pagi-sore hari.
o Terkesan mengejar rasio elektrifikasi dengan adanya
listrik (meskipun hanya penerangan).
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Alur Pikir Revolusi Ketahanan Energi Listrik Indonesia (2)
Revolusi Solusi
Revolusi Solusi = Revolusi Mental
1. Model pembangkitan terdistribusi PLTS .
• Merubah pola pembangkitan dan penyimpanan
energi listrik dari tersentralisasi menjadi
terdistribusi.
o Melakukan pemenuhan kebutuhan energi
lokal dengan pembangkitan skala utilitas (IPP),
dan residensial dengan insentif harga.
• Mendorong partisipasi masyarakat dalam
pencapaian ketahanan energi listrik.
o Peningkatan kapasitas jaringan distribusi
PLN dengan masuknya energi dari
pembangkitan baik IPP maupun residensial
• Elektrifikasi harus diarahkan pada mendorong
aktivitas produktif dan bukan hanya penerangan.
o Transmisi hanya untuk ekspor/impor
kelebihan/kekurangan energi listrik.
• Menggunakan teknologi dengan penerapan yang
tepat, ramah lingkungan, berkelanjutan, bersifat
moduler dan dapat diaplikasikan oleh masyarakat
dengan mudah.
Æ PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya).
2. Revitalisasi pola elektrifikasi PLTS selama
ini dengan merubah model penyimpanan
(baterai) terpusat menjadi penyimpanan
terdistribusi.
o Menjadi unit usaha yang dikelola oleh
pemerintah setempat/masyarakat melalui
BUMD, BUMDes maupun koperasi.
3. Perubahan mental pengelolaan untuk
pencapaian ketahanan energi listrik:
o Beban tidak hanya dipikul oleh PLN namun
didistribusikan kepada masyarakat Æ
perubahan pola pengelolaan PLN.
o Perilaku konsumtif energi akan menjadi efisien
Æ perubahan mindset konsumen ke
produsen.
o Elektrifikasi harus mendorong kegiatan
produktif dan dapat menyesuaikan
peningkatan kebutuhan di sisi konsumen.
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Indonesia adalah
salah satu dari 66 negara
di area sunbelt, dengan
total populasi 75%
penduduk dunia.
35°N
0°
• Negara-negara yang berada di area
sunbelt mengkonsumsi 39% dari
17.900 TWh produksi total listrik
dunia.
35°S
• Prediksi pertumbuhan konsumsi
listrik sebesar 150% dalam 20 tahun
mendatang.
• Sekitar 1.5 miliar penduduknya
belum mendapat akses kepada
listrik.
• Infrastruktur listrik yang
tertinggal dan harga listrik relatif
tinggi.
• Negara-negara yang berada di area
sunbelt memiliki potensi irradiasi
sinar matahari yang sangat tinggi.
• Solar cells sangat kompetitif pada
masa-masa mendatang.
Sumber: European Photovoltaic Industry Association (EPIA)
• Indonesia memiliki 14 (empat
belas) jam matahari dari Merauke
ke Sabang.
• Potensi matahari menjadi listrik
berdasarkan luas wilayah (darat
dan perairan) Indonesia 7 juta – 11
juta TWh / tahun.
• Dapat mempercepat inisiatif
elektrifikasi dan merangsang
kegiatan ekonomi.
• PLTS merupakan sumber jangka
panjang energi dengan biaya
operasional yang rendah.
• Saat ini PLTS bisa bersaing dengan
generator diesel sebagai pembangkit
beban puncak (peaker) dan di tahuntahun mendatang akan sangat
kompetitif terhadap semua
pembangkit listrik yang ada.
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Teknologi Fotovoltaik (PLTS) di Indonesia
Indonesia berada di garis
katulistiwa dimana matahari
bersinar sepanjang tahun dengan
radiasi rata-rata sebesar 4,8
kWh/m².
• Sumber energi gratis dari matahari
(hampir tidak membutuhkan biaya bahan
bakar).
• Bersifat moduler sehingga dapat
menyesuaikan kebutuhan, mulai dari
skala residensial sampai skala
pembangkitan terpusat (utilitas).
Pembangkitan Pagi-Sore
PLTS dan Kebutuhan Lahan
• PLTS memproduksi listrik pada
pagi sampai sore hari:
• Menyesuaikan dengan kebutuhan
energi dan ketersediaan lahan.
o Di Indonesia, sistem PLTS
beroperasi pada pukul 06 - 18.
o Energi untuk malam hari dapat
disimpan pada baterai.
• Dapat mendukung aktivitas
perkantoran, bisnis dan industri.
• Dengan sifat modular, PLTS dapat
diaplikasikan pada:
o Lahan tanah (ground-mounted)
o Perairan (floating platform)
o Atap bangunan (rooftop)
Peta Radiasi Matahari Indonesia
• Dapat dibangun dalam waktu singkat
hampir dimana saja selama sinar
matahari tidak terhalang oleh obyek
apapun.
• Dapat dioperasikan secara otomatis dan
dikontrol dari jarak jauh melalui jaringan
internet.
• Dapat menjadi solusi efisiensi BBM
untuk pembangkitan yang selama ini
menggunakan genset.
Sumber: Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN)
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Radiasi Matahari di Indonesia
Rata-Rata Radiasi Matahari Bulanan (KWh/m²)
5.55
5.29
5.18
5.10
5.06
4.95
Jan
Feb
5.48
Mar
Apr
4.99
4.99
May
Jun
5.12
Jul
Aug
Sep
Oct
4.88
4.87
Nov
Dec
4.89
5.82
5.67
5.25
5.03
5.83
5.41
5.98
4.83
5.00
4.87
5.12
6.30
5.42
5.46
5.05
5.01
4.85
5.42
4.93
4.97
4.70
4.81
4.75
4.61
4.70
5.07
4.76
4.44
4.67
Rata-Rata Radiasi Matahari per Wilayah (KWh/m²)
Sumber: Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Potensi Energi Listrik PLTS di Indonesia
Estimasi GHI Indonesia Æ ȱ 1400 sampai dengan Ȳ 2200 kWh/m²
Min. GHI: 1400 kWh / m2
Max. GHI: 2200 kWh / m2
Daratan
2,691,598,000 GWh / yr
4,229,654,000 GWh / yr
Perairan
4,560,476,200 GWh / yr
7,166,462,600 GWh / yr
Total
7,252,074,200 GWh / yr
11,396,116,600 GWh / yr
Rata-Rata
9,324,095,400 GWh / yr
GHI
Global Horizontal Irradiaton
• Global Horizontal Irradiance (GHI)
adalah jumlah total radiasi gelombang
pendek yang diterima dari atas pada
permukaan horizontal.
• GHI adalah nilai gabungan dari Direct
Normal Irradiance (DNI) dan Diffuse
Horizontal Irradiance (DIF).
• DNI: jumlah radiasi yang diterima per
satuan luas oleh permukaan untuk
sinar yang datang dalam garis lurus
dari arah matahari.
• DNI: jumlah radiasi yang diterima per
satuan luas oleh permukaan yang
tidak tiba pada jalur langsung dari
matahari, tetapi telah tersebar oleh
molekul dan partikel di atmosfer dan
datang dari semua arah.
Energi listrik yang dijual PLN
dari semua jenis pembangkit
tahun 2014:
Sumber: SolarGIS
198.601 GWh
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Proses Pembangkitan Listrik Teknologi Fotovoltaik (PLTS)
Panel surya merubah sinar
matahari menjadi listrik
dengan memanfaatkan efek
fotolistrik/fotovoltaik.
• Proses tersebut dapat berlangsung
meski dalam keadaan berawan/
hujan dengan penurunan efisiensi
konversi energi listrik.
• Mayoritas panel memiliki efisensi 1519% dengan usia pakai lebih dari 25
tahun (usia ekonomis 20 tahun)
dengan degradasi efisiensi ≤10%.
Aplikasi Dasar
AC Coupling
DC Coupling
• PLTS menghasilkan listrik arus
searah (DC) namun dapat dikonversi
menjadi arus bolak-balik (AC)
dengan pilihan model DC Coupling
(battery based) atau AC Coupling.
• Contoh aplikasi:
o Aplikasi dasar: PJU Tenaga Surya
o DC Coupling: Off-Grid (isolated / remote
area)
o AC Coupling: Off-Grid / On-Grid
(berinteraksi dengan jaringan PLN).
Listrik DC
Listrik AC
Sumber : PT. Hexamitra Daya Prima
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Aplikasi Teknologi Fotovoltaik (PLTS)
PLTS Terpusat
Penerangan Jalan
PLTS Tersebar
PLTS Telekomunikasi
• Komunal (Off-grid)
• Skala utilitas
(IPP, On-grid)
• PJUTS (10-100 W)
• Traffic light
• Warning light
• Solar Home System
• Solar Kit
• Remote VSAT
• BTS (Hibrid/CDC)
Aplikasi lain
teknologi
fotofoltaik
(PLTS)
o Lahan tanah
(ground-mounted)
o Lahan perairan
(floating platform)
Pompa Air Tenaga Surya
Sekolah / pusat belajar
Fasilitas pemerintah
Fasilitas umum
Fasilitas kesehatan
Rumah ibadah
Pengolahan air bersih
Pabrik pembuat es
Usaha kecil (UMKM)
PLTS Hibrid
PLTS Rooftop
• Efisiensi BBM
• Residential
• Commercial
Kapal laut / nelayan
Irigasi / pertanian
Remote surveilance
Pos pebatasan darat
Pos perbatasan laut
Pos darurat bencana
… dan lain-lain
Sumber : PT. Hexamitra Daya Prima
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Perbandingan PLTS dan Pembangkit Listrik Lainnya (1)
Perbandingan Teknis Pembangkit Listrik Skala Utilitas
Efficiency
Efficiency
Load factor
ƞ2012
ƞ2035
af
Biomass
0.35
0.35
0.85
1.00
0.0
Coal
0.39
0.39
0.85
0.15
342.0
Gas
0.39
0.39
0.85
1.00
201.6
Oil
0.39
0.39
0.85
1.00
273.6
Uranium
0.33
0.33
0.97
0.08
0.0
Gas
0.36
0.40
0.95
1.00
201.6
Oil
0.36
0.40
0.95
1.00
273.6
Diesel
0.36
0.40
0.95
1.00
266.4
Gas
0.42
0.60
0.87
0.30
201.6
Oil
0.42
0.60
0.87
0.30
273.6
Diesel
0.35
0.35
0.95
1.00
266.4
Gas
0.30
0.30
0.95
1.00
201.6
Hydroelectric
Hydro
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Hydroelectric small
Hydro
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Geothermal
Heat
1.00
1.00
0.92
1.00
0.0
Solar PV
Insolation
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Wind turbine
Wind onshore
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Wind turbine
Wind offshore
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Technology
Steam
Gas turbine
Combined cycle
Engine
Fuel
Power change
Emissions
[kg CO₂/MWh]
Sumber : Technische Universität München, 2014
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Perbandingan PLTS dan Pembangkit Listrik Lainnya (2)
Perbandingan Ekonomis Pembangkit Listrik Skala Utilitas
Technology
Steam
Gas turbine
Combined cycle
Engine
Fuel
Investment costs
Investment costs
Fixed costs
Variable costs
Depreciation
2012, [US$/MW]
2035, [US$/MW]
[US$/MW/yr]
[US$/MW/yr]
[year]
Biomass
2,263,778
2,078,772
105,630
5.26
20
Coal
1,263,504
1,263,504
31,180
4.47
45
Gas
1,263,504
1,263,504
31,180
4.47
20
Oil
1,263,504
1,263,504
31,180
4.47
20
Uranium
2,948,176
2,948,176
93,280
2.14
40
Gas
421,168
421,168
7,040
10.37
20
Oil
421,168
421,168
7,040
10.37
20
Diesel
421,168
421,168
7,040
10.37
20
Gas
737,044
737,044
15,370
3.27
30
Oil
737,044
737,044
15,370
3.27
30
Diesel
500,000
500,000
15,000
0.00
20
Gas
500,000
500,000
15,000
0.00
20
Hydroelectric
Hydro
1,968,960
1,968,960
14,130
0.00
40
Hydroelectric small
Hydro
3,137,702
3,137,702
14,130
0.00
20
Geothermal
Heat
2,179,544
2,029,329
100,000
0.00
20
Solar PV
Insolation
2,737,592
1,798,522
24,690
0.00
20
Wind turbine
Wind onshore
1,526,734
1,488,571
39,550
0.00
20
Wind turbine
Wind offshore
2,695,475
1,829,528
74,000
0.00
20
Sumber : Technische Universität München, 2014
Revolusi 1: Pembangkitan Listrik Terdistribusi
Revolusi 2: Penyimpanan Energi Terdistribusi
2
1
3
Revolusi Mental
Ketahanan Energi Listrik
Revolusi 1: Pembangkitan Listrik Terdistribusi
Pembangkitan terdistribusi (distributed
generation) adalah sistem pembangkitan listrik
dari banyak pembangkit.
• Pelibatan peran masyarakat dapat dilakukan dengan
menggunakan teknologi yang bersifat moduler, gridready (memang disiapkan untuk terhubung dengan jaringan
listrik) dan minim perawatan Æ PLTS.
• PLTS merupakan pilihan tepat untuk pembangkitan
terdistribusi karena:
• Pembangkitan terdistribusi dapat meminimalisir rugi-rugi
energi pada transmisi listrik karena pemasangannya dekat
dengan pengguna/beban.
• Kelebihan sistem ini dibanding sistem kelistrikan yang
terpusat yang ada saat ini:
o Dapat beroperasi secara independen, tidak memerlukan wilayah
pengoperasian yang besar dan rumit, jaringan transmisi pendek.
o Dapat menggunakan sumber energi yang ada pada kawasan
yang akan dilayani.
o Unit pembangkitan dapat dibuat dalam skala utilitas maupun
residensial menyesuaikan dengan kebutuhan dan ketersediaan
lahan.
• Karena skala yang sangat beragam dapat melibatkan
masyarakat luas dan pelaku bisnis untuk ikut berperan
serta dalam pembangkitan.
o Merubah pola konsumtif menjadi pola produktif terhadap energi
listrik.
o Mendorong penggunaan sumber energi terbarukan yang ramah
lingkungan secara massal.
o Bersifat moduler, grid-ready dan perawatan minimal.
o Tidak membutuhkan bahan bakar karena memanfaatkan energi
matahari (gratis).
o Tidak membutuhkan keahlian khusus dalam operasional dan
pemeliharaannya.
o Bekerja secara otomatis dan dapat dikontrol dari jarak jauh
melalui jaringan internet
Revolusi 1: Pembangkitan Listrik Terdistribusi
PLTS On-Grid dan Pembangkitan Terdistribusi
Dapat segera mengejar defisit energi
khususnya di daerah perkotaan yang
cukup tinggi kebutuhan energi
listriknya, terutama untuk aktivitas
perkantoran, bisnis dan industri.
PLTS Rooftop
Pengatur beban
• Gedung/bangunan
• Prioritas konsumsi internal
• Kelebihan energi Æ diekspor ke
jaringan (excess power)
• Beban aktivitas ekonomi / industri
Interkoneksi
• Interkoneksi ke pembangkit lain
melalui jaringan transmisi
• Ekspor/impor energi
Dengan skema tarif yang menarik dan
perijinan yang dipermudah, dipastikan
akan banyak pihak yang akan
berpartisipasi dalam waktu cepat.
PLTS Independent Power Producer (IPP)
• Skala utilitas
• Ground-mounted / floating
• Suplai energi ke jaringan TM
Jaringan Distribusi (TR/TM)
• Tegangan menengah Æ IPP
• Tegangan rendah Æ rooftop / residensial
PLTS Residensial (Perumahan)
• Prioritas konsumsi internal
• Kelebihan energi Æ diekspor ke
jaringan (excess power)
Revolusi 2: Penyimpanan Energi Terdistribusi
Penyimpanan energi terdistribusi (distributed
energy storage) adalah model penyaluran energi
listrik PLTS dengan pola non jaringan distribusi.
• Pelibatan peran masyarakat dapat dilakukan dengan
menggunakan model pusat pengisian (charging station)
baterai yang menjadi pusat penyaluran energi listrik yang
telah tersimpan dalam baterai.
• Pusat pengisian merupakan pilihan tepat untuk
elektrifikasi kawasan karena:
• Penyimpanan energi terdistribusi dapat meminimalisir
biaya pembangungan jaringan distribusi listrik dan rugirugi energi pada transmisi untuk kawasan yang
dielektrifikasi karena peyimpanan energi (baterai) tidak lagi
terpusat di pembangkit PLTS.
o Penghematan jaringan distribusi (tiang) dan baterai di pembangkit
dapat dialihkan untuk peningkatan kapasitas PLTS untuk
mendukung aktivitas siang hari.
• Kelebihan model ini dibanding sistem penympanan energi
(baterai) terpusat yang ada saat ini:
o Operasional dan pemerliharaan PLTS lebih sederhana karena
hanya terpusat di pembangkit saja.
o Dapat menjangkau kawasan yang lebih luas, termasuk yang
memiliki bentang alam menyulitkan jika menggunakan jaringan
distribusi konvensional (tiang).
o Kapasitas energi tiap rumah dapat ditingkatkan jika ada
peningkatan kebutuhan oleh pemiliknya dengan penambahan unit
baterai.
• Karena tidak mengharuskan adanya jaringan
distribusi, maka peran pemerintah setempat/masyarakat
dapat diperbesar dalam pengelelolaan pembangkit.
o Mendukung aktivitas ekonomi pada siang hari di sekitar
pembangkit sambil melakukan pengisian pada baterai.
o Pengelolaan pembangkit sebagai unit usaha dapat dikelola
melalui BUMD, BUMDes maupun koperasi.
o Dapat dikelola dengan mudah karena sama dengan pola
distribusi air minum / gas isi ulang.
Revolusi 2: Penyimpanan Energi Terdistribusi
PLTS Off-Grid/Grid-Ready dan Penyimpanan Terdistribusi
Jika jaringan distribusi PLN masuk, dapat
merubah model charging station menjadi
IPP (Independent Power Producer).
Pusat Pengisian (Charging Station)
Konsumen Listrik
• Backup baterai untuk proses pengisian
• Melayani isi ulang baterai dengan pola
gas / air minum
• Menggunakan inverter
• Baterai diisi ulang di
pusat pengisian
• Instalasi standar PLN
dan siap digunakan
sewaktu-waktu jaringan
PLN masuk.
Dengan model transaksi yang dikenal
masyarakat, keberlanjutan PLTS sebagai unit
usaha akan lebih terjamin.
Fasiltas Pemerintah / Publik
• Kantor pemerintahan / balai pertemuan
• Sekolah / tempat ibadah
• Puskesmas
Lalu Lintas Baterai
• Jaringan distribusi digantikan
dengan lalu lintas baterai.
• Konsumen membawa baterai
kosong untuk diganti dengan
yang sudah terisi penuh.
PLTS Terpusat
Pusat Aktivitas Ekonomi
• AC Coupling – Grid-ready infrastructure
• Dapat segera masuk ke grid sewaktuwaktu jaringan PLN masuk.
• Pasar / bank
• Pusat produksi / pengolahan
Revolusi Mental Ketahanan Energi Listrik
Energi Listrik Terdistribusi dalam
bentuk pembangkitan terdistribusi dan
penyimpanan energi terdistribusi akan
merubah mental bangsa dalam upaya
pencapaian ketahanan energi listrik
Indonesia.
1
Distribusi Beban Berat PLN
¾ Beban pemenuhan kebutuhan energi yang selama ini dipikul
oleh PLN didistribusikan kepada masyarakat dan pelaku
bisnis dengan insentif tarif dan kemudahan ijin.
¾ PLN harus mulai memainkan peran menjaga kualitas energi
dari pembangkitan terdistribusi agar handal dan
berkelanjutan.
2
Dari Konsumen menjadi Produsen
¾ Pembangkitan terdistribusi yang melibatkan masyarakat
akan merubah perilaku konsumtif energi menjadi lebih efisien
karena adanya perubahan pola pikir (mindset) dari konsumen
menjadi produsen listrik,
¾ Program efisiensi energi secara otomatis berjalan dengan
perubahan pola pikir tersebut.
3
Dari Penerangan menjadi Produktivitas
¾ Penyimpanan energi terdistribusi akan merubah kesan
karitatif (memberi ikan) dan mengejar rasio elektrifikasi
menjadi mendukung aktivitas produktif (memberi kail).
¾ Peningkatan kebutuhan energi masyarakat yang selama ini
tidak memungkinkan dapat dilakukan dengan penambahan
baterai dengan biaya yang ditanggung oleh konsumen.
Revolusi Mental Ketahanan Energi Listrik
Program Percepatan Pembangunan Pembangkit EBT (PLTS)
Target Nasional
Potensi Insentif/Pendanaan
Program Akselerasi EBTKE
• Meningkatkan rasio elektrifikasi
menjadi 99% pada tahun 2020.
• Umur pakai sistem PLTS mencapai
25 tahun (barang modal) Æ
sepatutnya diberikan fasilitas
insentif fiskal termasuk untuk
pengguna individu dan korporasi
(bea masuk, tax holiday dll.)
• Wajib EBTKE pelanggan (min. 5%
dari daya tersambung), potensi 5,000
MW dari 100,000 MW, dengan solusi
tercepat PLTS rooftop.
• Meningkatkan bauran energi
dari energi terbarukan untuk
listrik menjadi 23% pada tahun
2025.
• Pengurangan emisi karbon *)
o 26% - 0.767 gigaton CO2 emission
reduction atas usaha sendiri
(domestic effort).
o 41% - 1.189 gigaton CO2 emission
reduction usaha sendiri dan
dukungan global (domestic effort +
international support).
Grid CO2 emission = 0.867 kgCO2/kWh
• Tradeable carbon emission credit
bonds / certificates (commercial bond).
• Green fund / low interest financing
facilities Æ dana pensiun, dana
abadi haji.
• Carbon credit negara donor / negara
industri diberikan langsung
kepada sektor industri PLTS
masing-masing negara sehingga
indonesia mendapat harga PLTS
lebih murah.
• Wajib bangun EBT 1 MW/tahun per
Pemda. Potensi 34 provinsi, 514
kabupaten kota.
o Potensi penambahan 514 MW/tahun,
sehingga daya tersambung 2,390 MW
dapat dicapai dalam 5 (lima) tahun.
• Wajib EBT pelanggan sosial dan net
metering Æ potensi 3,537 MW.
• Wajib konversi lampu jalan
dengan baterai / lampu LED yang dicharge siang hari.
o Potensi 900 MW mengurangi 3,393
GWH/tahun.
• Permudah investasi EBTKE
terutama PLTS oleh swasta (IPP) Æ
guna mencapai 23% target bauran
energi.
o Peningkatan demand PLTS Æ
mempertajam penurunan biaya
investasi teknologi fotovoltaik.
Bacaan Lebih Lanjut
Referensi / Daftar Pustaka
• Rencana Strategis (Renstra) Kementerian ESDM 2015-2019
• DRAFT Rencana Umum Ketenagalistrikan Nasional 2015 – 2034
• Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) PT. PLN 2015-2024
• Paparan Menteri ESDM pada Rapat Koordinasi Infrastruktur
Ketenagalistrikan dengan BPK RI, 30 Maret 2015
• Paparan Menteri ESDM: “Strategi dan Implementasi Program 35.000
MW: Progres dan Tantangannya,” 3 Agustus 2015
• Paparan Staf Ahli Menteri: Rencana Strategis Kementerian ESDM dan
Percepatan Pembangunan Pembangkit 35.000 MW, 9 November 2015
• Paparan: “Hasil Pemeriksaan BPK RI terkait Infrastruktur Kelistrikan
2009-2014,” 3 Maret 2015
• Ketahanan Energi Indonesia Tahun 2014
Dewan Energi Nasional, 2014
• Outlook Energi Indonesia 2014
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), 2014
• Outlook Energi Indonesia 2014
Dewan Energi Nasional (DEN), 2014
• Clean Energy Handbook For Financial Service Institutions
Otoritas Jasa Keuangan, 2014
• REthinking Energy: Towards A New Power System
International Renewable Energy Agency (IRENA), 2014
• Makalah: “Memperbaiki Ketahanan Energi Indonesia: Rekonedasi
Strategi dan Analisis”
Badan Perencanaan Pembangunan Nasional, 2014
• Statistik PLN 2014
• Thesis: Analysis of the Power System of Indonesia
Technische Universität München, 2014
• Mapping of solar energy potential in Indonesia using artificial neural
network and geographical information system
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012
• Kajian Analis Isu-isu Sektor ESDM
Pusdatin Kementerian ESDM, 2012
• Kajian Supply Demand Energi
Pusdatin Kementerian ESDM, 2012
• Investment Opportunities on Energy and Mineral Resources Sector
Kementerian ESDM, 2011
• Technical Paper: Electricity-specific emission factors for grid electricity
Ecometrica, 2011
• Unlocking the Sunbelt Potential of PV
European Photovoltaic Industry Association (EPIA), 2010
Informasi
lebih lanjut?
ray@masagri.com
Revolusi Ketahanan Energi Listrik Indonesia:
Energi Listrik Terdistribusi dan
Partisipasi Masyarakat
Raymond Simanjorang
Februari 2016
Optimalisasi teknologi fotovoltaik (Pembangkit Listrik Tenaga Surya, PLTS)
dengan implementasi pembangkitan/penyimpanan terdistribusi
untuk solusi ketahanan energi listrik Indonesia.
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Kondisi Kelistrikan (2 November 2015) Æ 3 Normal, 11 Siaga, dan 9 Defisit
Batam
284 MW
1,62%
Tj. Pinang
52 MW
16,86 %
Kalbar
357 MW
-8,40%
Kaltimra
490 MW
0,30%
Sumbar-Riau-Jambi
1,284 MW
-7,19%
Kalselteng
547 MW
-12,74%
Sumbagsel
1,681 MW
-7,60%
Belitung
35 MW
-9,86%
Kendari
70 MW
-21,75%
Ternate
92 MW
10,37%
Palu
100 MW
2,90%
Bangka
126 MW
12,95%
Aceh-Sumut
1,852 MW
-6,42%
Sulutgo
293 MW
-16,43%
Jawa-Bali
24,066 MW
0,24%
Sulselbar
928 MW
5,26%
Lombok
208 MW
-10,87%
Jayapura
69 MW
2,25%
NTT
87 MW
10,04%
Bima Sumbawa
75 MW
9,89%
Sorong
137 MW
16,27%
Ambon
52 MW
29,37%
Kupang
55 MW
0,49%
Total Sistem
Kapasitas Pembangkit
Konsumsi
Produksi
UU 30/2007 tentang Energi, Pasal 6 ayat (2):
23 Sistem
53.585 MW*)
199 TWh
228 TWh
Secara definisi sudah dapat mendeklarasikan KRISIS.
Normal = Cadangan > 20%; Siaga = Cadangan < 1 Unit Tebesar; Defisit = Pemadaman Sebagian
Sumber: Paparan Menteri ESDM, Bandung 3 Agustus 2015 dan Staf Ahli Menteri ESDM, Solo 9 November 2015
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Tingginya Pertumbuhan Permintaan Listrik
Proyeksi Permintaan Listrik Î ±8.4% per tahun
Sumatera (TWh)
Indonesia Timur (TWh)
828
659
312
347
2015
2016
427
2018
528
2020
2022
2024
Produksi Total Indonesia (TWh)
Jawa-Bali (TWh)
Permintaan Total (TWh)
3,244
1,654 1,783
2015
2016
2,071
2018
2,395
2020
253
2,786
2022
2024
276
299
327
467
507
550
359
394
429
392
427
464
361
2021
2022
2023
2024
239
283
307
219
260
332
2015
2016
2017
2018
2019
2020
226
258
2015
2016
331
2018
400
2020
478
2022
571
2024
Asumsi Produksi
jika pembangunan
pembangkit tidak
ada kendala dan
sesuai jadwal.
Sumber: RUPTL PT PLN 2015 - 2024
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Mengejar Permintaan Dengan Pembangkit Tersentralisasi
Rencana Kapasitas Pembangkit, Transmisi, Gardu Induk dan Perkiraan Pendanaan
Sumatera
11,327 MW
Kalimantan
Juta USD
76 Pembangkit
14,282
2,852 MW
40 Pembangkit
4,000
739 MW
68 Transmisi
1,122
1,017 kms
324
770 MVA
19,305 kms
210 Transmisi
3,840
7,883 kms
32,406 MVA
398 Gardu Induk
2,475
3,910 MVA
Jawa - Bali
23,863 MW
49 Pembangkit
Juta USD
43 Pembangkit
992
15 Transmisi
148
25 Gardu Induk
Sulawesi - Nusra
61
Juta USD
28,955
4,159 MW
83 Pembangkit
5,434
7,207 kms
90 Transmisi
1,169
349 Transmisi
4,615
66,083 MVA
672 Gardu Induk
5,114
INDONESIA
115 Gardu Induk
Juta USD
11,185 kms
Juta USD
42,940 MW
291 Pembangkit
53,663
46,597 kms
732 Transmisi
10,894
108,789 MVA
1,375 Gardu Induk
8,386
Total
Maluku - Papua
Juta USD
72,943
5,620 MVA
165 Gardu Induk
412
Pembangkit tersentralisasi membutuhkan infrastruktur
penyaluran berupa jaringan transmisi dan gardu induk:
Pembangunan baru / peningkatan kapasitas yang ada
Biaya investasi + operasional dan pemeliharaan
Rugi-rugi energi pada jaringan transmisi
Sumber: Paparan Menteri ESDM, Bandung 3 Agustus 2015 dan Staf Ahli Menteri ESDM, Solo 9 November 2015
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Rasio Elektrifikasi Indonesia dan ASEAN
Rasio Elektrifikasi 2014 Æ 84,35%
Kepri
Kalbar
Kalteng
Kaltara
Gorontalo
74,06%
79,77%
67,23%
68,64%
74,65%
Provinsi lain
Provinsi
lain 80%
Sulteng
Papua Barat
Papua
77,81%
43,46%
75,58%
Sumsel
76,38%
Sultra
66,78%
Sulbar
74,11%
Thailand
Vietnam
Filipina
100%
97,6%
89,7%
Malaysia
Singapura
100%
100%
Brunei
100%
Indonesia
Rasio Elektrifikasi
Negara ASEAN
NTB
NTT
68,05%
58,91%
?
Definisi rasio elektrifikasi di Indonesia:
• Perbandingan antara jumlah rumah tangga yang
teraliri listrik vs total jumlah rumah tangga
• Tidak jelas menjelaskan konsumsi energi per
kapita (penekanan pada penerangan saja).
84,35%
Sumber : Kementerian ESDM
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Alur Pikir Revolusi Ketahanan Energi Listrik Indonesia (1)
Tantangan
Hambatan Solusi Saat Ini
• Pertumbuhan permintaan yang tinggi
disertai dengan peningkatan kualitas layanan
Æ pemadaman dll.
• Permasalahan lahan dan perijinan pembangunan
pembangkit besar serta jalur transmisi.
• Sumber energi primer yang kurang ramah
lingkungan dan rentan dengan kondisi alam.
• Persiapan jangka panjang menghadapi
berkurangnya energi primer Æ bauran
energi.
• Elektrifikasi daerah yang belum merasakan
listrik Æ keadilan pembangunan.
#
• Kurang siap menghadapi situasi krisis non teknis.
• Pencapaian elektrifikasi mahal dan tidak tepat
dalam penerapan teknologi serta tidak mampu
mendorong aktivitas ekonomi lokal.
Solusi Saat Ini
• Membangun pembangkit kapasitas besar yang tersentralisasi:
o Butuh peningkatan kapasitas / pembangunan baru infrastruktur
transmisi Æ mahal dan rugi-rugi jaringan transmisi.
o Lebih mengutamakan energi primer berbasis fosil (batubara ) Æ
terbatas dan tidak ramah lingkungan (menyumbang emisi karbon).
o Mendorong energi baru seperti air dan panas bumiÆ rentan dengan
kondisi alam dan membutuhkan perencanaan lama.
• Interkoneksi antar sistem untuk penyaluran energi listrik:
o Rentan gangguan dan akan menyulitkan dalam menghadapi situasi
krisis non teknis seperti bencana alam, aksi teror, sabotase, perang dll.
• Elektrifikasi daerah terpencil/terisolir:
o Mendorong penggunaan PLTS
Biaya mahal karena butuh penyimpanan baterai (yang
terpusat) untuk operasi malam hari Æ Penggunaan
baterai terpusat dalam jumlah besar membutuhkan
dana besar pada saat penggantian.
Seharusnya untuk menunjang perkotaan dimana
aktivitas perkantoran, bisnis dan industri terjadi pada
pagi-sore hari.
o Terkesan mengejar rasio elektrifikasi dengan adanya
listrik (meskipun hanya penerangan).
Situasi Kelistrikan Nasional: The Silent Crisis
Alur Pikir Revolusi Ketahanan Energi Listrik Indonesia (2)
Revolusi Solusi
Revolusi Solusi = Revolusi Mental
1. Model pembangkitan terdistribusi PLTS .
• Merubah pola pembangkitan dan penyimpanan
energi listrik dari tersentralisasi menjadi
terdistribusi.
o Melakukan pemenuhan kebutuhan energi
lokal dengan pembangkitan skala utilitas (IPP),
dan residensial dengan insentif harga.
• Mendorong partisipasi masyarakat dalam
pencapaian ketahanan energi listrik.
o Peningkatan kapasitas jaringan distribusi
PLN dengan masuknya energi dari
pembangkitan baik IPP maupun residensial
• Elektrifikasi harus diarahkan pada mendorong
aktivitas produktif dan bukan hanya penerangan.
o Transmisi hanya untuk ekspor/impor
kelebihan/kekurangan energi listrik.
• Menggunakan teknologi dengan penerapan yang
tepat, ramah lingkungan, berkelanjutan, bersifat
moduler dan dapat diaplikasikan oleh masyarakat
dengan mudah.
Æ PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya).
2. Revitalisasi pola elektrifikasi PLTS selama
ini dengan merubah model penyimpanan
(baterai) terpusat menjadi penyimpanan
terdistribusi.
o Menjadi unit usaha yang dikelola oleh
pemerintah setempat/masyarakat melalui
BUMD, BUMDes maupun koperasi.
3. Perubahan mental pengelolaan untuk
pencapaian ketahanan energi listrik:
o Beban tidak hanya dipikul oleh PLN namun
didistribusikan kepada masyarakat Æ
perubahan pola pengelolaan PLN.
o Perilaku konsumtif energi akan menjadi efisien
Æ perubahan mindset konsumen ke
produsen.
o Elektrifikasi harus mendorong kegiatan
produktif dan dapat menyesuaikan
peningkatan kebutuhan di sisi konsumen.
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Indonesia adalah
salah satu dari 66 negara
di area sunbelt, dengan
total populasi 75%
penduduk dunia.
35°N
0°
• Negara-negara yang berada di area
sunbelt mengkonsumsi 39% dari
17.900 TWh produksi total listrik
dunia.
35°S
• Prediksi pertumbuhan konsumsi
listrik sebesar 150% dalam 20 tahun
mendatang.
• Sekitar 1.5 miliar penduduknya
belum mendapat akses kepada
listrik.
• Infrastruktur listrik yang
tertinggal dan harga listrik relatif
tinggi.
• Negara-negara yang berada di area
sunbelt memiliki potensi irradiasi
sinar matahari yang sangat tinggi.
• Solar cells sangat kompetitif pada
masa-masa mendatang.
Sumber: European Photovoltaic Industry Association (EPIA)
• Indonesia memiliki 14 (empat
belas) jam matahari dari Merauke
ke Sabang.
• Potensi matahari menjadi listrik
berdasarkan luas wilayah (darat
dan perairan) Indonesia 7 juta – 11
juta TWh / tahun.
• Dapat mempercepat inisiatif
elektrifikasi dan merangsang
kegiatan ekonomi.
• PLTS merupakan sumber jangka
panjang energi dengan biaya
operasional yang rendah.
• Saat ini PLTS bisa bersaing dengan
generator diesel sebagai pembangkit
beban puncak (peaker) dan di tahuntahun mendatang akan sangat
kompetitif terhadap semua
pembangkit listrik yang ada.
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Teknologi Fotovoltaik (PLTS) di Indonesia
Indonesia berada di garis
katulistiwa dimana matahari
bersinar sepanjang tahun dengan
radiasi rata-rata sebesar 4,8
kWh/m².
• Sumber energi gratis dari matahari
(hampir tidak membutuhkan biaya bahan
bakar).
• Bersifat moduler sehingga dapat
menyesuaikan kebutuhan, mulai dari
skala residensial sampai skala
pembangkitan terpusat (utilitas).
Pembangkitan Pagi-Sore
PLTS dan Kebutuhan Lahan
• PLTS memproduksi listrik pada
pagi sampai sore hari:
• Menyesuaikan dengan kebutuhan
energi dan ketersediaan lahan.
o Di Indonesia, sistem PLTS
beroperasi pada pukul 06 - 18.
o Energi untuk malam hari dapat
disimpan pada baterai.
• Dapat mendukung aktivitas
perkantoran, bisnis dan industri.
• Dengan sifat modular, PLTS dapat
diaplikasikan pada:
o Lahan tanah (ground-mounted)
o Perairan (floating platform)
o Atap bangunan (rooftop)
Peta Radiasi Matahari Indonesia
• Dapat dibangun dalam waktu singkat
hampir dimana saja selama sinar
matahari tidak terhalang oleh obyek
apapun.
• Dapat dioperasikan secara otomatis dan
dikontrol dari jarak jauh melalui jaringan
internet.
• Dapat menjadi solusi efisiensi BBM
untuk pembangkitan yang selama ini
menggunakan genset.
Sumber: Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN)
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Radiasi Matahari di Indonesia
Rata-Rata Radiasi Matahari Bulanan (KWh/m²)
5.55
5.29
5.18
5.10
5.06
4.95
Jan
Feb
5.48
Mar
Apr
4.99
4.99
May
Jun
5.12
Jul
Aug
Sep
Oct
4.88
4.87
Nov
Dec
4.89
5.82
5.67
5.25
5.03
5.83
5.41
5.98
4.83
5.00
4.87
5.12
6.30
5.42
5.46
5.05
5.01
4.85
5.42
4.93
4.97
4.70
4.81
4.75
4.61
4.70
5.07
4.76
4.44
4.67
Rata-Rata Radiasi Matahari per Wilayah (KWh/m²)
Sumber: Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Potensi Energi Listrik PLTS di Indonesia
Estimasi GHI Indonesia Æ ȱ 1400 sampai dengan Ȳ 2200 kWh/m²
Min. GHI: 1400 kWh / m2
Max. GHI: 2200 kWh / m2
Daratan
2,691,598,000 GWh / yr
4,229,654,000 GWh / yr
Perairan
4,560,476,200 GWh / yr
7,166,462,600 GWh / yr
Total
7,252,074,200 GWh / yr
11,396,116,600 GWh / yr
Rata-Rata
9,324,095,400 GWh / yr
GHI
Global Horizontal Irradiaton
• Global Horizontal Irradiance (GHI)
adalah jumlah total radiasi gelombang
pendek yang diterima dari atas pada
permukaan horizontal.
• GHI adalah nilai gabungan dari Direct
Normal Irradiance (DNI) dan Diffuse
Horizontal Irradiance (DIF).
• DNI: jumlah radiasi yang diterima per
satuan luas oleh permukaan untuk
sinar yang datang dalam garis lurus
dari arah matahari.
• DNI: jumlah radiasi yang diterima per
satuan luas oleh permukaan yang
tidak tiba pada jalur langsung dari
matahari, tetapi telah tersebar oleh
molekul dan partikel di atmosfer dan
datang dari semua arah.
Energi listrik yang dijual PLN
dari semua jenis pembangkit
tahun 2014:
Sumber: SolarGIS
198.601 GWh
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Proses Pembangkitan Listrik Teknologi Fotovoltaik (PLTS)
Panel surya merubah sinar
matahari menjadi listrik
dengan memanfaatkan efek
fotolistrik/fotovoltaik.
• Proses tersebut dapat berlangsung
meski dalam keadaan berawan/
hujan dengan penurunan efisiensi
konversi energi listrik.
• Mayoritas panel memiliki efisensi 1519% dengan usia pakai lebih dari 25
tahun (usia ekonomis 20 tahun)
dengan degradasi efisiensi ≤10%.
Aplikasi Dasar
AC Coupling
DC Coupling
• PLTS menghasilkan listrik arus
searah (DC) namun dapat dikonversi
menjadi arus bolak-balik (AC)
dengan pilihan model DC Coupling
(battery based) atau AC Coupling.
• Contoh aplikasi:
o Aplikasi dasar: PJU Tenaga Surya
o DC Coupling: Off-Grid (isolated / remote
area)
o AC Coupling: Off-Grid / On-Grid
(berinteraksi dengan jaringan PLN).
Listrik DC
Listrik AC
Sumber : PT. Hexamitra Daya Prima
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Aplikasi Teknologi Fotovoltaik (PLTS)
PLTS Terpusat
Penerangan Jalan
PLTS Tersebar
PLTS Telekomunikasi
• Komunal (Off-grid)
• Skala utilitas
(IPP, On-grid)
• PJUTS (10-100 W)
• Traffic light
• Warning light
• Solar Home System
• Solar Kit
• Remote VSAT
• BTS (Hibrid/CDC)
Aplikasi lain
teknologi
fotofoltaik
(PLTS)
o Lahan tanah
(ground-mounted)
o Lahan perairan
(floating platform)
Pompa Air Tenaga Surya
Sekolah / pusat belajar
Fasilitas pemerintah
Fasilitas umum
Fasilitas kesehatan
Rumah ibadah
Pengolahan air bersih
Pabrik pembuat es
Usaha kecil (UMKM)
PLTS Hibrid
PLTS Rooftop
• Efisiensi BBM
• Residential
• Commercial
Kapal laut / nelayan
Irigasi / pertanian
Remote surveilance
Pos pebatasan darat
Pos perbatasan laut
Pos darurat bencana
… dan lain-lain
Sumber : PT. Hexamitra Daya Prima
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Perbandingan PLTS dan Pembangkit Listrik Lainnya (1)
Perbandingan Teknis Pembangkit Listrik Skala Utilitas
Efficiency
Efficiency
Load factor
ƞ2012
ƞ2035
af
Biomass
0.35
0.35
0.85
1.00
0.0
Coal
0.39
0.39
0.85
0.15
342.0
Gas
0.39
0.39
0.85
1.00
201.6
Oil
0.39
0.39
0.85
1.00
273.6
Uranium
0.33
0.33
0.97
0.08
0.0
Gas
0.36
0.40
0.95
1.00
201.6
Oil
0.36
0.40
0.95
1.00
273.6
Diesel
0.36
0.40
0.95
1.00
266.4
Gas
0.42
0.60
0.87
0.30
201.6
Oil
0.42
0.60
0.87
0.30
273.6
Diesel
0.35
0.35
0.95
1.00
266.4
Gas
0.30
0.30
0.95
1.00
201.6
Hydroelectric
Hydro
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Hydroelectric small
Hydro
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Geothermal
Heat
1.00
1.00
0.92
1.00
0.0
Solar PV
Insolation
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Wind turbine
Wind onshore
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Wind turbine
Wind offshore
1.00
1.00
1.00
1.00
0.0
Technology
Steam
Gas turbine
Combined cycle
Engine
Fuel
Power change
Emissions
[kg CO₂/MWh]
Sumber : Technische Universität München, 2014
Mengapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
Perbandingan PLTS dan Pembangkit Listrik Lainnya (2)
Perbandingan Ekonomis Pembangkit Listrik Skala Utilitas
Technology
Steam
Gas turbine
Combined cycle
Engine
Fuel
Investment costs
Investment costs
Fixed costs
Variable costs
Depreciation
2012, [US$/MW]
2035, [US$/MW]
[US$/MW/yr]
[US$/MW/yr]
[year]
Biomass
2,263,778
2,078,772
105,630
5.26
20
Coal
1,263,504
1,263,504
31,180
4.47
45
Gas
1,263,504
1,263,504
31,180
4.47
20
Oil
1,263,504
1,263,504
31,180
4.47
20
Uranium
2,948,176
2,948,176
93,280
2.14
40
Gas
421,168
421,168
7,040
10.37
20
Oil
421,168
421,168
7,040
10.37
20
Diesel
421,168
421,168
7,040
10.37
20
Gas
737,044
737,044
15,370
3.27
30
Oil
737,044
737,044
15,370
3.27
30
Diesel
500,000
500,000
15,000
0.00
20
Gas
500,000
500,000
15,000
0.00
20
Hydroelectric
Hydro
1,968,960
1,968,960
14,130
0.00
40
Hydroelectric small
Hydro
3,137,702
3,137,702
14,130
0.00
20
Geothermal
Heat
2,179,544
2,029,329
100,000
0.00
20
Solar PV
Insolation
2,737,592
1,798,522
24,690
0.00
20
Wind turbine
Wind onshore
1,526,734
1,488,571
39,550
0.00
20
Wind turbine
Wind offshore
2,695,475
1,829,528
74,000
0.00
20
Sumber : Technische Universität München, 2014
Revolusi 1: Pembangkitan Listrik Terdistribusi
Revolusi 2: Penyimpanan Energi Terdistribusi
2
1
3
Revolusi Mental
Ketahanan Energi Listrik
Revolusi 1: Pembangkitan Listrik Terdistribusi
Pembangkitan terdistribusi (distributed
generation) adalah sistem pembangkitan listrik
dari banyak pembangkit.
• Pelibatan peran masyarakat dapat dilakukan dengan
menggunakan teknologi yang bersifat moduler, gridready (memang disiapkan untuk terhubung dengan jaringan
listrik) dan minim perawatan Æ PLTS.
• PLTS merupakan pilihan tepat untuk pembangkitan
terdistribusi karena:
• Pembangkitan terdistribusi dapat meminimalisir rugi-rugi
energi pada transmisi listrik karena pemasangannya dekat
dengan pengguna/beban.
• Kelebihan sistem ini dibanding sistem kelistrikan yang
terpusat yang ada saat ini:
o Dapat beroperasi secara independen, tidak memerlukan wilayah
pengoperasian yang besar dan rumit, jaringan transmisi pendek.
o Dapat menggunakan sumber energi yang ada pada kawasan
yang akan dilayani.
o Unit pembangkitan dapat dibuat dalam skala utilitas maupun
residensial menyesuaikan dengan kebutuhan dan ketersediaan
lahan.
• Karena skala yang sangat beragam dapat melibatkan
masyarakat luas dan pelaku bisnis untuk ikut berperan
serta dalam pembangkitan.
o Merubah pola konsumtif menjadi pola produktif terhadap energi
listrik.
o Mendorong penggunaan sumber energi terbarukan yang ramah
lingkungan secara massal.
o Bersifat moduler, grid-ready dan perawatan minimal.
o Tidak membutuhkan bahan bakar karena memanfaatkan energi
matahari (gratis).
o Tidak membutuhkan keahlian khusus dalam operasional dan
pemeliharaannya.
o Bekerja secara otomatis dan dapat dikontrol dari jarak jauh
melalui jaringan internet
Revolusi 1: Pembangkitan Listrik Terdistribusi
PLTS On-Grid dan Pembangkitan Terdistribusi
Dapat segera mengejar defisit energi
khususnya di daerah perkotaan yang
cukup tinggi kebutuhan energi
listriknya, terutama untuk aktivitas
perkantoran, bisnis dan industri.
PLTS Rooftop
Pengatur beban
• Gedung/bangunan
• Prioritas konsumsi internal
• Kelebihan energi Æ diekspor ke
jaringan (excess power)
• Beban aktivitas ekonomi / industri
Interkoneksi
• Interkoneksi ke pembangkit lain
melalui jaringan transmisi
• Ekspor/impor energi
Dengan skema tarif yang menarik dan
perijinan yang dipermudah, dipastikan
akan banyak pihak yang akan
berpartisipasi dalam waktu cepat.
PLTS Independent Power Producer (IPP)
• Skala utilitas
• Ground-mounted / floating
• Suplai energi ke jaringan TM
Jaringan Distribusi (TR/TM)
• Tegangan menengah Æ IPP
• Tegangan rendah Æ rooftop / residensial
PLTS Residensial (Perumahan)
• Prioritas konsumsi internal
• Kelebihan energi Æ diekspor ke
jaringan (excess power)
Revolusi 2: Penyimpanan Energi Terdistribusi
Penyimpanan energi terdistribusi (distributed
energy storage) adalah model penyaluran energi
listrik PLTS dengan pola non jaringan distribusi.
• Pelibatan peran masyarakat dapat dilakukan dengan
menggunakan model pusat pengisian (charging station)
baterai yang menjadi pusat penyaluran energi listrik yang
telah tersimpan dalam baterai.
• Pusat pengisian merupakan pilihan tepat untuk
elektrifikasi kawasan karena:
• Penyimpanan energi terdistribusi dapat meminimalisir
biaya pembangungan jaringan distribusi listrik dan rugirugi energi pada transmisi untuk kawasan yang
dielektrifikasi karena peyimpanan energi (baterai) tidak lagi
terpusat di pembangkit PLTS.
o Penghematan jaringan distribusi (tiang) dan baterai di pembangkit
dapat dialihkan untuk peningkatan kapasitas PLTS untuk
mendukung aktivitas siang hari.
• Kelebihan model ini dibanding sistem penympanan energi
(baterai) terpusat yang ada saat ini:
o Operasional dan pemerliharaan PLTS lebih sederhana karena
hanya terpusat di pembangkit saja.
o Dapat menjangkau kawasan yang lebih luas, termasuk yang
memiliki bentang alam menyulitkan jika menggunakan jaringan
distribusi konvensional (tiang).
o Kapasitas energi tiap rumah dapat ditingkatkan jika ada
peningkatan kebutuhan oleh pemiliknya dengan penambahan unit
baterai.
• Karena tidak mengharuskan adanya jaringan
distribusi, maka peran pemerintah setempat/masyarakat
dapat diperbesar dalam pengelelolaan pembangkit.
o Mendukung aktivitas ekonomi pada siang hari di sekitar
pembangkit sambil melakukan pengisian pada baterai.
o Pengelolaan pembangkit sebagai unit usaha dapat dikelola
melalui BUMD, BUMDes maupun koperasi.
o Dapat dikelola dengan mudah karena sama dengan pola
distribusi air minum / gas isi ulang.
Revolusi 2: Penyimpanan Energi Terdistribusi
PLTS Off-Grid/Grid-Ready dan Penyimpanan Terdistribusi
Jika jaringan distribusi PLN masuk, dapat
merubah model charging station menjadi
IPP (Independent Power Producer).
Pusat Pengisian (Charging Station)
Konsumen Listrik
• Backup baterai untuk proses pengisian
• Melayani isi ulang baterai dengan pola
gas / air minum
• Menggunakan inverter
• Baterai diisi ulang di
pusat pengisian
• Instalasi standar PLN
dan siap digunakan
sewaktu-waktu jaringan
PLN masuk.
Dengan model transaksi yang dikenal
masyarakat, keberlanjutan PLTS sebagai unit
usaha akan lebih terjamin.
Fasiltas Pemerintah / Publik
• Kantor pemerintahan / balai pertemuan
• Sekolah / tempat ibadah
• Puskesmas
Lalu Lintas Baterai
• Jaringan distribusi digantikan
dengan lalu lintas baterai.
• Konsumen membawa baterai
kosong untuk diganti dengan
yang sudah terisi penuh.
PLTS Terpusat
Pusat Aktivitas Ekonomi
• AC Coupling – Grid-ready infrastructure
• Dapat segera masuk ke grid sewaktuwaktu jaringan PLN masuk.
• Pasar / bank
• Pusat produksi / pengolahan
Revolusi Mental Ketahanan Energi Listrik
Energi Listrik Terdistribusi dalam
bentuk pembangkitan terdistribusi dan
penyimpanan energi terdistribusi akan
merubah mental bangsa dalam upaya
pencapaian ketahanan energi listrik
Indonesia.
1
Distribusi Beban Berat PLN
¾ Beban pemenuhan kebutuhan energi yang selama ini dipikul
oleh PLN didistribusikan kepada masyarakat dan pelaku
bisnis dengan insentif tarif dan kemudahan ijin.
¾ PLN harus mulai memainkan peran menjaga kualitas energi
dari pembangkitan terdistribusi agar handal dan
berkelanjutan.
2
Dari Konsumen menjadi Produsen
¾ Pembangkitan terdistribusi yang melibatkan masyarakat
akan merubah perilaku konsumtif energi menjadi lebih efisien
karena adanya perubahan pola pikir (mindset) dari konsumen
menjadi produsen listrik,
¾ Program efisiensi energi secara otomatis berjalan dengan
perubahan pola pikir tersebut.
3
Dari Penerangan menjadi Produktivitas
¾ Penyimpanan energi terdistribusi akan merubah kesan
karitatif (memberi ikan) dan mengejar rasio elektrifikasi
menjadi mendukung aktivitas produktif (memberi kail).
¾ Peningkatan kebutuhan energi masyarakat yang selama ini
tidak memungkinkan dapat dilakukan dengan penambahan
baterai dengan biaya yang ditanggung oleh konsumen.
Revolusi Mental Ketahanan Energi Listrik
Program Percepatan Pembangunan Pembangkit EBT (PLTS)
Target Nasional
Potensi Insentif/Pendanaan
Program Akselerasi EBTKE
• Meningkatkan rasio elektrifikasi
menjadi 99% pada tahun 2020.
• Umur pakai sistem PLTS mencapai
25 tahun (barang modal) Æ
sepatutnya diberikan fasilitas
insentif fiskal termasuk untuk
pengguna individu dan korporasi
(bea masuk, tax holiday dll.)
• Wajib EBTKE pelanggan (min. 5%
dari daya tersambung), potensi 5,000
MW dari 100,000 MW, dengan solusi
tercepat PLTS rooftop.
• Meningkatkan bauran energi
dari energi terbarukan untuk
listrik menjadi 23% pada tahun
2025.
• Pengurangan emisi karbon *)
o 26% - 0.767 gigaton CO2 emission
reduction atas usaha sendiri
(domestic effort).
o 41% - 1.189 gigaton CO2 emission
reduction usaha sendiri dan
dukungan global (domestic effort +
international support).
Grid CO2 emission = 0.867 kgCO2/kWh
• Tradeable carbon emission credit
bonds / certificates (commercial bond).
• Green fund / low interest financing
facilities Æ dana pensiun, dana
abadi haji.
• Carbon credit negara donor / negara
industri diberikan langsung
kepada sektor industri PLTS
masing-masing negara sehingga
indonesia mendapat harga PLTS
lebih murah.
• Wajib bangun EBT 1 MW/tahun per
Pemda. Potensi 34 provinsi, 514
kabupaten kota.
o Potensi penambahan 514 MW/tahun,
sehingga daya tersambung 2,390 MW
dapat dicapai dalam 5 (lima) tahun.
• Wajib EBT pelanggan sosial dan net
metering Æ potensi 3,537 MW.
• Wajib konversi lampu jalan
dengan baterai / lampu LED yang dicharge siang hari.
o Potensi 900 MW mengurangi 3,393
GWH/tahun.
• Permudah investasi EBTKE
terutama PLTS oleh swasta (IPP) Æ
guna mencapai 23% target bauran
energi.
o Peningkatan demand PLTS Æ
mempertajam penurunan biaya
investasi teknologi fotovoltaik.
Bacaan Lebih Lanjut
Referensi / Daftar Pustaka
• Rencana Strategis (Renstra) Kementerian ESDM 2015-2019
• DRAFT Rencana Umum Ketenagalistrikan Nasional 2015 – 2034
• Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) PT. PLN 2015-2024
• Paparan Menteri ESDM pada Rapat Koordinasi Infrastruktur
Ketenagalistrikan dengan BPK RI, 30 Maret 2015
• Paparan Menteri ESDM: “Strategi dan Implementasi Program 35.000
MW: Progres dan Tantangannya,” 3 Agustus 2015
• Paparan Staf Ahli Menteri: Rencana Strategis Kementerian ESDM dan
Percepatan Pembangunan Pembangkit 35.000 MW, 9 November 2015
• Paparan: “Hasil Pemeriksaan BPK RI terkait Infrastruktur Kelistrikan
2009-2014,” 3 Maret 2015
• Ketahanan Energi Indonesia Tahun 2014
Dewan Energi Nasional, 2014
• Outlook Energi Indonesia 2014
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), 2014
• Outlook Energi Indonesia 2014
Dewan Energi Nasional (DEN), 2014
• Clean Energy Handbook For Financial Service Institutions
Otoritas Jasa Keuangan, 2014
• REthinking Energy: Towards A New Power System
International Renewable Energy Agency (IRENA), 2014
• Makalah: “Memperbaiki Ketahanan Energi Indonesia: Rekonedasi
Strategi dan Analisis”
Badan Perencanaan Pembangunan Nasional, 2014
• Statistik PLN 2014
• Thesis: Analysis of the Power System of Indonesia
Technische Universität München, 2014
• Mapping of solar energy potential in Indonesia using artificial neural
network and geographical information system
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012
• Kajian Analis Isu-isu Sektor ESDM
Pusdatin Kementerian ESDM, 2012
• Kajian Supply Demand Energi
Pusdatin Kementerian ESDM, 2012
• Investment Opportunities on Energy and Mineral Resources Sector
Kementerian ESDM, 2011
• Technical Paper: Electricity-specific emission factors for grid electricity
Ecometrica, 2011
• Unlocking the Sunbelt Potential of PV
European Photovoltaic Industry Association (EPIA), 2010
Informasi
lebih lanjut?
ray@masagri.com