STUDI PEMBANGUNAN PLTU TAKALAR 300 MW DI SULAWESI SELATAN DITINJAU DARI ASPEK TEKNIS, EKONOMI DAN LINGKUNGAN.

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR RE1599 STUDI PEMBANGUNAN PLTU TAKALAR 300 MW DI SULAWESI SELATAN DITINJAU DARI ASPEK TEKNIS, EKONOMI DAN LINGKUNGAN. Pamungkas R. NRP Dosen Pembimbing Ir.Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng Ir.Teguh Yuwono JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

2 FINAL PROJECT RE1599 STUDY DEVELOPMENT OF COAL STEAM POWER PLANT TAKALAR 300 MW IN SOUTH SULAWESI EVALUATED ASPECT TEHNICAL, ECONOMIC AND ENVIRONMENT. Pamungkas R. NRP Lecturer Ir.Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng Ir.Teguh Yuwono ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT Faculty of Industrial Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009

3 STUDI PEMBANGUNAN PLTU TAKALAR 300 MW DI SULAWESI SELATAN DITINJAU DARI ASPEK TEKNIS, EKONOMI DAN LINGKUNGAN TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Menyetujui : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng NIP Ir. Teguh Yuwono NIP SURABAYA JULI, 2009

4 ABSTRAK Untuk meningkatkan kemakmuran rakyat melalui harga listrik yang ekonomis serta implementasi dari visi kelistrikan Indonesia tahun 2020 yaitu peringatan 75 tahun kemerdekaan dengan mewujudkan rasio kelistrikan mencapai 100% adalah salah satu alasan mengapa dibangunnya pembangkit baru di beberapa wilayah di Indonesia. Dengan semakin menipisnya cadangan minyak bumi dan juga cadangan gas alam serta transportasi yang kian mahal, maka salah satu pilihan yang diambil adalah dengan menggunakan batubara sebagai energi primer non bbm. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan energi listrik setiap tahunnya di Sulawesi Selatan, maka perlu dipertimbangkan untuk membangun pembangkit tenaga listrik yang baru. PLTU Batubara Takalar 300 MW merupakan salah satu usaha pemanfaatan batubara yang berlimpah dan mengurangi pemakaian solar untuk beberapa PLTD di Sulawesi Selatan yang ditinjau dari aspek teknis, ekonomis dan lingkungan.. Lokasi PLTU Batubara Takalar 300 MW berada di kabupaten Takalar, Sulawesi Selatan Kata kunci : krisis kelistrikan, PLTU, Takalar ABSTRACT In order to increase the prosperity of people by reducing electrical cost and implementing electrical vision in 2020 is one of the reason to build new power plants in Indonesia. The electrical vision in 2020 is the realization of 100 % Indonesia areas covered by electricity. Considering the lack of petroleum and natural gas reserved, also the expensiveof the transportation cost, one of the choices to solve the issue is by using coal as energy resource. The raise up of electrical demand in south sulawesi is made the government consider to build new power plant. A new coal steam power plant Takalar 300 MW is one of the power plant that use coal as abundant resource energy. Therefore it will support the other power plant which previously use solar as a resource energy. This project has been decided by considering technical, economical and enviroment aspects. Coal steam power plant Takalar 300 MW is located at Takalar, south Sulawesi. Keyword : Electricity crisis, Coal steam power plant, Takalar v

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Allah SWT karena atas berkat dan karunianya, maka penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semoga penulis senantiasa mendapat bimbingan dari-nya. Tugas akhir yang mempunyai beban 4 SKS (Satuan Kredit Semester) ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan program studi Strata-1 pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Besar harapan penulis bahwa buku tugas akhir ini dapat memberikan informasi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya. Surabaya, Juli 2009 Penulisnasaskd vii

6 DAFTAR ISI JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i iii v vii ix xv xvii BAB I. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Kajian Pustaka Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Metodologi Sistematika Pembahasan Relevansi... 6 BAB II. Teori Dasar Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Dengan Bahan Bakar Batubara 2.1 Bahan Bakar Batubara Pengertian Batubara Materi Pembentuk Batubara Jenis Batubara Metode Penambangan Batubara Produksi dan Pemakaian Batubara Sumber dan Cadangan Batubara Pembangkit Tenaga Listrik Boiler Jenis Boiler Turbin Jenis Turbin Generator Sistem Kerja PLTU Klasifikasi Batubara Pengolahan Batubara Pengangkutan Batubara Sistem Pembakaran Batubara Bersih Proses Terjadinya Energi Listrik. 39 ix

7 Proses Pemanasan Ulang Pembakaran Lapisan Mengambang atmosfer Pembakaran Lapisan mengambang bertekanan Aspek Lingkungan Tahap Pra Konstruksi Perubahan Persepsi Masyarakat Interaksi Sosial Tahap Konstruksi Iklim dan Flora dan Fauna Sosial Ekonomi Budaya Tahap Operasi Udara Air Flora dan Fauna Tahap Pasca Operasi Perencanaan Pembangkit Tenaga Listrik Metode Peramalan Kebutuhan Listrik Model Regresi Regresi Linear Regresi Linear Berganda Metode DKL Sektor Rumah Tangga Sektor Komersil Sektor Publik Sektor Industri Energi Terjual Energi Produksi Faktor Beban Beban Puncak Biaya Pembangkitan Pokok (BPP) Energi Listrik Aspek Ekonomis Biaya Investasi Modal (Capital Cost) Biaya Operasi dan Perawatan Biaya Pembangkitan Total Analisa Ekonomi Investasi Net Present Value (NPV) Internal Rate Of Return (IRR) Return On Investment (ROI) Benefit-Cost Ratio (BCR) Payback Period (PP) Aspek Sosial x

8 Indeks Pembangunan Manusia (IPM) Komponen dan Indikator IPM Rumus Perhitungan IPM Perhitungan Reduksi Shorfall IPM BAB III. Sistem Ketenagalistrikan di Sulawesi Selatan 3.1 Propinsi Sulawesi Selatan Gambaran Umum Sosial Kependudukan Sulawesi Selatan Kabupaten Takalar Letak Geografi Topografi Wilayah Demografi Iklim Sarana dan prasarana Pariwisata Potensi dan Investasi Sistem Ketenagalistrikan Sulawesi Selatan Sistem Pembangkitan Kapasitas Pembangkit Listrik Sistem Transmisi Dan Distribusi Beban Sistem Kondisi Beban Puncak SAIDI dan SAIFI SOD dan SOF Ketenagalistrikan Non PLN (Captive Power) Potensi Energi Potensi Batubara Indonesia Indeks Pembangunan Manusia Baku Mutu Sumber Tidak Bergerak. 95 BAB IV Analisa Data 4.1 Kondisi Kelistrikan di Sulawesi Selatan Pembangunan PLTU Takalar 300 MW Waktu Pelaksanaan Analisa Ketersediaan Bahan Bakar Batubara Kebutuhan Energi Listrik Sulawesi Selatan Peramalan Beban dengan Metode Regresi Peramalan Beban dengan Metode DKL Pertumbuhan Kebutuhan Energi Listrik Sulsel Kebutuhan Energi Sektor Rumah Tangga. 108 xi

9 Kebutuhan Energi Sektor Komersil Kebutuhan Energi Sektor Publik Kebutuhan Energi Sektor Industri Perhitungan Total Pelanggan dan Kebutuhan Energi Listrik Perbandingan Peramalan Konsumsi Energi Antara Regresi Linier Berganda Dengan DKL Energi Produksi Sulawesi Selatan Beban Puncak Sulawesi Selatan Pengaruh PLTU Takalar 300 MW Terhadap Proyeksi Neraca Daya Sulawesi Selatan Kebutuhan Energi Listrik Kabupaten Takalar Aspek Teknis Komponen PLTU Takalar Analisa Teknologi dan Unjuk Kerja PLTU Batubara PLTU Bataubara Konvensional PLTU Batubara Teknologi IGCC PLTU Batubara dengan Teknologi IDGCC Analisa Perhitungan Efisiensi Thermal PLTU Faktor-faktor yang Dapat Mempengaruhi Efisiensi Kerugian Pada Turbin Uap Peningkatan Efisiensi Pada PLTU Analisa Potensi Energi Potensi Energi Baru Terbarukan Potensi Energi Baru Terbarukan di Sulawesi Analisa Ekonomi Perhitungan Biaya Pembangkitan Energi Listrik Perhitungan Biaya Modal / Capital Cost (CC) Perhitungan Biaya Bahan Bakar (FC) Perhitungan Biaya Operasi dan Perawatan (O&M) Perhitungan Biaya Pembangkitan Total (TC) Analisa Harga Jual Listrik PLTU Takalar Aspek Kelayakan Investasi Net Present Value (NPV) Return On Investment (ROI) Benefit-Cost Ratio (B-CR) Payback Periode (PP) Internal Rate of Return (IRR) 174 xii

10 Analisa Perhitungan BPP setelah Pembangunan PLTU Aspek Sosial Aspek Lingkungan Kriteria Prakiraan Dampak Upaya Pengelolaan Dampak Lingkungan Limbah Padat Limbah Cair Emisi Gas Analisa Pengambilan Keputusan Rencana Pengembangan Ketenagalistrikan. 194 BAB V Penutup 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Batubara... 7 Gambar 2.2 Siklus zat asam... 9 Gambar 2.3 Proses pembentukan Batubara... 9 Gambar 2.4 Jenis-jenis Batubara Gambar 2.5 Metode tambang bawah tanah Gambar 2.6 Skema sistem penambangan room and pillar Gambar 2.7 Contoh metode penambangan longwall Gambar 2.8 Metode tambang terbuka Gambar 2.9 Proses konversi untuk pemanfaatan batubara Gambar 2.10 Siklus produksi dunia batubara Gambar 2.11 Klasisfikasi sumber daya batubara Gambar 2.12 Metode Pembangkitan Dengan Konversi Langsung.. 19 Gambar 2.13 Metode Pembangkitan Dengan Konversi Tak Langsung Gambar 2.14 CFBC Boiler Gambar 2.15 Proses konversi mesin uap James Watt Gambar 2.16 Pola Kerja Turbin Uap Dengan Siklus Terbuka Gambar 2.17 Pola Kerja Turbin Uap Dengan Siklus Tertutup Gambar 2.18 Kegiatan pengolahan batubara Gambar 2.19 Kereta api sebagai sarana pengangkutan batubara Gambar 2.20 Siklus PLTU konvensional Gambar 2.21 Siklus kerja PLTU modern Gambar 2.22 PLTU dengan proses pemanasan ulang Gambar 2.23 Skema prinsip pembakaran lapisan mengambang bertekanan Gambar 3.1 Peta propinsi Sulawesi Selatan Gambar 3.2 Peta administrasi Kabupaten Takalar. 73 Gambar 3.3 Neraca daya dan letak pembangkit. 79 Gambar 3.4 Komposisi letak pembangkit dan biaya operasinya Gambar 3.5 Gangguan pembangkit pada tahun Gambar 3.6 Peta jaringan transmisi Sulawesi Selatan Gambar 3.7 Gangguan transmisi tahun Gambar 3.8 Karakteristik beban Sulawesi Selatan 89 Gambar 3.9 Jenis-jenis Batubara Indonesia berdasarkan peringkat. 92 Gambar 4.1 Flow Diagram Analisa Bab Gambar 4.2 Lokasi PLTU Takalar 300 MW Gambar 4.3 Flow diagram metode peramalan kebutuhan energi Gambar 4.4 Grafik Perkiraan Konsumsi Energi Listrik Sektor xv

12 Rumah Tangga Gambar 4.5 Grafik Perkiraan Konsumsi Energi Listik Sektor Komersil Gambar 4.6 Grafik Perkiraan Konsumsi Energi Listik Sektor Publik Gambar 4.7 Grafik Perkiraan Konsumsi Energi Listik Sektor Industri Gambar 4.8 Grafik proyeksi jumlah pelanggan listrik total per kelompok pelanggan Gambar 4.9 Grafik proyeksi konsumsi energi listrik per kelompok pelanggan Gambar 4.10 Grafik Proyeksi Konsumsi Energi Listrik Antara Regresi Linier Berganda Dengan DKL 3.01 (GWh) Gambar 4.11 Grafik proyeksi beban puncak sampai tahun Gambar 4.12 Neraca Daya Sistem Kelistrikan Sulawesi Selatan Gambar 4.13 Neraca Daya Sistem Kelistrikan Sulawesi Selatan Gambar 4.14 Grafik Perkiraan Kebutuhan Listrik (KWh) Kabupaten Takalar. 131 Gambar 4.15 Rencana letak komponen PLTU Takalar 300 MW 132 Gambar 4.16 Diagram proses kerja PLTU Takalar Gambar 4.17 Pulverizer 134 Gambar 4.18 Coal burner 135 Gambar 4.19 Siklus kerja PLTU Takalar 300 MW Gambar 4.20 Proses Pendinginan. 140 Gambar 4.21 Neraca air 141 Gambar 4.22 Proses desalinasi dengan reverse osmotic aliran cross flow filtration. 143 Gambar 4.23 Diagram alir system IGCC. 146 Gambar 4.24 Diagram alir proses PLTU IDGCC Gambar 4.25 Penyebaran potensi mikrohidro dan panas bumi 153 Gambar 4.26 Penggolongan Biaya-Biaya Teknologi Sistem Tenaga Listrik Gambar 4.27 Grafik Kuadran IPM (71.1%) dan Reduksi Shortfall 180 (1.68) Sulawesi Selatan. Gambar 4.28 Grafik Kuadran IPM (68.80%) dan Reduksi 184 Shortfall (2.35) Sulawesi Selatan.. Gambar 4.29 Grafik emisi gas dari bermacam-macam pembangkit 187 Gambar 4.30 Efek rumah kaca. 191 Gambar 4.31 Peta ketenagalistrikan Sulawesi. 195 xvi

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Batas-batas untuk klasifikasi bahan bakar padat menurut WEC Tabel 2.2 Klasifikasi Batubara Tabel 2.3 Beberapa senyawa polutan dan akibatnya pada manusia Tabel 2.4 Diagram penghitungan IPM Tabel 2.5 Nilai Maksimum dan Minimum Komponen IPM.. 66 Tabel 3.1 Jumlah penduduk menurut Kabupaten/Kota di Sulawesi Selatan Tabel 3.2 Jumlah Kecamatan, Desa/Kelurahan, dan Nama-Nama Ibukota Kabupaten/Kota di Sulawesi Selatan Tabel 3.3 PDRB Atas Dasar Harga berlaku menurut lapangan usaha (Milyar Rupiah) di Sulawesi Selatan Tabel 3.4 Jumlah Penduduk, Rasio Jenis Kelamin, dan Jumlah Rumah Tangga menurut Kabupaten/Kota di Sulawesi Selatan Tabel 3.5 Jumlah Penduduk Kabupaten Takalar menurut Kecamatan dan jenis kelamin serta sex ratio tahun 2003 Tabel 3.6 Jumlah Desa/Kelurahan,Luas,Rumah tangga, Kepadatan penduduk tiap kecamatan di Kabupaten Takalar tahun Tabel 3.7 Banyaknya pelanggan, penjualan KWh dan nilai menurut tarif pada ranting Takalar tahun Tabel 3.8 Banyaknya pelanggan, penjualan KWh dan nilai menurut tarif pada ranting /sub ranting PLN di Kabupaten Takalar Tabel 3.9 Potensi dan investasi Kabupaten Takalar Tabel 3.10 Kapasitas terpasang Sulsel (MW) Tabel 3.11 Daya Mampu Sulsel Tabel 3.12 Lokasi Jaringan Transmisi Nasional Sulawesi Selatan. 84 Tabel 3.13 Panjang Jaringan Transmisi (kms) Tabel 3.14 Panjang dan jumlah tower sistem transmisi Sulawesi Selatan 86 Tabel 3.15 Data Input Energi Terjual dan Jumlah Pelanggan per Sektor Tabel 3.16 Banyaknya Pelanggan dan Banyaknya KWH Terjual Per Jenis Tarif di Sulawesi Selatan Tabel 3.17 Banyaknya Pelanggan dan Banyaknya KWH xvii 74

14 Terjual Per Jenis Tarif di Sulawesi Selatan Tabel 3.18 Neraca Daya (MW) Sulawesi Selatan Tabel 3.19 Daftar tunggu Maret Tabel 3.20 Klasifikasi bahan bakar fosil menurut WEC Tabel 3.21 Sumber daya dan cadangan batubara Indonesia Tabel 3.22 Penyebaran Batubara Indonesia Tabel 3.23 Peringkat IPM propinsi di Indonesia Tabel 3.24 IPM dan komponen Propinsi Sulawesi Selatan Tabel 4.1 Konsumsi Batubara Tabel 4.2 Pemakaian bahan bakar PLTU Takalar 300 MW Tabel 4.3 Data Input Energi Terjual (GWh), Jumlah Pelanggan per Sektor, Jumlah Penduduk (Ribu), dan PDRB (Milyar) Sulawesi Selatan Tabel 4.4 Proyeksi Energi Terjual (GWh), Jumlah Pelanggan per Sektor, Jumlah Penduduk (Ribu), dan PDRB Sulsel (Milyar) Tabel 4.5 Data Input Energi terjual dan jumlah pelanggan per sektor Tabel 4.6 Perkiraan Jumlah Penduduk, Pertumbuhan Jumlah Penduduk, Rata-rata Anggota RT dan Jumlah Rumah Tangga Total Sulawesi SelatanTahun Tabel 4.7 Jumlah Penduduk, Jumlah Rumah Tangga Total, Jumlah Pelanggan Rumah Tangga dan Jumlah Pelanggan Rumah Tangga Baru dan Rasio Elektrifikasi (%) Tahun Tabel 4.8 Proyeksi Kebutuhan Energi Listrik (GWh) Sektor Rumah Tangga Tabel 4.9 Proyeksi Kebutuhan Energi Listrik Sektor Komersil Tabel 4.10 Proyeksi Kebutuhan Energi Listrik (GWh) Sektor Publik Tabel 4.11 Proyeksi Kebutuhan Energi Listrik (GWh) Sektor Industri Tabel 4.12 Proyeksi Jumlah Pelanggan Listrik Total per Kelompok Pelanggan Sulawesi Selatan Tabel 4.13 Proyeksi Konsumsi Energi Listrik per Kelompok Pelanggan (GWh) Sulawesi Selatan Tabel 4.14 Proyeksi Konsumsi Energi Listrik Antara Regresi Linier Berganda Dengan DKL (GWh) Tabel 4.15 Pertumbuhan Energi Terjual (GWH), Energi Produksi (GWH), dan Beban Puncak (MW) Selawesi Selatan Tahun 2007 Sampai dengan xviii

15 Tabel 4.16 Proyeksi Neraca Daya (dalam MW) Sulawesi Selatan. 126 Tabel 4.17 Proyeksi Neraca Daya (dalam MW) Sulawesi Selatan. 127 Tabel 4.18 Data Input Perhitungan Energi Terjual dan Energi Produksi Kabupaten Takalar Tabel 4.19 Perkiraan Kebutuhan Energi Listrik (GWh) dan Beban Puncak (MW) Kabupaten Takalar Tabel 4.20 Kapasitas Boiler dengan parameter-parameter utama Tabel 4.21 Kinerja utama dari Boiler Tabel 4.22 Potensi dan kapasitas terpasang energi baru terbarukan di Indonesia Tabel 4.23 Potensi energi panas bumi Sulawesi. 153 Tabel 4.24 Potensi energi mikrohidro di Sulawesi Tengah Tabel 4.25 Potensi energi mikrohidro di Sulawesi Tenggara Tabel 4.26 Potensi energi mikrohidro di Sulawesi Selatan Tabel 4.27 Potensi energi mikrohidro di Sulawesi Utara Tabel 4.28 Kecepatan angin. 156 Tabel 4.29 Konversi energi biomassa Tabel 4.30 Potensi biomassa untuk pembangkitan tenaga di seluruh wilayah Indonesia dalam satu tahun Tabel 4.31 Produksi beberapa jenis biomassa di Sulawesi Tabel 4.32 Potensi energi radiasi surya di Indonesia Tabel 4.33 Biaya investasi PLTU Takalar 300 MW Tabel 4.34 Data biaya operasi dan perawatan PLTU Tabel 4.35 Biaya Pembangkitan Energi Listrik Tabel 4.36 Data jumlah penduduk,pendapatan perkapita, dan konsumsi listrik perkapita kabupaten Takalar 165 Tabel 4.37 Net Present Value (milyar) untuk suku bunga 6% dan 9% Tabel 4.38 Return On Investment untuk suku bunga 6% dan 9% Tabel 4.39 Benefit Cost Ratio PLTU Takalar Tabel Negara Dengan IPM Tertinggi dan Terendah Di Dunia Tabel 4.41 Peringkat IPM Indonesia Di Dunia Tabel Negara Dengan IPM Tertinggi dan Terendah Di Asia 177 Tabel 4.43 Peringkat IPM Indonesia Di Asia Tabel 4.44 Peringkat IPM Negara-Negara Di Asia Tenggara Tabel 4.45 Peringkat IPM Propinsi di Indonesia 179 Tabel 4.46 PDRB sebagai fungsi ratio elektrifikasi 181 Tabel 4.47 PDRB sebagai fungsi KWh perkapita Tabel 4.48 Peringkat IPM Kecamatan di Kabupaten Takalar xix

16 Tabel 4.49 Limbah PLTU Batubara 1 GWh Tabel 4.50 Inovasi teknologi pengurangan CO Tabel 4.51 Sumber-sumber energi primer Tabel 4.52 Baku mutu emisi untuk PLTU berbahan bakar batubara Tabel 4.53 Pengaruh partikel emisi terhadap kesehatan dan lingkungan Tabel 4.54 Jenis-jenis pembangkit berdasarkan aspek ekonomi dan ketersediaan potensi Energi. 193 xx