BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang. Keberlanjutan suplai energi di suatu daerah sangat tergantung pada tingkat

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Keberlanjutan suplai energi di suatu daerah sangat tergantung pada tingkat efisiensi sistem suplai yang diterapkan di daerah tersebut, untuk memenuhi kebutuhan energi yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun. Menurut IIASA (2012) pada tahun 2005 tingkat efisiensi sistem suplai energi secara global masih pada angka 34%, hal tersebut disebabkan oleh masih rumitnya pembangunan sistem suplai energi mulai dari ekstraksi, konversi, transmisi, hingga distribusi ke pengguna akhir. Beberapa tantangan dalam pembangunan sistem suplai energi yang efisien adalah tingginya variasi kondisi geografis pada masing-masing wilayah, serta terdapatnya ketidakseimbangan antara sumber daya (suplai) dan sebaran penduduk (permintaan), dimana sumber daya tidak selalu tersedia di setiap lokasi dimana energi dibutuhkan. Tantangan yang sama juga terjadi di Indonesia, dengan kondisi geografis dan tipikal penyebaran penduduk yang tersebar, terdapat banyak daerah yang mengalami kesulitan dalam memenuhi kebutuhan permintaan energi, terutama untuk daerah yang berada di wilayah pulau-pulau kecil yang terisolasi dari pulau utama. Energi listrik merupakan salah satu sektor energi dengan pertumbuhan permintaan cukup tinggi di Indonesia, dengan rata-rata pertumbuhan 8,5 % per tahun dalam 5 tahun terakhir, lebih tinggi dari rata-rata pertumbuhan permintaan energi listrik dunia sebesar 1,6% per tahun. Sementara kemampuan PLN sebagai pemasok utama energi listrik nasional hanya tumbuh pada angka 6,5% per tahun 1

2 (BPPT, 2015). Menurut BPPT (2014) tingkat rasio elektrifikasi nasional pada tahun 2012 baru mencapai angka 75,8%, masih sangat rendah jika dibandingkan dengan tingkat rasio elektrifikasi beberapa negara tetangga di ASEAN pada tahun yang sama seperti Singapura 100%, Malaysia 99,4%, Vietnam 97,6%, dan Philipina 89,7%. Bahkan pada beberapa wilayah di Indonesia masih memiliki tingat rasio elektrifikasi di bawah 50%, terutama untuk daerah yang memiliki banyak pulaupulau kecil seperti Provinsi Papua dengan rasio elektrifikasi sebesar 30,4%, Nusa Tenggara Timur (NTT) 4 3,5%, dan Nusa Tenggara Barat (NTB) 49,0% (PLN, 2012). Pemenuhan kebutuhan energi listrik di wilayah pulau-pulau kecil dan terpencil memiliki tantangan berbeda jika dibandingkan dengan pulau-pulau besar utama, karena lokasi yang cenderung tersebar pada ribuan pulau dan tipe penyebaran penduduk tersebar dan kondisi geografis yang unik (Dapice dan Cunningham, 2011). Menurut IEA (2010), saat ini terdapat sekitar 1,4 milyar penduduk di dunia yang masih belum memiliki akses listrik, dan 85% dari angka tersebut adalah penduduk yang hidup di wilayah rural. Dornan (2014) memperkirakan bahwa terdapat sekitar 70% dari penduduk di negara pulau-pulau kecil berkembang (SIDS) masih belum memiliki akses terhadap energi listrik, ekuivalen dengan tingkat elektrifikasi penduduk di wilayah sub-sahara Afrika. Indonesia sebagai salah satu negara kepulauan terbesar di dunia dengan jumlah pulau mencapai pulau, memiliki banyak pulau-pulau kecil dengan lokasi terisolir dari pulau-pulau utama (Bakosurtanal, 2014). Kondisi ini memiliki 2

3 tantangan tersendiri dalam memenuhi kebutuhan energi di wilayah pulau-pulau kecil tersebut. Saat ini rasio elektrifikasi di wilayah pulau-pulau kecil sangat rendah, dan masih terdapat banyak pulau kecil berpenghuni yang belum memiliki akses listrik. IEA (2012) dalam Navarro et al (2013) menyatakan bahwa rata-rata tingkat elektrifikasi di wilayah rural di Indonesia masih berada pada angka 56%. Salah satu penyebabnya adalah karena sulitnya Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai pemasok utama energi listrik di Indonesia dalam memasok kebutuhan listrik di wilayah-wilayah tersebut. Hal ini diakibatkan oleh tingginya tantangan geografis yang menyebabkan sulitnya PLN membangun jaringan, baik karena jauhnya lokasi dari grid utama PLN, hingga masalah pertimbangan ekonomi karena tingginya nilai investasi jika membangun power plant baru. Hal tersebut senada dengan pernyataan IRENA (2012) bahwa merupakan pilihan sulit untuk melakukan penyambungan grid ataupun transportasi bahan bakar dalam pemenuhan kebutuhan energi listrik di wilayah pulau-pulau kecil. Ditinjau dari kewajiban negara dalam memenuhi kebutuhan energi penduduknya, berdasarkan amanat undang-undang No. 30 Tahun 2007 tentang energi menyatakan bahwa setiap orang berhak untuk memperoleh akses terhadap energi (pasal 19 ayat 1), termasuk penduduk yang tinggal di wilayah terpencil. Berdasarkan amanat undang-undang, pemerintah harus segera mencari solusi untuk menyelesaikan permasalahan tersebut. Salah satu alternatif solusi untuk meningkatkan rasio elektrifikasi di wilayah pulau-pulau kecil adalah dengan 3

4 mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya energi berbasis lokal yang terdapat di wilayah pulau-pulau kecil tersebut, terutama pemanfaatan energi terbarukan. Menurut Garcia dan Meisen (2008) potensi energi terbarukan di wilayah pulau-pulau kecil terdiri dari potensi mikro hidro, angin, surya, biomassa, arus laut, dan gelombang laut. Pengembangan energi terbarukan tersebut bukan hanya untuk meningkatkan rasio elektrifikasi di wilayah pulau-pulau kecil, namun juga untuk mencapai target penurunan emisi nasional melalui bauran energi sesuai dengan kebijakan energi nasional tentang penigkatan bauran energi dari energi baru terbarukan sebesar 23% pada tahun 2025 (DEN, 2014). Salah satu daerah di wilayah pulau-pulau kecil dan menghadapi tantangan besar dalam pengembangan sistem suplai listrik adalah Desa Air Sena. Desa Air Sena terletak di Kecamatan Siantan Tengah Kabupaten Kepulauan Anambas Provinsi Kepulauan Riau. Desa Air Sena terletak pada posisi geografis Lintang Utara dan Bujur Timur, terletak di sebelah selatan Pulau Matak dengan jumlah penduduk 714 jiwa dan terdiri dari 202 rumah tangga pada tahun 2014 (BPS, 2015). Sistem suplai kelistrikan di Desa Air Sena saat ini dipasok dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dengan bahan bakar solar dengan kapasitas 2 x 140 kva. PLTD tersebut saat ini hanya mampu menyuplai energi listrik untuk sekitar 150 rumah tangga dan fasilitas umum, dengan lama hidup selama 6 jam per hari ( WIB), dengan rata-rata tarif per rumah sekitar Rp ,00 per bulan. Sistem suplai energi listrik saat ini di Desa Air Sena dianggap masih belum handal, belum mudah diakses, dan belum terjangkau bagi penduduk setempat. 4

5 Mengingat penyediaan akses energi merupakan faktor penting dalam pencapaian pembangunan berkelanjutan di suatu daerah (Ilkog dan Kjellstrom, 2008), penting bagi Desa Air Sena untuk memastikan sistem suplai energi yang mudah diakses, handal dan terjangkau bagi masyarakatnya sesuai dengan prinsipprinsip energi yang berkelanjutan. Terdapat banyak dampak turunan dari pembangunan energi kepada kehidupan sosial masyarakat di sekitarnya, diantaranya pertumbuhan ekonomi, peningkatan sumber daya menusia, dan peningkatan penyerapan tenaga kerja (Sathaye et al, 2012). Berdasarkan kondisi tersebut, maka penelitian ini penting untuk dilakukan untuk merancang sistem suplai energi berkelanjutan di Desa Air Sena berbasis pada pemanfaatan sumber daya energi lokal. Melalui penerapan sistem suplai energi yang berkelanjutan dapat memberikan pengaruh positif bagi peningkatan sosial dan kesejahteraan masyarakat Desa Air Sena Perumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana rancangan sistem suplai energi berkelanjutan yang paling tepat untuk wilayah pulau-pulau kecil dan terpencil di Indonesia dengan mengambil studi kasus di Desa Air Sena Kabupaten Kepulauan Anambas. Secara detail pertanyaan penelitian dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana kondisi suplai energi eksisting dan profil permintaan energi kedepan di Desa Air Sena? 2. Bagaimana kondisi sosial ekonomi saat ini di Desa Air Sena? 5

6 3. Bagaimana kelayakan pengembangan sistem suplai energi listrik yang berkelanjutan berbasis lokal di Desa Air Sena? 4. Bagaimana rancangan sistem suplai energi yang berkelanjutan berbasis lokal yang tepat untuk Desa Air Sena? 5. Bagaimana peluang keberlanjutan sistem kelistrikan berbasis energi berkelanjutan yang diusulkan? 1.3. Batasan Masalah Dalam penelitian ini, wilayah studi dibatasi pada wilayah administrasi Desa Air Sena Kecamatan Siantan Tengah Kabupaten Kepulauan Anambas sebagai daerah studi kasus. Rancangan sistem suplai energi yang dibahas dalam penelitian ini terbatas pada rancangan sistem suplai energi listrik untuk pemenuhan kebutuhan energi listrik di Desa Air Sena. Sementara jenis energi terbarukan berbasis lokal yang dipertimbangkan dalam penelitian ini hanya energi surya dan angin, mengingat keterbatasan sumber daya manusia, teknologi dan sumber daya energi itu sendiri di Desa Air Sena Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Menggambarkan kondisi suplai energi listrik saat ini dan profil permintaan listrik masa depan di Desa Air Sena. 2. Mengidentifikasi potensi energi lokal yang dapat dimanfaatkan untuk pengembangan sistem suplai energi listrik yang berkelanjutan di Desa Air Sena. 6

7 3. Membuat rancangan sistem suplai energi listrik yang berkelanjutan berbasis lokal untuk Desa Air Sena dengan mempertimbangkan aspek teknik dan non teknis Manfaat Penelitian Bagi masyarakat, penelitian ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan dalam upaya pemenuhan kebutuhan suplai energi listrik bagi penduuduk di wilayah pulau-pulau kecil terpencil secara berkelanjutan, terutama untuk Desa Air Sena Kabupaten Kepulauan Anambas. Bagi instansi pemerintahan, penelitian ini diharapakan dapat menjadi bahan pertimbangan dalam menyusun perencanaan pembangunan sistem suplai energi yang efektif, efisien, dan berkelanjutan untuk wilayah pulau-pulau kecil terpencil di Indonesia. Bagi dunia akademik, penelitian ini diharapkan dapat memperkaya literatur ilmiah di bidang sistem suplai energi berkelanjutan untuk wilayah pulau-pulau kecil dan terpencil Keaslian Penelitian Beberapa penelitian terkait perancangan sistem suplai energi di wilayah pulau-pulau kecil sudah pernah dilakukan sebelumnya oleh beberapa peneliti secara global. Setiawan dan Nayar (2014) telah melakukan penelitian tentang desain sistem pembangkit hibrid untuk pulau terpencil di Maladewa untuk memenuhi kebutuhan listik dan kebutuhan air bersih pasca tsunami dengan menggunakan software HOMER. Zhang et al (2016) juga telah melakukan analisis kelayakan sistem energi hibrid dengan emisi karbon yang rendah untuk pengembangan model kota ramah lingkungan di China, analisis kelayakan tersebut juga dilakukan dengan menggunakan software HOMER. Kim et al (2016) melakukan studi komparatif 7

8 antara sistem kelistrikan off-grid dan on-grid pada kasus dua pulau kecil di Korea Selatan. Hazef dan Bhattacharya (2012) melakukan sistem perencanaan dan desain energi terbarukan yang optimal berdasarkan sistem suplai mikrogrid. Secara ringkas mengenai beberapa penelitian terkait yang pernah dilakukan sebelumnya dan perbandingannya dengan penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Tabel 1.1 berikut. 8

9 Tabel 1.1. Perbandingan dengan penelitian sebelumnya Peneliti dan No Tahun 1 Setiawan, A.A., dan Nayar, C. V (2014) 2 Zhang, X., Ma, Y., Ye, B., Chen, Z.M., dan Xiong, L., (2016) Judul Tujuan Metode Hasil Design of Hybrid Power System for a Remote Island in Maldives. Feasibility Analyses of Developing Low Carbon City with Hybrid Energy Systems in China: The Case of Shenzhen Menyajikan skenario suplai listrik dan pemenuhan kebutuhan air bersih di salah satu pulau terpencil di Maladewa dengan menggunakan pembangkit mini-hibrid dengan memanfaatkan energi terbarukan. 1. Menghasilkan model sistem energi hibrid yang rendah emisi karbon berbasis energi terbarukan. 2. Menampilkan kelayakan ekonomi dan faktor dampak kritisnya. 1. Pengukuran profil konsumsi energi. 2. Identifikasi sumber energi terbarukan di lokasi studi. 3. Desain sistem suplai pembangkit dengan menggunakan software HOMER. 1. Menentukan model konfigurasi sistem energi hibrid. 2. Memprediksi permintaan energi di Kota Shenzen. 3. Permodelan sumberdaya energi (PV, Angin, Gas alam). 1. Terdapat tiga skenario pemenuhan suplai energi dan pemenuhan kebutuhan air bersih di Maladewa pasca tsunami dengan menggunakan pembangkit mini-hibrid: PV- Diesel, Angin-Diesel, PV-Angin-Diesel. 2. Masing-masing skenario memiliki tingkat penetrasi energi terbarukan yang berbeda: PV- Diesel (14%), Angin-Diesel (20%), PV- Angin-Diesel (24%). Masing-masing skenario juga menampilkan tingkat keekonomian yang berbeda. 3. Secara umum sistem pembangkit berbasis hibrid memiliki performa yang lebih bagus, dari pada menggunakan pembangkit diesel saja. 1. Pemanfaatan sistem energi hibrid dengan memanfaatkan energi terbarukan memiliki harga yang relatif rendah jika harga distribusi (grid-extension) juga diperhitungkan. 2. Harga tarif listrik dengan 3 skenario tersebut adalah: skenario experiment (0,122 USD/kWh), skenario pilot (0,105 USD/kWh), skenario advance (0,141 USD/kWh). 3. Berdasarkan hasil optimasi, penurunan emisi karbon adalah: skenario experiment (46.81%), skenario pilot (62.99%), dan skenario advance (75.76%). 9

10 Peneliti dan No Tahun 3 Kim, H., Baek, S., Chi, K.H., Kim, D., Lee, S., Kim, D., dan Chang, H.J. (2016) 4 Hazef, O., dan Bhattacharya, K., (2012) 5 Kariman, Z, Setiawan, A.A, Judul Tujuan Metode Hasil Comparative Analysis of Onand Off-Grid Electrification: The Case of Two South Korean Islands. Optimal planning and design of a renewable energy based supply system for microgrids. Perancangan sistem suplai energi berkelanjutan Menganalisis sitem energi yang paling tepat untuk pulau Jindo-gun dan Wando-gun secara ekonomi, teknologi dan lingkungan. 1. Menghasilkan desain dan perencanaan sistem mikrogrid optimal berbasis energi terbarukan dengan mempertimbangkan beberapa opsi teknologi dengan input yang realistik berdasarkan karakter fisik, operasional, dan ekonomi. 2. Menentukan perbandingan titik impas antara tersambung dengan jaringan utama dengan mikrogrid yang terisolasi. 3. Membandingkan keuntungan desain mikrogrid yang optimal dengan konfigurasi mikrogrid eksisting. 1. Menggambarkan kondisi suplai energi listrik saat ini dan profil permintaan listrik masa depan di Desa Air Sena dengan 1. Pengukuran profil konsumsi energi. 2. Identifikasi sumber energi terbarukan. 3. Penggunaan data ekonomi. 4. Desain sistem suplai pembangkit menggunakan software HOMER. 1. Asumsi profil beban untuk wilayah rural. 2. Data radiasi matahari, kecepatan angin, harga diesel, harga bahan bakar di Waterloo, Ontario-Kanada. 3. Simulasi menggunakan software HOMER (simulasi, optimasi, dan analisis sensibilitas). 1. Pengumpulan data sistem suplai energi eksisting, identifikasi sumberdaya energi terbarukan berbasis 1. Konfigurasi sistem pembangkit standalone yang paling optimal adalah sistem hibrid turbin angin, PV, baterai, dan konverter. 2. Nilai NPC sistem optimal untuk Jindo-gun adalah USD dengan COE USD 0,254 /kwh. 3. Nilai NPC sistem optimal untuk Wando-gun adalah USD dengan COE sebesar USD 0,247/kWh. 1. Menampilkan desain optimal dan perbandingan beberapa skenario sistem suplai energi: (1) penggunaan diesel (2) penggunaan energi terbarukan (3) penggabungan penggunaan diesel dan energi terbarukan (hybrid) (4) mikrogrid terkoneksi dengan jaringan utama. 2. Berdasarkan simulasi, konfigurasi penggunaan diesel dengan pemanfaatan sumber energi terbarukan merupakan skenario dengan nilai NPV yang paling rendah, serta emisi yang relatif rendah. 3. Tingkat keekonomian yang paling menarik adalah jika jaringan terkoneksi dengan jaringan utama, karena tidak memerlukan initial capital dan biaya operasional yang cenderung minim. 1. Kondisi suplai energi eksisting Desa Air Sena saat ini dianggap masih belum handal, mudah diakses, terjangkau, dan ramah lingkungan 10

11 No Peneliti dan Tahun and Petrus, H.T.B (2016) Judul Tujuan Metode Hasil berbasis lokal untuk wilayah pulau-pulau kecil di Indonesia (Studi kasus Desa Air Sena Kabupaten Kepulauan Anambas) mempertimbangkan aspek sosial, ekonomi, dan lingkungan. 2. Mengidentifikasi potensi energi lokal yang dapat dimanfaatkan untuk pengembangan sistem suplai energi listrik yang berkelanjutan di Desa Air Sena. 3. Membuat rancangan sistem suplai energi listrik yang berkelanjutan berbasis lokal untuk Desa Air Sena dengan mempertimbangkan aspek teknik dan non teknis. lokal, dan kondisi sosial, ekonomi dan kelembagaan. 2. Perancangan sistem suplai energi yang berkelanjutan dengan menggunakan software HOMER. 3. Analisis deskriptif tentang kajian keberlanjutan sistem hasil simulasi. ditinjau dari perspektif pengembangan energi yang berkelanjutan. 2. Air Sena memiliki potensi energi surya yang cukup tinggi untuk menunjang pemanfaatan energi hibrid, dengan rata-rata penyinaran matahari selama 5 jam/hari dan rata-rata radiasi matahari global sebesar 5,28 kwh/m2/hari. Potensi kecepatan angin juga layak dipertimbangkan, terutama jika terjadi kenaikan harga bahan bakar. 3. Berdasarkan hasil simulasi dan optimasi, dengan skenario harga bahan bakar USD 0,4 per liter, konfigurasi antara PLTD-PVkonverter-baterai merupakan pilihan yang paling optimum dengan tingkat penetrasi energi terbarukan sebesar 24,7%. Sementara dengan skenario harga bahan bakar USD 0,7 per liter maka konfiigurasi PLTD -PV-turbin angin-konverter-baterai merupakan pilihan yang paling optimum dengan penetrasi energi terbarukan sebesar 48%. Baik ditinjau dari nilai NPC maupun COE, sistem energi hibrid stand alone masih merupakan pilihan yang paling kompetitif jika dibandingkan dengan penggunaan sistem eksisting, dengan mengandalkan penggunaan diesel saja. 11