KONVERSI ENERGI DI PT KERTAS LECES

Transkripsi

1 KONVERSI ENERGI DI PT KERTAS LECES 1. Umum Subagyo Rencana dan Evaluasi Produksi, PT. Kertas Leces Leces-Probolinggo, Jawa Timur Abstrak Biaya energi di PT. Kertas Leces (PTKL) sekitar 24% dari total biaya produksi (2003). Mengantisipasi kenaikan harga minyak akibat kebijakan pemerintah mengurangi subsidi, mengurangi lost time akibat gangguan operasi boiler; managemen berupaya mengurangi biaya energi dengan cara mengganti penggunaan bahan bakar minyak (residu). Jangka pendek adalah mengganti bahan bakar minyak (residu) dengan gas. Konversi bahan bakar dilaksanakan Juni-Desember 2003 dan mengurangi biaya bahan bakar dari 24% menjadi 17% dari total biaya produksi. Selain mengurangi biaya, penggunaan gas, mengurangi emisi CO 2 dari ton/tahun menjadi ton/tahun. Rencana Jangka Panjang adalah mengganti bahan bakar gas dengan batubara (2006). PT. Kertas Leces terletak di Jawa Timur, memiliki 5 (lima) mesin kertas, bagasse pulp plant, deinking plant, wastewater treatment. Produk utama PT. Kertas Leces adalah: - Mesin kertas 1 : Medium Liner 30 t/hari - Mesin kertas 2 : Kertas industri, HVS 60 t/hari - Mesin kertas 3 : Kertas Tulis Cetak 175 t/hari - Mesin kertas 4 : Tissue 30 t/hari - Mesin kertas 5 : Kertas Koran, Tulis Cetak 275 t/hari Untuk memenuhi kebutuhan energi, uap dan listrik; PT Kertas Leces mengoperasikan steam power plant. Listrik dari PLN sebesar 3 MVA digunakan untuk start-up dan emergency. 2. Latar Belakang 2.1. Biaya Energi Industri pulp dan kertas khususnya PT. Kertas Leces menggunakan energi dalam jumlah cukup besar, biaya energi lebih besar dari 15% dari total biaya produksi. Industri pulp dan kertas yang terintegrasi dan menggunakan bahan baku kayu mempunyai biaya energi berkisar antara 6,1%-9,7%. Kebijakan pemerintah mengurangi subsidi bahan bakar minyak sejak 2001 mendorong peningkatan harga bahan bakar khususnya untuk industri. Peningkatan harga bahan bakar tersebut berdampak peningkatan biaya bahan bakar dari 6,5% pada tahun 2001 menjadi 24% di tahun Tabel 1 Harga Bahan Bakar Tahun*) US$/MM BTU Minyak Gas Alam Batubara

2 Pengaruh perubahan harga residu terhadap biaya pembangkitan di PT. Kertas Leces dapat dilihat pada grafik di bawah. Prosentase Biaya Bahan Bakar % Tahun Grafik 1 Prosentase Biaya Bahan Bakar 2.2. Bahan bakar minyak (residu) Sejak tahun 1983 PTKL menggunakan bahan bakar residu (HFO grade 6). Selain nilai kalor sangat bervariasi, residu yang digunakan mengandung sedimen dan air. Rendahnya kualitas bahan bakar menyebabkan terjadinya slag dan sedimen di fireside Evaporator and Superheater. Dampak dari slag dan sedimen tersebut efisiensi boiler menurun dan beberapa bagian dari pipa terjadi overheating dan pecah. Gambar 1 Slag dan deposit 2

3 Disamping kandungan sedimen dan air, residu mengandung belerang dan Vanadium. Belerang menyebabkan Low Temperature Corrosion sedangkan Vanadium menyebabkan High Temperature Corrosion yang memicu terjadinya flaking dan slaging serta rupture (pecah). Kondisi ini menyebabkan lost time yang disebabkan oleh power boiler sangat tinggi. (a) (a) (b) (b) Gambar 2 Flake dan slag (a) dan rupture (b) akibat High Temperature Corrosion Sistem pembangkitan Energi di PT Kertas Leces. Untuk memenuhi kebutuhan uap dan listrik, PTKL mengoperasikan Steam Power Plant yang terdiri dari: a. Power Boiler : 5 90 ton/jam. b. Chemical Recovery Boiler : 2 40 ton/jam c. Extraction Back Pressure Turbine : 1 unit, 19,7 MW d. Condensing Turbine : 1 unit, 27,0 MW e. Extraction Condensing Turbine : 1 unit, 19,7 MW 3

4 Power Boiler Recovery Boiler HP Header 44 BAR, 440 o C Mill Desuperheater EBPT ECT CT 12.5 BAR, 200 o C MP Header Desuperheater Mill LP Header Mill Gambar 3 Diagram Proses Power Plant 6 BAR, 165 o C Uap bertekanan tinggi (44 bar, 440 C) dihasilkan Power Boiler (PB) dan Chemical Recovery Boiler (RB), digunakan menggerakkan Extraction Back Pressure Turbine (EBPT), Condensing Turbine (CT), Extraction Condensing Turbine (ECT). Selain dari ekstraksi, kebutuhan uap proses Medium Pressure (MP; 12,5 bar 200 C) dan Low Pressure (LP; 5 bar 165 C) dipenuhi dari Valve Desuperheater. Dalam memenuhi kebutuhan energi, steam power plant bekerja dengan mode thermal match yaitu mode operasi turbin yang lewat ekstraksi atau exhaustnya memenuhi kebutuhan uap proses kekurangan listrik dipenuhi dari condensing part. (gambar 4). (a) kebutuhan uap proses (c) kebutuhan listrik (d) kekurangan listrik (b) listrik dibangkitkan Gambar 4 Thermal Match 4

5 Extraction Back Pressure Turbine (EBPT) dan Extraction Condensing Turbine (ECT) adalah turbogenerator yang bekerja berdasarkan kebutuhan uap sedangkan Condensing Turbine (CT) bekerja berdasarkan kebutuhan listrik. Dalam kondisi normal dimana Pulp Plant tidak beroperasi uap MP tidak diperlukan maka ECT dioperasikan sedangkan EBPT tidak beroperasi. Dengan kondisi Thermal Match listrik yang dibangkitkan 14 MW, sedangkan listrik yang dibutuhkan 24 MW. Selisih antara listrik yang dibutuhkan dan listrik yang dibangkitkan dipenuhi dari condensing part CT atau ECT. Ketidak-sesuaian atau kesetimbangan antara kebutuhan uap proses dan listrik akan menyebabkan steam power plant tidak dapat mencapai maksimum efisiensi. 3. KONVERSI BAHAN BAKAR 3.1. Rencana Untuk mengurangi biaya bahan bakar sejak tahun 1996 telah disusun rencana penggantian bahan bakar dari residu ke gas atau batubara. Tetapi dengan adanya krisis tahun 1997 rencana penggantian bahan bakar menjadi tidak layak sehingga rencana tersebut dibatalkan. Menyusul dikuranginya subsidi bahan bakar sehingga harga BBM diperkirakan naik lagi pada masa-masa yang akan datang maka rencana penggantian bahan bakar ditinjau ulang. Pada saat ini hal terpenting yang harus dilakukan adalah mengantisipasi kenaikan harga BBM, yaitu antara lain: a. Penghematan energi b. Pemilihan sumber energi (bahan bakar) baru yang lebih murah c. Pemilihan sisteim pembangkit energi (power plant) yang lebih efisien. Berkaitan dengan keterbatasan dana disusun rencana jangka pendek dan jangka panjang. a. Rencana jangka pendek mengganti bahan bakar dari residu dengan bahan bakar gas (gas alam) tanpa merubah sistem (penggantian burner). Rencana ini sudah dilaksanakan Juli-Desember b. Rencana jangka panjang: b.1. Gas Turbine dan Waste Heat Recovery Boiler. b.2. Coal fired boiler Perbandingan dari kedua pilihan rencana jangka panjang tersebut terhadap existing power plant yang telah menggunakan bahan bakar gas dapat dilihat pada Tabel 2. NO. PARAMETER UNIT Tabel 2 Perbandingan EXISTING (BBG) GT dan WHRB COAL FIRED BOILER 1. Efisiensi Sistem % Biaya bahan bakar Rp M/th Penghematan Rp M/th Investasi US$ juta Ket: produksi kertas (reeler) : ton/th Dari perbandingan tersebut di atas serta mempertimbangkan trend harga dan cadangan bahan bakar maka PTKL memilih untuk menggunakan bahan bakar batubara. Direncanakan tahun 2006 coal fired boiler sudah dimplementasikan Pelaksanaan Rencana Jangka Pendek Modifikasi yang dilakukan dalam rangka konversi bahan bakar jangka pendek adalah penggantian burner (Juli-Desember 2003). Keuntungan bahan bakar gas antara lain: 5

6 A. Aspek Teknis 1) Tidak diperlukan atomizing dan pemanasan seperti bahan bakar residu. 2) Superheater dan evaporator lebih bersih sehingga: Efisiensi boiler meningkat. Biaya pemeliharaan berkurang Ketersediaan jam operasi meningkat 3) Efisiensi dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan panas buang sehingga suhu buang dapat ditekan sampai pada batas terendah. B. Aspek Ekonomi Secara teoritis efisiensi termal (basis LHV) pembakaran gas dan residu sama tetapi dalam operasi sebenarnya efisiensi pembakaran gas lebih tinggi daripada residu. Hal ini terjadi karena gas mudah terbakar dan tidak ada slag atau deposit di fireside yang menghambat perpindahan panas. Grafik di bawah menunjukkan konsumsi bahan bakar gas per ton kertas lebih rendah dibanding dengan pemakaian bahan bakar residu. (000) MMBTU/month Energy Consumption Residu Gas ,000 7,000 9,000 11,000 13,000 15,000 Produksi Kertas (ton/bulan) Grafik 2 Hubungan antara pemakaian energi dan produksi kertas Dengan : Investasi Rp 15 M Harga residu Rp 1,467/liter (2003) Harga gas US$ 3,3/MMBtu Diperoleh Payback Period 6 bulan. C. Aspek Lingkungan Pemakaian bahan bakar gas mengurangi emisi CO 2 dibanding pembakaran residu. Disamping karena pemakaian gas lebih rendah, hal ini disebabkan kandungan karbon di gas alam sekitar 71%, sedangkan di residu sekitar 86%. Pengurangan emisi CO 2 mengurangi efek rumah kaca. Dengan dasar: Produksi kertas (reeler) ton/tahun (realisasi 2004) Konsumsi bahan bakar a. Residu MMBtu/ton kertas 0.87 m 3 /ton kertas b. Gas MMBtu/ton kertas 0.73 (000) Nm 3 /ton kertas 6

7 Tabel 3 Konsumsi Bahan Bakar dan Emisi CO 2 Jenis Konsumsi Bahan Bakar Emisi CO 2 Bahan Bakar m3 (000) Nm3 ton/tahun Residu Gas Kesimpulan 1. Program konversi bahan bakar dari residu ke gas telah dilaksanakan dan mengurangi biaya bahan bakar dari Rp 197 M/tahun menjadi Rp 118 M/tahun. Selain mengurangi biaya bahan bakar, pemakaian gas mengurangi emisi CO 2 dari ton/tahun menjadi ton/tahun. 2. Penggunaan gas mengurangi resiko kerusakan pipa boiler, sehingga ketersediaan jam operasi power boiler meningkat. 3. Rencana jangka panjang, pengurangan biaya bahan bakar dilakukan dengan mengganti gas ke batubara. Daftar Pustaka: 1. Battcharya, S (1988), Industrial Cogeneration System and Their Characteristic, Division of Energy Technology AIT, Bangkok. 2. Elliot, T.C, (1989), Standard Handbook of Power Plant Engineering, McGraw-Hill, New York. 3. Hagler, (1988), Energy Auditing manual for Industry Vol. 3, Bailly Inc., Washington. 7