ORBITH VOL. 9 NO. 3 NOVEMBER 2013 : 160 167 PERENCANAAN ENERGI TERPADU DENGAN SOFTWARE LEAP (LONG-RANGE ENERGY ALTERNATIVES PLANNING) Oleh : Yusnan Badruzzaman Staff Pengajar Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, S.H. Tembalang, Kotak Pos 6199 Semarang Abstrak Indonesia adalah sebuah negara dengan sumber energi yang sangat melimpah. Namun sungguh ironis, saat ini hampir diseluruh negara didunia termasuk Indonesia mengalami krisis energi primer, terutama krisis bahan bakar minyak yang menyebabkan krisis energi secara global. Dengan semakin menipisnya cadangan sumber daya energi yang kita miliki dan kemampuan pembiayaan yang sangat terbatas maka diperlukan suatu perencanaan energi terpadu dengan memperhatikan aspek ekonomi, lingkungan hidup dan kesinambungan supplai energi jangka panjang. Salah satu tool yang terkenal dan sering digunakan oleh banyak ahli perencanaan energi adalah perangkat lunak Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) yang di dikembangkan oleh Stockholm Environment Institute di Boston (SEI-Boston), Amerika Serikat. LEAP dapat melakukan analisa secara cepat dari sebuah ide kebijakan energi ke sebuah analisa hasil dari kebijakan. Kata Kunci : Leap (Long-range Energy Alternatives Planning) 1. Pendahuluan Dalam menyusun perencanaan dan membuat kebijakan di bidang energi yang baik, perlu dilakukan pengkajian terhadap beberapa parameter energi yaitu : sistem energi, ekonomi makro, pengguna akhir (demand) dan lingkungan. Sistem energi merupakan sistem yang kompleks yang terdiri atas hubungan antara aliran energi dan teknologi energi. Aliran energi menggambarkan jaringan sistem energi dari sumber sampai ke konsumen. Dalam kajian tentang ekonomi makro dibahas mengenai struktur ekonomi pada saat ini dan pertumbuhannya, termasuk didalamnya input-output dari sektor energi dan analisis keterkaitan sektor energi terhadap perekonomian. Dari Sisi Pengguna akhir (demand side management) akan dibahas pola penggunaan energi berdasarkan kategori pengguna yang terdiri dari rumah tangga, komersial, industri, transportasi, dan lain-lain. Dampak lingkungan merupakan dampak pemakaian energi terhadap udara, tanah dan air serta limbah yang dihasilkan termasuk dalam kajian mengenai dampak energi terhadap lingkungan. 2. LEAP The Long-range Energy Alternatives Planning atau kemudian disingkat menjadi LEAP adalah sebuah perangkat lunak yang dapat digunakan sebagai alat bantu dalam perencanaan/pemodelan energi lingkungan. LEAP bekerja berdasarkan asumsi skenario yang pengguna inginkan, skenario tersebut didasarkan pada perhitungan dari proses pengkonversian bahan bakar menjadi energi hingga proses energi tersebut dikonsumsi oleh masyarakat. LEAP merupakan model yang mempertimbangkan penggunaan akhir energi (end- use), sehingga memiliki kemampuan untuk memasukkan berbagai macam teknologi dalam penggunaan energi. Keunggulan LEAP dibanding perangkat lunak perencanaan/pemodelan energi-lingkungan yang lain adalah tersedianya sistem antarmuka (interface) yang menarik dan memberikan kemudahan dalam penggunaannya serta tesedia secara cuma-cuma (freeware) bagi masyarakat negara berkembang. Dengan menggunakan LEAP, pengguna dapat melakukan analisa secara cepat dari sebuah ide kebijakan energi ke sebuah analisa hasil dari kebijakan tersebut, hal ini dikarenakan LEAP mampu berfungsi sebagai database, sebagai sebuah alat peramal (forecasting tool) dan sebagai alat analisa terhadap kebijakan energi. Berfungsi sebuah database, LEAP menyediakan informasi energi yang lengkap. Sebagai sebuah alat peramal, 160
Perencanaan Energi Terpadu Dengan Software LEAP Yusnan Badruzzaman LEAP mampu membuat proyeksi permintaan dan penyediaan energi dalam jangka waktu tertentu sesuai dengan keinginan pengguna. Sebagai alat analisa terhadap kebijakan energi, LEAP memberikan pandangan hasil atas efek dari ide kebijakan energi yang akan diterapkan dari sudut pandang penyediaan dan permintaan energi, ekonomi, dan lingkungan. LEAP dibuat dan dikembangkan oleh Stockholm Environment Institute di Boston, Amerika Serikat, atau disebut SEI- Boston. LEAP pertama kali dibuat pada tahun 1980, sedangkan versi terakhir dirilis pada tahun 2008. LEAP hanya mampu dijalankan di komputer yang menggunakan sistem operasi Windows. energi (supply). Pengguna dapat memodifikasi diagram tersebut, baik merubah nama cabang pada diagram (branch) dengan cara mengeklik cabang yang akan dirubah kemudian mengetik nama yang baru, selain itu pengguna juga dapat membuka maupun menutup isi dari cabang yang diinginkan dengan mengeklik simbol +/-. Untuk pengeditan diagram pohon, klik kanan pada cabang dan gunakan simbol seperti Tambah, Hapus dan Properti, dll. Diagram pohon terdiri dari berbagai macam cabang. Setiap tipe cabang bergantung pada modul masing-masing. Di dalam LEAP, terdapat lima modul, yaitu: Asumsi kunci (key asumptions), Permintaan (demand), Transformasi (transformation), sumberdaya (resources) dan dampak Sektor Non- Energi (non energy sector effects). a. Asumsi kunci (key asumptions) Untuk menampung parameter-parameter umum yang dapat digunakan pada modul permintaan maupun modul transformasi. Parameter umum ini misalnya adalah jumlah penduduk, PDB (produk domestik bruto), dan sebagainya. Modul asumsi kunci ini sifatnya komplemen terhadap modul lainnya. Pada model yang sederhana, dapat saja modul ini tidak difungsikan. Gambar 2.1. Tampilan Antar muka LEAP Tampilan antarmuka LEAP sangat sederhana sehingga mudah dipahami dan digunakan. Area tampilan utama yang digunakan untuk memasukkan data pada LEAP disebut Analisis. Pada area Analisis, terdapat empat bagian utama, yakni: 3. Diagram Pohon Diagram pohon merupakan tempat di mana pengguna dapat mengorganisasi data, baik untuk melakukan analisa di sisi permintaan energi (demand) maupun di sisi penyediaan b. Permintaan (demand) Untuk menghitung permintaan energi. Pembagian sektor pemakai energi sepenuhnya dapat dilakukan sesuai kebutuhan pengguna. Permintaan energi didefinisikan sebagai perkalian antara aktifitas pemakaian energi (misalnya jumlah penduduk, jumlah kendaraan, volume nilai tambah, dsb.) dan intensitas pemakaian energi kegiatan yang bersangkutan. c. Transformasi (transformation) Untuk menghitung pasokan energi, dapat dihitung atas produksi energi primer (gas bumi, minyak bumi, batubara, dsb.) dan 161
ORBITH VOL. 9 NO. 3 NOVEMBER 2013 : 160 167 energi sekunder (listrik, bahan bakar minyak, LPG, briket batubara, arang, dsb.). Susunan cabang dalam modul transformasi sudah ditentukan strukturnya, yang masing-masing kegiatan transformasi energi terdiri atas proses dan hasil (output). d. Sumberdaya (resources) Terdiri atas primer dan sekunder. Kedua cabang ini sudah didesain secara default. Cabang-cabang dalam modul sumberdaya akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam modul transformasi. Beberapa parameter perlu diisikan, seperti jumlah cadangan (minyak bumi, gas bumi, batubara, dsb.) dan potensi energi (tenaga air, biomasa, dsb.). e. Dampak Sektor Non-Energi (non energy sector effects) Untuk menempatkan variabel-variabel dampak negatif kegiatan sektor energi, seperti tingkat kecelakaan, penurunan kesehatan, terganggunya ekosistem, dsb. Setiap tipe cabang yang berbeda akan dibedakan dengan ikon yang berbeda pula. Ikon-ikon tersebut terdiri dari : a) Cabang Kategori b) Cabang Teknologi c) Cabang Asumsi Kunci d) Cabang Bahan Bakar e) Cabang Emisi Lingkungan, f) Tabel Data g) Grafik/Tabel h) Kotak Skenario Untuk membuat skenario baru/alternatif, dapat dilakukan melalui tombol atur skenario. Ketika pengguna membuat skenario baru, secara default LEAP akan menyamakan semua parameter dan asumsi pada skenario baru dengan parameter dan asumsi pada skenario nilai dasar. Oleh karenanya, pengguna harus melakukan perubahan pada parameter dan asumsi di skenario baru. 4. Parameter Dasar Pengaturan parameter-parameter dasar merupakan salah satu langkah penting sebelum memulai melakukan penelitian ini. Termasuk dalam pengaturan ini adalah standar satuan energi dan satuan mata uang. Penelitian ini akan dimulai dengan membuat sebuah skenario baru sebagai contoh DIY 2011-2025, caranya adalah melalui menu Area, kemudian pilih submenu Baru. Semua data yang ada pada skenario baru ini berupa data default yang disediakan oleh LEAP, sehingga diperlukan peninjauan ulang pada parameter- parameter yang ada melalui menu Umum, lalu pilih sub-menu Parameter Dasar. Di sini pengguna dapat menentukan tahun awal hitung (base year) dan tahun terakhir yang dihitung (end year), kedua parameter tersebut akan digunakan sebagai periode pemodelan. Pada penelitian ini, digunakan tahun 2008 sebagai base year dan 2025 sebagai end year. 4.1. Permintaan Energi Dimulai dari mengatur Nilai Dasar, kemudian dilanjutkan dengan membuat sebuah skenario Reference yang akan digunakan untuk menguji perubahan pola konsumsi energi pada masa yang akan datang (dalam hal ini tidak ada pelaksanaan terhadap kebijakan energi baru). Pada akhir dari penelitian ini, akan dibuat sebuah kebijakan energi baru melalui pelaksanaan program pemberdayaan energi terbarukan. 4.2. Struktur Data Langkah pertama dalam melakukan sebuah analisa energi adalah mendesain struktur data yang akan digunakan. Struktur ini akan membantu menjelaskan alur dan macam teknologi, kebijakan dan pengembangan lebih lanjut dari analisa tersebut. Hal ini akan menuntun pengguna kepada kemudahan dalam pencarian data maupun pembuatan asumsi-asumsi yang berkaitan dengan data yang akan menjadi input. 162
Perencanaan Energi Terpadu Dengan Software LEAP Yusnan Badruzzaman Kemudian aplikasikan struktur diagram yang telah dibuat ke dalam area kerja LEAP dengan menggunakan Tambah, Hapus dan Properti. Ingat bahwa semua level cabang yang paling atas selalu merupakan Cabang Kategori, sedangkan level cabang yang paling bawah selalu merupakan Cabang Teknologi, di mana biasanya pengguna dapat memilih tipe bahan bakar dan memasukkan data intensitas energi. 4.3. Nilai Dasar Secara umum pengguna dapat memasukkan data di atas sebagai nilai-nilai sederhana di kolom Ekspresi dari Nilai Dasar. Pada kolom Skala dan Unit, pilih satuan yang sesuai dengan level aktivitas dan intensitas energi dari setiap cabang. Jika pengguna menentukan bahwa Unit untuk tipe share, maka pengguna hanya butuh memasukkan persentase unit tsb di kolom Ekspresi. Sedangkan untuk fungsi Remainder (100), secara otomatis LEAP akan menghitung secara otomatis sisa prosentase yang tersedia. Ketika memilih Unit untuk Level Aktivitas, perlu dipertimbang-kan secara hati-hati penggunaan antara Saturation dan Shares. Shares digunakan hanya ketika level aktivitas merupakan kontribusi bersama dengan aktivitas lain, sehingga ketika dijumlah menjadi 100% Sedangkan Saturation digunakan ketika level aktivitas tersebut bukan merupakan hasil kontribusi dengan aktivitas yang lain, sehingga tidak butuh dijumlah menjadi 100% untuk menghindari kesalahan (error) yang terjadi. 4.4. Skenario (Reference) Tahap selanjutnya adalah membuat skenario yang pertama yakni skenario Reference. Di dalam skenario ini pengguna akan menganalisa bagaimana permintaan energi dari sektor rumah tangga akan meningkat di sepanjang waktu. Skenario Pertama Bisnis As Usual (BAU) Pertama, klik atur scenario dan tambah skenario yang pertama, lalu beri nama skenario tersebut sebagai Bisnis As Usual dengan singkatan BAU. Skenario Kedua Kebijakan Energi Nasional (KEN) Untuk mengeksploitasi potensi energi konservasi khususnya pada sektor listrik, maka perlu dibuat skenario kedua yakni Kebijakan energi nasional. Pertama, klik atur skenario dan tambah skenario kedua yang terletak di bawah skenario Reference, lalu beri nama skenario tersebut sebagai Kebijakan energi nasional dengan singkatan KEN. Ketika skenario baru tersebut terletak di bawah skenario Reference, maka secara default semua asumsi dan parameternya akan mengikuti asumsi dan parameter skenario di atasnya. Skenario Ketiga Kebijakan Energi Daerah (KED) Untuk mengeksploitasi potensi energi konservasi khususnya pada sektor listrik, maka perlu dibuat skenario ketiga yakni Kebijakan energi Daerah. Pertama, klik atur skenario dan tambah skenario ketiga yang terletak di bawah skenario Reference, lalu beri nama skenario tersebut sebagai Kebijakan energi Daerah dengan singkatan KED. Ketika skenario baru tersebut terletak di bawah skenario Reference, maka secara default semua asumsi dan parameternya akan mengikuti asumsi dan parameter skenario di atasnya. Sebelum menutup pengaturan skenario, pilih skenario Reference dengan cara mencentang pada kotak pilihan. Kemudian pengguna dapat memasukan parameterparameter asumsi dan prediksi dari data yang mungkin terjadi di masa depan Provinsi DIY berikut ini: Catatan : Untuk memasukkan laju pertumbuhan, klik tombol Ekspresi dan pilih Growth 163
ORBITH VOL. 9 NO. 3 NOVEMBER 2013 : 160 167 Rate, atau pengguna dapat juga mengetikkan Growth(3%) secara langsung pada kolom ekspresi. Pengguna dapat menggunakan beberapa cara untuk mengekspresikan laju perubahan ini, cara yang pertama adalah menggunakan ekspresi End Year Value atau Nilai Tahun Akhir, kemudian masukkan nilainya. Cara kedua adalah dengan menggunakan ekspresi Interpolate, lalu masukkan nilainya di tahun 2025. Baik menggunakan cara pertama maupun kedua, LEAP akan secara otomatis memasukkan fungsi Interp(2025;45). Cara ketiga adalah dengan mengetik Interp(2025;45) secara langsung pada kolom ekspresi. Untuk mengekspresikan sebuah laju pertumbuhan yang menurun, pengguna dapat mengekspresikan sebagai sebuah laju pertumbuhan yang negative. Hasil Pemodelan Permintaan Energi Untuk melihat hasil dari pemodelan permintaan energi, pengguna dapat mengeklik tampilan hasil. Akan terdapat proses perhitungan yang dilakukan oleh LEAP secara otomatis. Hasil pemodelan dapat berupa grafik atau tabel. 4.5. Transformasi Energi Modul transformasi adalah untuk meletakkan model pasokan energi, meliputi: produksi energi dan penyalurannya. Pasokan energi terdiri energi primer dan energi sekunder. Pasokan energi dalam modul transformasi ini akan secara otomatis memenuhi permintaan energi, baik permintaan energi dari modul permintaan maupun target ekspor energi. Struktur modul transformasi sederhana sebagai berikut: Gambar 4.1. Struktur Modul Transformasi Sederhana Pada penelitian ini, pengguna akan membuat sebuah model sederhana dari pentransmisian dan pendistribusian listrik di Provinsi DIY. Langkah pertama adalah menggunakan menu Umum, lalu pilih submenu Parameter Dasar dan centang kotak pilihan Transformasi dan Sumberdaya. 4.5.1. Transmisi dan Distribusi Untuk membuat sebuah modul, klik cabang Transformasi pada diagram pohon, lalu Tambah. Kemudian akan muncul jendela properti, isi nama Transmission and Distribution, dan centang kotak yang dapat mengindikasikan tipe data yang akan digunakan. Jangan lupa untuk mencentang kotak yang diinginkan. Gambar 4.2. Tampilan Modul Transformasi 164
Perencanaan Energi Terpadu Dengan Software LEAP Yusnan Badruzzaman Setelah module ditambahkan, perluas (expand) cabang tersebut, maka akan terdapat cabang baru Proses. Klik cabang tersebut dan tambahkan proses baru yang disebut Listrik, lalu pilih bahan baku pertama yakni Listrik. Kemudian masukkan persentase losses pada variabel Rugi-rugi. 4.5.2. Pembangkitan Listrik Selanjutnya, pembangkitan listrik di Provinsi DIY akan disimulasikan. Tambahkan modul baru dengan nama Pembangkit Listrik. Pastikan bahwa modul baru tersebut berada di bawah urutan modul Transmission and Distribution. Jika diperlukan, pengguna dapat mengubah susunan modul; menaikkan dan menurunkan. Urutan dari modul merefleksikan aliran sumber energi dari proses ekstraksi (urutan yang paling bawah) menuju penggunaan energi final (urutan yang paling atas). Oleh karenanya, listrik harus dibangkitkan sebelum ditransmisikan dan didistribusikan. Hal yang sama diaplikasikan untuk modul penambangan batubara yang merupakan bahan bakar untuk pembangkitan listrik, akan diletakkan pada urutan selanjutnya. Pastikan bahwa properti yang diatur telah sesuai untuk modul Pembangkit Listrik, yakni pengguna perlu memasukkan data tentang biaya, dan efisiensi dari pembangkit listrik. Dalam penelitian ini, di skenario Reference terdapat sepuluh jenis pembangkit listrik. perhitungan emisi yang diproduksi baik dari sektor permintaan maupun transformasi, klik tampilan Hasil dan kemudian klik pada cabang paling atas dari DIY 2008-2025. Pilih kategori Dampak Lingkungan: Potensi Pemanasan Global. 4.5.4. Sumber daya Langkah terakhir adalah memasukkan data yang lebih spesifik tentang sumber daya primer manakah yang dapat diproduksi sendiri (domestic) dan yang perlu diimpor, meski demikian LEAP secara otomatis dapat mengidentifikasi bahwa sumberdaya yang tidak tersedia secara domestik merupakan sumberdaya hasil impor. Di dalam LEAP, pengguna dapat menyebutkan secara spesifik tahun dasar dari cadangan bahan bakar minyak dan juga produksi maksimum tahunan dari berbagai bentuk energi terbarukan, seperti tenaga air, tenaga matahari dan tenaga angin. Data pada sumberdaya disimpan di bawah cabang sumberdaya. Cabang- cabang ini akan secara otomatis ter-update ke dalam diagram pohon ketika pengguna mendefinisikan bahan bakar yang akan digunakan baik di modul permintaan maupun modul transformasi. Diagram Sistem Energi Sebelum melihat hasil pemodelan, ada baiknya pengguna mengecek diagram sistem energi, pastikan bahwa alur sistem energi yang dibuat seperti berikut ini, jika tidak maka dipastikan bahwa pengguna membuat kesalahan baik di bahan bakar input maupun output. 4.5.3. Emisi Sebagaimana dijelaskan pada Bab Pendahuluan, LEAP dapat digunakan untuk membuat perhitungan emisi yang dihasilkan dari proses pengkonversian dan penggunaan energi. LEAP secara default akan menghitung emisi dari polutan dengan menggunakan emisi faktor yang disarankan oleh Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).Untuk melihat hasil 165
ORBITH VOL. 9 NO. 3 NOVEMBER 2013 : 160 167 Gambar 4.4. Diagram Sistem Pembangkit Listrik Gambar 4.3. Diagram Sistem Energi Lengkap Gambar 4.5. Diagram Sistem Kilang Minyak 166
Perencanaan Energi Terpadu Dengan Software LEAP Yusnan Badruzzaman 5. Kesimpulan Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : a. LEAP merupakan software aplikasi yang dapat melakukan analisa secara cepat dari sebuah ide kebijakan energi ke sebuah analisa hasil dari kebijakan tersebut. b. LEAP berfungsi sebagai database, sebagai sebuah alat peramal (forecasting tool) dan sebagai alat analisa terhadap kebijakan energi. c. Langkah-langkah strategis terhadap kebijakan energi ini jika akan diimplementasikan perlu dituangkan dalam sebuah kebijakan yang secara umum terdiri atas pengelolaan di sisi permintaan energi (demand side management) dan pengelolaan di sisi penyediaan energi (supply side management).. DAFTAR PUSTAKA Stockholm Environment Institute Boston. 2011. User Guide for LEAP version 2011, Boston, USA. Stockholm Environment Institute Boston. 2007. Greenhouse Gas Mitigation Screening Exercise For LEAP and Excel, Boston, USA. Yusnan Badruzzaman. 2012. Penyusunan Rencana Penyediaan Energi Di Provinsi DIY Dengan Dukungan Energi Terbarukan. Thesis Teknik Elektro UGM. Yogyakarta M. Ery Wijaya, M. Kholid Ridwan. 2009. Modul Pelatihan Perencanaan Energi. Jurusan Teknik Fisika UGM. Yogyakarta Oetomo Tri Winarno. LEAP Panduan Perencanaan Energi. Institute Teknologi Bandung. 167