Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Kemajuan teknologi dan pertumbuhan penduduk dunia yang pesat mengakibatkan bertambahnya kebutuhan energi seiring berjalannya waktu. Energi digunakan untuk membangkitkan listrik, memproduksi pangan beserta kebutuhan manusia sehari-hari, menjalankan alat transportasi, dan lain sebagainya. Salah satu sumber energi yang paling vital saat ini adalah minyak bumi. Permintaan minyak dunia yang terus meningkat sebesar 1-2% pertahun turut mengakibatkan ketidakstabilan harga minyak bumi. Sementara itu, cadangan minyak dunia dikhawatirkan akan semakin menipis. Karena itu, dewasa ini banyak diserukan pentingnya penghematan energi di seluruh penjuru dunia. Selain itu, penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batu bara juga berdampak buruk bagi bumi. Hasil pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan gas CO 2 yang mengakibatkan efek rumah kaca dan berdampak pada terjadinya pemanasan global. Menurut US National Climate Data Center, pemanasan global telah menyebabkan temperatur rata-rata bumi saat ini mengalami kenaikan hingga sebesar 2 o C dibandingkan dengan tahun 1980 [1]. Kenyamanan manusia ikut terpengaruh akibat adanya kenaikan temperatur tersebut. Temperatur rata-rata permukaan kulit manusia yang terbaik agar metabolisme tubuhnya bekerja dengan optimal adalah 33 o C [2]. Umumnya manusia akan berusaha mempertahankan kenyamanan tersebut ketika terjadi kenaikan temperatur yang mengakibatkan ketidaknyamanan. Penyesuaian tersebut dapat terjadi secara alami dari manusia ke lingkungan atau sebaliknya dengan mengkondisikan keadaan udara di lingkungan agar sesuai dengan kriteria kenyamanan manusia. Selain temperatur udara sekitar, manusia juga menginginkan temperatur yang nyaman saat mandi. Temperatur air mandi yang nyaman yaitu sekitar 37 o C-38 o C [3]. 1
Kebutuhan energi listrik pada mesin pendinginan udara dan pemanasan air cukup signifikan terhadap pasokan listrik nasional. Sekitar 70% dari penggunaan listrik di gedung perkantoran, apartemen, dan perumahan dialokasikan untuk kebutuhan tersebut. Pada suatu kawasan yang membutuhkan penyejukan udara dan air hangat, umumnya digunakan sistem individual yaitu dengan menyediakan sistem penyejuk udara dan pemanas air sendiri-sendiri pada tiap bangunan. Sistem yang telah ada ini memiliki beberapa kekurangan, yaitu tidak rapi secara arsitektural, kurang efisien, dan mengeluarkan biaya yang mahal. Dari kondisi tersebut, muncul sebuah usulan untuk memperkenalkan bisnis yang menjual air dingin dan air panas dalam suatu kawasan. Pemenuhan kebutuhan energi di suatu kawasan ini biasa disebut sistem energi distrik atau disctrict energy system. Sistem ini telah diterapkan pada beberapa negara seperti Perancis, Swedia, Belanda, Jepang, dan Uni Emirat Arab, namun hingga kini belum pernah diterapkan di Indonesia. Sistem ini merupakan jaringan energi termal yang mendistribusikan air dingin, air panas, dan uap dari suatu lokasi pembangkitan ke lokasi-lokasi yang dilayani melalui pipa yang tertanam di bawah tanah. Sistem energi distrik umumnya terdiri atas sistem tata udara dan penyediaan air panas. Di wilayah yang mengalami empat musim, terjadi perubahan fungsi pengkondisian udara dari pemanasan (heating) pada musim dingin menjadi pendinginan (cooling) pada musim panas. Sedangkan pada wilayah di sekitar khatulistiwa seperti Indonesia, pengkondisian udara tersebut hanya pada mode pendinginan saja. Pada pendinginan distrik, air dingin yang telah sampai di lokasi dialirkan ke fan coil unit (FCU) pada tiap ruangan. Dalam unit tersebut, udara dikondisikan hingga suatu tingkat keadaan untuk kemudian udara tersebut mengkondisikan ruangan sesuai dengan keinginan perancang. Setelah itu, air yang telah naik temperaturnya dikembalikan ke chiller untuk didinginkan kembali. Sedangkan pada penyediaan air panas distrik, air panas berasal dari sumber air yang dilewatkan melalui kondensor pada sistem pendingin dan dipanaskan kembali dengan boiler. Setelah itu, air panas dipompakan menuju tangki penampungan, baru kemudian dialirkan ke konsumen. 2
Sistem tata udara dan penyediaan air panas distrik ini memiliki banyak keuntungan, yaitu memiliki efisiensi yang tinggi, mudah menyesuaikan penggunaan bahan bakar, menghemat ruang dalam bangunan, mengurangi emisi gas rumah kaca, polutan udara, dan refrigeran perusak ozon. Dari sisi ekonomi, sistem ini mengurangi biaya pasang, operasional dan perawatan untuk pemilik bangunan, serta terutama menghemat biaya listrik sehingga pemakaian bahan bakar fosil pun dapat dikurangi. Sebagai penyedia atau penjual, harga jual energi diperhitungkan dari manfaat yang didapat oleh konsumen. Hal ini akan menciptakan suatu kondisi sama-sama untung baik bagi penjual maupun konsumen, lebih jauh lagi hal ini berdampak bagi keberlangsungan lingkungan hidup yang lebih baik. Karenanya, sistem energi distrik ini merupakan bisnis yang sangat menjanjikan. 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menguji kelayakan aplikasi sistem penyejuk udara dan kebutuhan air panas di suatu kawasan, yang dapat menghemat energi dan ekonomis dari segi biaya. Dalam penelitian ini terdapat dua aspek yang ditinjau, yaitu: - Aspek teknis berupa peralatan yang dibutuhkan, pemasangan peralatan, perawatan dan pemeliharaan, serta lingkungan. - Aspek ekonomi berupa investasi, biaya operasional, payback period, net present value, internal rate return, dan profitability index. 1.3 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian dilakukan dengan mengambil studi kasus di kawasan perumahan Batununggal Indah, Bandung. Perancangan keseluruhan sistem tata udara dan penyediaan kebutuhan air panas distrik ini meliputi: - Perhitungan estimasi beban pendinginan untuk tiap ruangan berdasarkan tipe rumah dan hadapan. - Perhitungan estimasi kebutuhan air hangat untuk pemakaian di tiap rumah berdasarkan jumlah penghuni. 3
- Perhitungan total beban pendinginan dan kebutuhan air panas dalam kawasan Batununggal Indah. - Perancangan jalur pemipaan air sejuk, air panas, dan pipa balik. - Perhitungan rugi-rugi yang terjadi sepanjang jalur pipa dan tebal isolasi pipa. - Pemilihan peralatan sesuai kriteria yang dibutuhkan. - Perhitungan nilai ekonomis sistem yang dirancang dan perbandingannya dengan sistem individual. Dalam penelitian ini, penulis memfokuskan bahasan pada perhitungan nilai ekonomis sistem tata udara dan penyediaan air panas distrik. Bahasan mengenai perancangan sistem pendinginan dan penyediaan air panas distrik yang telah dilakukan penulis bersama dengan rekan-rekan penulis yang lain akan dibatasi hanya untuk poin-poin penting berupa data dan hasil perancangan yang dibutuhkan untuk analisis lanjut mengenai kelayakan investasi. 1.4 Metode Penyelesaian Masalah Dalam penelitian ini, penulis menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel dalam membantu berbagai perhitungan. Untuk menggambar perancangan sistem pemipaan beserta denah rumah, penulis menggunakan perangkat lunak AutoCAD 2006. Untuk memilih peralatan yang sesuai, penulis menggunakan katalog yang didapat dari internet, brosur-brosur produk, dan program komputer yang disediakan oleh produsen. 1.5 Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir ini disusun dengan membagi dalam beberapa bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut: - Bab I Pendahuluan Bab ini menjelaskan latar belakang, tujuan penulis melakukan uji kelayakan sistem tata udara dan penyediaan air panas distrik, ruang lingkup penelitian, metoda penyelesian masalah, dan sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan. 4
- Bab II Dasar Teori Kelayakan Investasi Bab ini menerangkan prinsip analisis biaya dan manfaat, metodemetode yang digunakan dalam evaluasi kelayakan investasi, serta dasar penentuan tarif jual energi kepada konsumen. - Bab III Prosedur dan Data Teknis Bab ini memaparkan langkah-langkah yang dilakukan pada analisis kelayakan investasi, data umum kondisi kawasan, beban pendinginan, kebutuhan air panas, dan peralatan-peralatan yang digunakan pada sistem tata udara dan penyediaan air panas distrik. - Bab IV Analisis Kelayakan Investasi Bab ini berisi analisis ekonomi sistem yang dirancang berupa biaya investasi dan biaya tahunan sistem, perbandingan dengan sistem individual, harga jual energi kepada konsumen, dan perhitungan kelayakan investasi berdasarkan teori yang telah dijelaskan pada Bab II. - Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian dan saran dari penulis untuk perkembangan sistem tata udara dan penyediaan air panas distrik di Indonesia. 5