UNIVERSITAS INDONESIA ANALISIS PERENCANAAN PENGEMBANGAN SISTEM PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK PULAU BINTAN TESIS SAHAT SIMANGUNSONG 0706173351 FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK ELEKTRO DEPOK JUNI 2009
UNIVERSITAS INDONESIA ANALISIS PERENCANAAN PENGEMBANGAN SISTEM PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK PULAU BINTAN TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Magister Teknik SAHAT SIMANGUNSONG 0706173351 FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK ELEKTRO KEKHUSUSAN TEKNIK TENAGA LISTRIK DEPOK JUNI 2009 Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, FTUI, 2009
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : Sahat Simangunsong NPM : 0706173351 Tanda Tangan : Tanggal : 1 Juli 2009 ii Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, FTUI, 2009
iii Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, FTUI, 2009
KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas segala berkat dan rahmat-nya, saya dapat menyelesaikan tesis ini. Penulisan tesis ini dilakukan dalam rangka pemenuhan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Magister Teknik pada Program Studi Teknik Elektro, Kekhususan Teknik Tenaga Listrik, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Saya menyadari, bahwa terlaksananya penyusunan tulisan ini, tidak terlepas dari dukungan berbagai pihak, untuk itu dengan segala kerendahan hati dan rasa hormat, saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa MK, MT., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan kesempatan, arahan, waktu, dan pikiran untuk membantu penyelesaian tulisan ini; 2. Pimpinan dan seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia; 3. Pimpinan dan kolega saya pada Direktorat Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi yang memberikan kesempatan dan dukungan dalam penyelesaian tulisan ini; 4. Istri, anak dan keluarga yang memberikan dukungan dan motivasi dalam penyelesaian tulisan ini. 5. Sahabat-sahabat dan pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang turut berkontribusi dalam penyelesaian tulisan ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa, yang membalaskan segala budi baik yang telah diberikan oleh para pihak, dan akhir kata semoga tulisan ini dapat bermanfaat dan berkontribusi dalam kemajuan ilmu pengetahuan. Depok, 1 Juli 2009 Penulis iv Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, FTUI, 2009
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Sahat Simangunsong NPM : 0706173351 Program Studi : Magister Teknik Elektro Departemen : Teknik Elektro Fakultas : Teknik Jenis Karya : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalti- Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul: Analisis Perencanaan Pengembangan Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik Pulau Bintan beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalih media/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Depok Pada tanggal : 1 Juli 2009 Yang menyatakan (Sahat Simangunsong) v Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, FTUI, 2009
DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS...ii HALAMAN PENGESAHAN...iii KATA PENGANTAR... iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... v ABSTRAK... vi DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN...xii 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Maksud dan Tujuan... 4 1.3 Batasan Masalah... 4 1.4. Metodologi... 5 1.5 Sistematika Penulisan... 6 2 TINJAUAN PUSTAKA... 7 2.1 Perencanaan Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik... 7 2.1.1 Tujuan Perencanaan Pembangkitan... 7 2.1.2 Tujuan Pengembangan Sistem Pembangkitan... 9 2.2. Kehandalan Sistem Pembangkitan... 10 2.2.1 Metode Deterministik... 10 2.2.2 Metode Probabilistik Loss of Load Probability (LOLP)... 12 2.3 Pengembangan Sistem Pembangkitan... 16 2.3.1 Perhitungan Kapasitas Pembangkit (ELCC)... 16 2.3.2 Pemilihan Jenis Pembangkit... 20 2.4. Ekonomi Engineering... 24 2.4.1 Single Payment Compound Interest Factor... 25 2.4.2 Single Payment Present Value Factor... 26 2.4.3 Uniform Series Present Worth Factor... 26 2.4.4 Uniform Series Capital Recovery Factor... 27 2.4.5 Uniform Series Compound Amount Factor... 27 2.4.6 Sinking Fund Factor... 28 2.5 Metode Evaluasi Ekonomi Perusahaan Listrik... 28 2.5.1 Biaya Pembangunan Pembangkit (Capital Cost)... 29 2.5.2 Pengembalian Modal Investasi... 29 2.5.3 Depresiasi (Penyusutan) dan Amortisasi... 30 2.5.4 Biaya Bahan Bakar (Fuel Cost)... 32 2.5.5 Biaya Operasional dan Pemeliharaan (O&M Cost)... 32 2.5.6 Levelizing Komponen Biaya Pembangkitan... 33 2.5.7 Biaya Pokok Produksi (BPP) Tenaga Listrik... 34 3 TINJAUAN SISTEM KETENAGALISTRIKAN... 36 3.1 Sistem Ketenagalistrikan di Pulau Bintan... 36 3.1.1 Sistem Tanjung Pinang... 36 3.1.2 Sistem Tanjung Uban... 40 Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, viii FTUI, 2009 Universitas Indonesia
3.2 Sistem Batam... 43 3.2.1 Pembangkitan... 43 3.2.2 Neraca Daya dan Pembangunan Pembangkit Commited... 43 3.3 Interkoneksi Batam-Bintan... 44 4 PENGEMBANGAN PASOKAN ENERGI LISTRIK PULAU BINTAN.. 46 4.1 Sasaran Perencanaan Pengembangan Pembangkit... 46 4.1.1 Sasaran Kehandalan Sistem Pembangkitan... 46 4.1.2 Sasaran Ekonomis Sistem Pembangkitan... 46 4.2 Energi Primer Pembangkit... 47 4.2.1 Kebijakan Energi Nasional... 47 4.2.2 Sumber Daya Energi Primer... 48 4.3 Karakteristik Pembangkit Model... 50 4.3.1 Karakteristik Aplikasi Pembangkit Model... 51 4.3.2 Karakteristik Teknis Ekonomis Pembangkit Model... 51 4.3.3 Levelizing Komponen Biaya... 53 4.3.4 Alternatif Interkoneksi... 56 4.4 Screening Test... 58 4.5 Perencanaan Pembangkit Sistem Tanjung Pinang Stand Alone... 60 4.6 Perencanaan Pembangkit Sistem Tanjung Uban Stand Alone... 63 4.7 Perencanaan Pembangkit Sistem Bintan Interkoneksi... 65 4.7.1 Skenario Penambahan Pembangkit Sistem Bintan Interkoneksi... 66 4.7.2 Analisis Sistem Bintan Interkoneksi... 68 4.8 Alternatif dan Jangka Waktu Pembangunan Pembangkit... 71 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 72 5.1 Kesimpulan... 72 5.2 Saran... 73 REFERENSI... 74 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, ix FTUI, 2009 Universitas Indonesia
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Neraca Daya Sistem Tanjung Pinang... 2 Gambar 1.2 Neraca Daya Sistem Tanjung Uban... 3 Gambar 1.2 Neraca Daya Sistem Tanjung Uban... 3 Gambar 2.1 Perkiraan/peramalan Energi Sales... 8 Gambar 2.2 Perkiraan/peramalan Beban Puncak... 8 Gambar 2.3 Perbandingan Kapasitas Efektif Pembangkit... 12 Gambar 2.4 Kurva LOLP Versus Beban Puncak... 16 Gambar 2.5. Kapasitas Efektif Versus Beban Puncak... 19 Gambar 2.6 Kurva Margin Cadangan Versus Beban Puncak... 20 Gambar 2.7 Kurva Beban Harian... 21 Gambar 2.8 Kurva LDC... 21 Gambar 2.9 Kurva Levelize Bus Bar... 23 Gambar 2.10 Screening Curve... 23 Gambar 2.11 Rata-rata Eqivalen Tahunan dengan Nilai Kini... 26 Gambar 2.12 Struktur Biaya Pokok Penyediaan (BPP) Tenaga Listrik... 35 Gambar 3.1 Lokasi Sistem Tenaga Listrik di Pulau Bintan... 36 Gambar 3.2 Kurva Beban Sistem Tanjung Pinang... 37 Gambar 3.3. Perkiraan Beban Puncak Sistem Tanjung Pinang... 38 Gambar 3.4 Perkiraan Produksi Energi Sistem Tanjung Pinang... 48 Gambar 3.5 Kurva Beban Sistem Tanjung Uban... 40 Gambar 3.6. Perkiraan Beban Puncak Sistem Tanjung Uban... 41 Gambar 3.7. Perkiraan Produksi Energi Sistem Tanjung Uban... 41 Gambar 3.5. Rencana Interkoneksi Batam-Bintan... 44 Gambar 4.1 Energi Mix Tahun 2006 dan Sasaran Energi Mix Tahun 2025... 47 Gambar 4.2 Sumber Daya Batubara di Sekitar Pulau Bintan... 48 Gambar 4.3 Sumber Daya Gas dan Transmisi Pipa Gas di Sekitar Pulau Bintan. 49 Gambar 4.4. Struktur Kabel Laut EPR... 57 Gambar 4.5 Kurva Screening Pembangkit Model Pada Kapasitas 30 MW... 59 Gambar 4.6 Kurva Beban Sistem Bintan... 65 Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, x FTUI, 2009 Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Metode Enumerasi Perhitungan LOLP... 14 Tabel 2.2 Skenario Keadaan dengan Penambahan Pembangkit Baru... 15 Tabel 2.3 Tabel cumulatif probability Perhitungan LOLP... 15 Tabel 2.4 Contoh Pembangkit Model... 18 Tabel 2.5 Perhitunga Bungan Kompoun... 25 Tabel 2.6 Struktur Biaya Modal (Capital Cost)... 29 Tabel 3.1 Daftar Pembangkit Sistem Tanjung Pinang... 39 Tabel 3.2 Neraca Daya dan Pembangkit Baru Ongoing... 39 Tabel 3.3. Daftar Pembangkit Sistem Tanjung Uban... 42 Tabel 3.4 Neraca Daya Sistem Tanjung Uban... 42 Tabel 3.5 Neraca Daya dan Pengembangan Pembangkit Sistem Batam... 43 Tabel 4.1 Kompetisi Pembangkit Model Berdasarkan Unit Rating... 51 Tabel 4.2 Kompetisi Pembangkit Model Berdasarkan Aplikasi Pada beban... 51 Tabel 4.3 Biaya Kapital Berbagai Jenis Pembangkit dalam Berbagai Kapasitas. 52 Tabel 4.4 Tabel Karakteristik Teknis Pembangkit Model... 52 Tabel.4.5 Manfaat Ekonomi MFO-isasi Pembangkit / kw... 53 Tabel 4.6 Asumsi harga BBM... 54 Tabel 4.7 Perkiraan Biaya Investasi Transmisi Tj. Pinang-Tj. Uban... 56 Tabel 4.8 Proyek Kabel Laut AC di USA... 57 Tabel 4.9 Contoh Perhitungan Biaya Tahunan... 59 Tabel 4.10 Urutan Prioritas Pemilihan Pembangkit... 60 Tabel 4.11 Skenario Pengembangan Pembangkit Sistem Tanjung Pinang... 61 Tabel 4.12 Skenario Pengembangan Pembangkit Sistem Tanjung Uban... 63 Tabel 4.13 Skenario Penambahan Pembangkit Sistem Bintan Interkoneksi... 66 Tabel 4.14 Biaya Pembangkitan Pertahun Sistem Tanjung Pinang Stand Alone..68 Tabel 4.15 Biaya Pembangkitan Pertahun Sistem Tanjung Uban Stand Alone... 68 Tabel 4.16 Biaya Total Pembangkitan Pertahun Stand alone... 69 Tabel 4.17 Biaya Pembangkitan Pertahun Sistem Bintan Interkoneksi... 69 Tabel 4.18 Perbandingan Biaya Sistem Stand Alone dan Interkoneksi... 70 Tabel 4.19 Penghematan Sistem Bintan Interkoneksi... 70 Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, xi FTUI, 2009 Universitas Indonesia
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Kurva Beban Sistem Tanjung Pinang... 77 Lampiran 2 Kurva Beban Sistem Tanjung Uban... 78 Lampiran 3 Daftar Pembangkit PLN Batam... 79 Lampiran 4 Sumber Daya dan Cadangan Batubara Indonesia (Per 1 Januari 2006)... 80 Lampiran 5 Karakteristik Pembangkit... 81 Lampiran 6 Tabel Perhitungan Screening Curve Pembangkit Model... 83 Lampiran 7 Perhitungan LOLP dan Skenario Penambahan Pembangkit Tanjung Pinang Stand Alone... 86 Lampiran 8 Perhitungan LOLP dan Skenario Penambahan Pembangkit Tanjung Uban Stand Alone... 99 Lampiran 9 Perhitungan LOLP dan Skenario Penambahan Pembangkit Bintan Interkoneksi... 105 Lampiran 10 Perhitungan Biaya Pembangkitan Pertahun Sistem Tanjung Pinang Stand Alone... 119 Lampiran 11 Perhitungan Biaya Pembangkitan Pertahun Sistem Tanjung Uban Stand Alone... 121 Lampiran 12 Perhitungan Biaya Pembangkitan Pertahun Sistem Bintan Interkoneksi... 122 Lampiran 13 Perhitungan Potensi Penghematan Biaya Pembangkitan Sistem Bintan Interkoneksi Terhadap Stand Alone... 124 Anlisis perencanaan..., Sahat Simangunsong, xii FTUI, 2009 Universitas Indonesia