Pengaruh biaya engineering, procurement and construction Pembangkit Listrik Tenaga Uap kapasitas 200MW terhadap biaya pokok penyediaan pembangkit Dr. Ir. Hj. Tjutju Tarliah Dimyati, MSIE [email protected] Tjatur Udjianto, [email protected] Abstrak : Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah jenis pembangkit yang paling banyak dibangun di Indonesia saat ini. Berdasarkan data dari RUPTL 2017 - 2026, 44.7% dari total kapasitas terpasang pembangkit di Indonesia adalah PLTU batubara. Pada masa konstruksi PLTU, biaya engineering procurement and construction dapat berubah menjadi lebih besar dibandingkan dengan rencana anggaran biaya awal, yang biasanya diakibatkan oleh masalah seperti :data dan informasi proyek yang tidak lengkap, ketidak tepatan estimasi biaya, pengaruh inflasi dan eskalasi, tingginya frekuensi perubahan pelaksanaan, adanya kenaikan harga material, dan lain lain. Penelitian ini mencoba menghitung pengaruh kenaikan biaya EPC sebesar 1% terhadap biaya pokok penyediaan pembangkit selama 30 tahun dengan suku bunga sebesar 6%. Kenaikan biaya EPC 1% pada PLTU mengakibatkan kenaikan biaya sebesar USD 3,050,492.99 atau sekitar Rp 40,571,556,752 dengan asumsi 1USD=Rp13,300,-. Abstract : The coal fired steam power plant (CFSPP) is the most power plant in Indonesia today. Based on data from RUPTL 2017-2026, 44.7% of total installed capacity of power plants in Indonesia is coal fired steam power plant. During the construction period of the plant, the cost of engineering, procurement and construction may change to greater than the initial cost budget plan, which is usually caused by problems such as: incomplete project data and information, inaccurate cost estimates, inflation and escalation effects, high frequency of changes Implementation, the increase of material prices, and so on. This study attempts to calculate the effect of EPC cost increase of 1% on the cost of supply for 30 years with interest rate of 6%. A 1% increase in the EPC cost of the power plant resulted in an increase of USD 3,050,492.99 or approximately Rp 40,571,556,752 assuming 1USD = Rp13,300, -. Kata Kunci/keywords . PLTU, Heatrate, bunga, debt equity ratio, Levelized dengan harga yang bersaing dan berwawasan lingkungan menjadi sangat penting dan menjadi skala prioritas utama dalam program pembangunan infrastruktur di dunia. Disamping itu, pembangunan sarana penyediaan tenaga listrik juga dimaksudkan untuk meningkatkan pemerataan penyediaan tenaga listrik kepada masyarakat dan peningkatan pelayanan penyediaan tenaga listrik kepada pelanggan listrik. Pendahulan Tenaga listrik merupakan keperluan dasar yang sangat vital di dunia perekonomian modern saat ini, juga merupakan komoditi strategis bagi pemerintah dalam upaya peningkatan kesejahteraan rakyat, mencerdaskan kehidupan bangsa serta mendorong kegiatan ekonomi. Bahkan, di sebagian negara berkembang, ketersediaan suplay daya yang mantap dengan harga yang rasional merupakan hal yang sangat penting bagi pertumbuhan dan perkembangan ekonomi. Oleh karena itu ketersediaan tenaga listrik dalam jumlah yang cukup, andal, aman, Pengembangan kapasitas pembangkit tenaga listrik sejauh mungkin dilakukan secara optimal dengan prinsip biaya penyediaan listrik 1 terendah (least cost), dengan tetap memenuhi tingkat keandalan yang wajar dalam industri tenaga listrik. Biaya penyediaan terendah dicapai dengan meminimalkan net present value semua biaya penyediaan listrik yang terdiri dari biaya investasi, biaya bahan bakar, biaya operasi dan pemeliharaan, dan biaya pemakaian sendiri. Pembahasan Kebutuhan tenaga listrik tergantung dari permintaan beban dan kemampuan produksi tenaga listriknya. Produksi tenaga listrik tersebut harus pula mempertimbangkan sifat listrik yang sangat sulit untuk disimpan, sehingga setiap produksi harus selalu diserap oleh konsumen. Produksi listrik juga mempunyai ketetapan-ketetapan tertentu dalam soal kualitas produksinya, seperti kualitas tegangan dan frekuensi yang harus terjaga pada suatu rentang tertentu. Metodologi Penelitian Nilai uang terhadap waktu berdasarkan situasi yang menyangkut pertukaran nilai uang pada waktu yang berbeda. Artinya, semua investasi yang menyangkut pertukaran uang pada waktu tertentu untuk aliran kas ke depan berhubungan dengan investasi. Perubahan nilai uang menyebabkan suatu produk atau jasa tidak bisa dibedakan dengan satu nilai mata uang saja. Bagaimanapun, keadaan waktu diantara aliran keluar dan aliran masuk pada hasil suatu investasi di nilai mata uang yang berbeda sama dengan aliran kas pada rentang waktu berbeda. Pembangkit Listrik Tenaga Uap Pembangkit Listrik Tenaga Uap menghasilkan energi listrik dengan membakar bahan bakar, yang diasumsikan tersedia dalam jumlah yang tak terbatas. Proses pembakaran dapat diatur sehingga Pembangkit Listrik Tenaga Uap dapat menghasilkan keluaran yang diinginkan. Karakteristik Pembangkit Listrik Tenaga Uap dapat dilihat sebagai fungsi bahan bakar yang masuk dibandingkan dengan daya yang dihasilkan. Fungsi ini dapat dikatakan sebagai heatrate dari suatu pembangkit termal. Heatrate pembangkit termal tersebut jika ditinjau dengan daya yang dihasilkan akan membentuk fungsi kuadratis. Suku bunga merepresentasikan harga yang dibayar pada suatu perioda waktu tertentu. Suku bunga adalah suatu hal yang positif untuk mengkompensasi si pemberi pinjaman dari penggunaan uang pada suatu interval waktu. Suku bunga harus mengimbangi efek kolektif dari empat alasan di atas untuk mengimbangkan nilai uang sekarang dengan yang akan datang. Biaya operasional terdiri dari biaya yang tergantung pada cara energi itu di produksi (biaya bahan bakar primer), dan biaya untuk men-start-up/shutdown pembangkit. Biaya lainnya tergantung pada teknologi yang digunakan. Generator set berbahan bakar diesel lebih cepat di-start dibandingkan pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang membutuhkan waktu yang lebih lama untuk memanaskan boiler, yang jelas-jelas membutuhkan jumlah bahan-bakar tertentu, sebelum siap digunakan. Aliran kas berhubungan dengan investasi yang dikonversikan ke nilai ekivalennya di suatu perioda waktu. Konsep pengkonversian nilai uang berdasarkan waktu disebut nilai uang berdasarkan waktu. Peneltian ini menghitung pengaruh perubahan biaya EPC pembangkit listrik tenaga uap kapasitas 200MW terhadap biaya levelized selama 30 tahun dengan asumsi bunga sebesar 6% dan debt equity ratio sebesar 70:30 Pada pembangkit dengan menggunakan teknologi PC, batubara dihancurkan sehingga menjadi bubuk halus lalu dicampur dengan 2 udara dan kemudian disemburkan seperti gas dan akhirnya dibakar pada ruang pembakaran boiler (boiler furnace). Di dalam ruang bakar, campuran udara - batubara halus dibakar dengan sistem pengendalian seperti gas alam. Tetapi, campuran udara - batubara halus tidak seseragam seperti gas alam, sehingga sistem pengendalian lanjut diperlukan untuk membuat pembakaran menjadi lebih baik. Panas yang dihasilkan dari pembakaran batubara halus – udara digunakan untuk menggerakan turbinegenerator yang akhirnya menghasilkan listrik. Desain aktual dari Pembangkit PC bervariasi tergantung pada tipe dan kualitas batubara, yang bertujuan untuk mendapatkan temperatur dan tekanan operasi pembangkit. Sistem uap yang digunakan pada pembangkit PC, secara umum dibagi menjadi subkritis (konvensional), superkritis, dan ultra-superkritis. Pembagian tersebut didasarkan pada tekanan dan temperatur operasi pembangkit. sorbent material (seperti batu kapur atau dolomite) ke dalam ruang pembakaran. Sampai dengan saat ini boiler jenis PC masih tetap merupakan boiler yang digunakan pada banyak pembangkit tenaga listrik dunia, akan tetapi jenis ini memiliki kekurangan yaitu tidak fleksibel dalam hal penggunaan beragam jenis batubara dalam satu pembangkit, berikutnya adalah isu lingkungan yang ditimbulkannya, dan yang tidak kalah penting adalah tingginya biaya perawatan. Sementara itu boiler jenis CFB meskipun baru digunakan kurang dari 20 tahun, tekonologinya sudah matang dengan lebih dari 400 buah yang beroperasi di dunia, kapasitasnya berkisar dari 5 MWe sampai dengan 460 MWe. Biasanya, yang telah dianggap proven sampai saat ini, untuk CFB adalah yang mempunyai kapasitas dibawah 250 MWe. Konsep Levelized Jumlah PLTU yang menggunakan teknologi yang sudah mapan seperti telah dijelaskan di atas, pada tahun 2005 dioperasikan sebanyak 346 pembangkit yang telah mempunyai umur 50 tahun. Bahkan desain PLTU PC dengan ranah uap superkritis yang sangat terbukti teknologinya, telah tersedia sejak tahun 1957. Banyak faktor ekonomi dan teknik yang mempengaruhi sistem ketenagalistrikan dan terus berkembang dari tahun ke tahun, contohnya adalah faktor harga bahan bakar dan kapasitas pembangkitan. Faktor-faktor tersebut biasanya diambil suatu nilai yang ekivalen (seragam), tetapi suatu konstanta yang dapat mempresentasikan faktor yang dapat merubah umur sistem ketenagalistrikan. Istilah ini biasa disebut nilai levelisasi. Availability factor untuk kedua pembangit PC (subkritis dan superkritis) adalah diantara 8090%. Pembangkit PC Superkritis secara umum mempunyai availability factor lebih besar dibandingkan dengan pembangkit PC subkritis. Faktor levelisasi merupakan suatu nilai ekivalen yang uniform. Faktor ini merupakan hasil rata-rata geometrik tertimbang terhadap perubahan nilai uang terhadap waktu. Lebih jelasnya, faktor pada tahun ke-i, fi, dikalikan dengan faktor harga pembayaran saat ke-i (single payment present worth factor (PWF)i) dan dijumlah dengan umur suatu sistem kelistrikan seperti pembangkit untuk memberikan harga umur dengan nilai sekarang f. Kemudian faktor f tersebut dibagi dengan jumlah harga tahun ke i = 1, 2, . . ., n untuk memberikan nilai levelisasi pada faktor f, Fluidized bed menggantungkan bahan bakar padat diatas aliran udara yang besar pada saat pembakaran. Proses ini menghasilkan campuran antara gas dan zat padat, dimana campuran tersebut menyerupai seperti aliran fluida yang turbulen yang menghasilkan reaksi kimia dan perpindahan panas yang effisien. Emisi dari SOx dan NOx dapat dikurangi dengan pembatasan temperatur pembakaran antara 800-900º C dan dengan menginjeksikan 3 sebagaimana ditampilkan pada persamaan berikut: Biaya tetap (fixed cost) merupakan biaya yang tidak beragam, dan berhubungan dengan biaya kapasitas pemasangan. Biaya administrasi, gaji, dan pengeluaran lainnya tidak beragam secara langsung dengan output dan jumlah dari konsumen termasuk dalam komponen biaya ini. n f levelized ( f i )( PWF ) i i 1 n ( PWF ) i i 1 atau Variable cost : n f levelized Variable cost adalah biaya yang beragam dengan output seperti bahan bakar yang naik dengan kenaikan daya yang dibangkitkan. Variable cost juga dikenal dengan biaya yang berhubungan dengan energi atau running cost. ( f i )( PWF ) i i 1 ( SPWF ) Dengan SPWF adalah Sum of PWF. Struktur Biaya Marginal/Incremental cost: Secara sederhana biaya total (total cost) merupakan agregat semua biaya yang termasuk dalam pembangkitan, transmisi, dan distribusi energi listrik sepanjang tahun. Dalam hal ini juga termasuk, misalnya, semua pengeluaran operasional, termasuk depresiasi (penyusutan), pajak, dan bunga pinjaman ditambah pengalokasian untuk pengembalian modal (return of investment) yang dapat dibuat dalam bentuk persamaan sebagai berikut. Marginal cost merupakan biaya tambahan yang dibutuhkan dalam membangkitkan satu atau lebih unit biaya penghematan yang setara terhadap pengurangan satu atau lebih unit (1 kW atau 1 kWh). Incremental cost mengukur tambahan biaya untuk menghasilkan peningkatan output yang signifikan. Depresiasi: Kebanyakan dari aset tetap yang digunakan oleh pembangkit digunakan selama 15 sampai 40, metoda garis lurus dapat digunakan untuk menghitung penyusutan, yaitu penyusutan sama untuk setiap tahunnya sepanjang usia aset tersebut atau saldo menurun (declinning balance) yaitu penyusutan model ekponensial terbalik. BPP Per Fungsi Komponen A Komponen B Komponen C Komponen D Keterangan : Komponen A = Biaya Modal. Komponen B = Biaya O&M tetap. Komponen C = Biaya Bahan Bakar. Penyusutan memungkinkan biaya yang tepat bagi penggunaan ekonomis dari aset untuk dituangkan dalam kertas neraca sebelum menyatakan keuntungan. Selama satu tahun, cash flow harus direpresentasikan oleh margin diantara pemasukan dan pengeluaran operasional tak termasuk di dalamnya penyusutan dan ini merepresentasikan ‘operating margin’. Nilai aset mestinya nilai margin operasional yang ada di masa depan yang juga memperhitungkan bunga, inflasi, dan lainnya. Pencatatan penyusutan mesti menampilkan deklinasi tahunan di masa Komponen D = Biaya O&M variabel . Faktor-faktor yang biasanya digunakan menyatakan biaya tersebut didiskusikan di bawah ini: Biaya rata-rata: Biaya rata-rata terhadap utilitas per kWh output selama tahun tersebut yang didapatkan dari pembagian biaya total dengan jumlah kWh yang diproduksi selama tahun tersebut. Fixed cost : 4 sekarang tak termasuk didalamnya margin operasional masa depan yang dapat dihasilkan penggunaan aset saat ini. b) Transportasi c) Pekerjaan Sipil (civil work for thermal,common, foundation & acess road) d) Biaya Lainnya (erection & commissioning) e) Jaringan Transmisi f) Asuransi g) Company cost/Pre-Ops atau biaya operasional perusahaan selama masa konstruksi h) Jasa konsultan seperti : Legal Consultant Tax Consultant Quantity Surveyor Konsultan supervise konsruksi Konsultan AMDAL - UKL/UPL FS Consultant i) Biaya Perizinan j) Lainnya seperti biaya notaris, dll Biaya Modal Pembangkit Listrik Secara garis besar, biaya modal dibagi menjadi 2 bagian utama yaitu : Biaya konstruksi (Engineeriring Procurement and Construction) yang biasanya terdiri dari : a) Peralatan Peralatan Mekanik Peralatan elektrik Enginering design, review and manufacture & shop test inspection, land preparation & development Special Maintenance tools & testing equipment Consumable during waranty period Mandatory spare parts Biaya Bahan Bakar Keterangan : Untuk pembangkit listrik tenaga uap menggunakan bahan bakar batubara, biaya bahan bakar dihitung berdasarkan nilai spesifikasi batubara dan harga bahan bakar. Biaya bahan bakar merupakan salah satu unsur biaya yang jumlahnya cukup besar. Untuk pembangkit listrik tenaga uap menggunakan bahan bakar batubara, biaya bahan bakar dinyatakan dengan persamaan: FC = Fuel Cost, Rp/kWh FC HRxHP HRx HR = Heat Rate, kCal/kWh FP = Fuel Price, Rp/Vol (Berat) HC = Heat Content, kCal/Vol (Berat) HP = Heat Price, Rp/cal Berdasarkan permen ESDM no 07 tahun 2017, harga batubara ditetapkan oleh pemerintah dengan menerbitkan harga batubara acuan tiap FP HC 5 bulannya. Tabel berikut menunjukkan harga batubara acuan pada bulan Februari 2017. Berdasarkan karakteristik pembangkit 4200kcal/kg, gross heatrate pembangkit listrik tenaga uap diatas, maka biaya bahan adalah 2699 kCal/kWh dan net heat rate bakar adalah 3145 kCal/kWh adalah pembangkit tersebut jika menggunakan Ecocoal dengan nilai kalori Biaya Bahan Bakar PLTU Price USD/Ton 35.000 FUEL PRICE CALCULATION Gross (yearly basis) Net (average over lifetime) Price Heat Rate Fuel Cost Average Heat Rate Price USD/kWh kCal/kWh MM USD MM USD kCal/kWh USD/kWh 0.02249 2,699.0000 35.8046 36.7664 3,145.4999 0.02621 Perkiraan kebutuhan energi untuk pemakaian sendiri ketika startup pada kondisi seperti tersebut akan dapat diperkirakan sesuai dengan energi yang dibutuhkan untuk keperluan startup pembangkit pada kondisi coldstart. Perkiraan kebutuhan energi untuk pembangkit dalam kondisi coldstart ini dapat didekati dengan fungsi waktu dan kebutuhan daya ketika startup. Biaya Energi Pemakaian Sendiri Dalam perhitungan energi pemakaian sendiri pada pembangkit diperlukan informasi Plant Gross Heat Rate, dimana informasi ini akan memberikan perhitungan energi (daya) yang dibangkitkan. Sedangkan PNHR memberikan basis perhitungan energi (daya) yang ditansmisikan. Pada periode tertentu, selisih antara energi yang dibangkitkan dengan energi yang ditransmisikan merupakan besarnya energi pemakaian sendiri suatu pembangkit. Kebutuhan daya ketika coldstart adalah sesuai dengan urutan (sequence) startup pembangkit dan kebutuhan utilitas dari pembangkit. Ketika pembangkit mengalami black start, yakni kondisi dimana sistem kelistrikan tidak ada pada pembangkit, maka Pembangkit akan memerlukan sistem cadangan untuk melayani keperluan startup awal, untuk itu akan timbul biaya pemakaian sendiri yang tidak dapat dihitung dengan menggunakan cara perhitungan pemakaian sendiri ketika operasi. Data dibawah ini menunjukkan daya yang dibutuhkan sebagai pemakaian sendiri pada pembangkit listrik tenaga uap 6 Kebutuhan daya untuk pemakaian sendiri No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Auxilliaries Boiler forced draft fan Boiler induced draft fan Boiler fuel delivery Electrostatic precipitator (ESP) Flue gas desulfurization (FGD) Ash handling Condenser C.W. pump Cooling tower fan Condensate pump Boiler feed pump Boiler feed booster pump FW heater drain pump(s) Aux. from PEACE running motor/load list Misc. plant aux. Transformer losses Total auxiliaries & transformer losses Value 819.4 2632.4 5082.7 576.3 1456.1 218.7 2359.3 1090.7 443.1 9176.4 215.8 84.7 1998.6 681.9 568.3 27404.4 diperlukan untuk mengoperasikan serta memelihara dan memperbaiki mesin pembangkit, terdiri dari biaya: Biaya O&M Pembangkitan Biaya operasi & pemeliharaan (Operation & Maintenance Cost) adalah biaya yang COST STRUCTURE Fixed Costs Unit kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW kW MM USD Base Escalation per year per Year (OCGT) G&A 2020 5.00% 0.5055 O&M Labor Property Tax Insurance Life-Cycle Maintenance Contingency Total Variable Costs 2020 2020 1.00% 5.00% 1.2532 1.1024 2020 0.00% 0.0003 2020 0.00% 0.7833 2020 0.00% 4.4101 2020 0.00% Base Escalation Supplies 2020 0.00% 1.15% 8.0547 0.48 Biaya Pokok Penyediaan Pembangkit Listrik Biaya Pokok Penyediaan Pembangkit ` Biaya Modal ¢USD/kWh Biaya Bahan Bakar ¢USD/kWh Komponen Biaya Pada BPP Komponen A (Biaya Modal) Komponen B (O & M tetap) Komponen C (Biaya Bahan Bakar) Komponen D (O & M Variabel) 7 Biaya O & M ¢USD/kWh Berdasarkan data yang telah disajikan diatas, hasil perhitungan harga levelized untuk PLTU batubara 200MW dengan asumsi suku bunga sebesar 6%, debt equity ratio 70:30 dan target IRR sebesar 11%, maka dihasilkan Pengaruh Biaya EPC (Engineering, Procurement and Construction) terhadap Biaya Pokok Produksi Perubahan biaya EPC yang diakibatkan oleh masalah tersebut mengakibatkan perubahan pada biaya pokok produksi. Pada analisis sensitivitas ini, digunakan skenario kenaikan biaya EPC 1% . Biaya EPC (Engineering, Procurement and Construction) dapat berubah diakibatkan beberapa hal seperti masalah pada saat perencanaan dan pelaksanaan, koordinasi sumberdaya, dan kontrol. Masalah yang umum terjadi perencanaan seperti : saat Data dan informasi proyek yang tidak lengkap Ketidak tepatan estimasi biaya Tidak memperhitungkan pengaruh inflasi dan eskalasi Dan lain lain Sedangkan masalah pada umumnya diakibatkan oleh : pada Kenaikan biaya EPC 1% pada pembangkit listrik tenaga uap mengakibatkan kenaikan biaya sebesar USD 3,050,492.99 atau sekitar Rp 40,571,556,752 dengan asumsi 1USD=Rp13,300,-. pelaksanaan Tingginya frekuensi perubahan pelaksanaan Penunjukan subkontraktor dan supplier yang tidak tepat Adanya kenaikan harga material Dan lain lain 8 [7] Milano, Federico, Pricing System Security in Electricity Market Models with Inclusion of Voltage Stability constrains; a thesis presented to the university Genova in fulfillment of the thesis requirement for the degree of doctor of philosophy in electrical engineering, Genova, Italy, April 2003 [8] N. Gr¨owe-Kuska, H. Heitsch and W. R¨omisch, Scenario Reduction and Scenario Tree Construction for Power Management Problems, HumboldtUniversity Berlin Institute of Mathematics, IEEE, Bologna POWER TECH 2003 [9] Pineau, Pierre-Olivier, An Oligopolistic Investment Model of the Finnish Electricity Market School of Public Administration, University of Victoria, Canada [10] Yu, Wang, Valuation and investment of generation assets, A dissertation submitted to the graduate faculty in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy, Iowa State University Ames, Iowa 2005 Kesimpulan Biaya pokok penyediaan pembangkit sangat dipengaruhi oleh biaya konstruksi (Engineering Procurement Construction), suku bunga bank, dan karakteristik pembangkit tersebut. Kenaikan biaya EPC 1% pada pembangkit listrik tenaga uap mengakibatkan kenaikan biaya sebesar USD 3,050,492.99 atau sekitar Rp 40,571,556,752 dengan asumsi 1USD=Rp13,300,-.Kenaikan 1% biaya EPC akan meningkatkan biaya pokok produksi sebesar 0.6% pada PLTU. Daftar Pustaka [1] Gil, Esteban, Short-Term Hydrothermal Generation Scheduling Model Using a Genetic Algorithm, IEEE [2] Ili´c, Marija, Research and Applications on Real-time Control of Power Grids: Past Successes and Future Opportunities, Carnegie-Mellon University, Pittsburgh, August, 2004 [3] Klaus-Ole, Vogstad, A System Dynamics Analysis Of The Nordic Electricity Market: The Transition From Fossil Fuelled Toward A Renewable Supply Within A Liberalized Electricity Market, Doctoral thesis for the degree Doktoringeniør Trondheim, December 2004 [4] Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia No.1415K/20/MEM/2017 tentang Pengesahan Rencana Usaha Penyediaan Listrik PT Perusahaan Listrik Negara (Persero) Tahun 2017 sd 2026 [5] Li, Kam W. and Priddy, A. Paul, Power Plant System Design, John Wiley & Sons, 1985 [6] Lingfeng Wang and Chanan Singh, Reserve-Constrained Multiarea Environmental /Economic Dispatch Using Enhanced Particle Swarm Optimization A&M University Texas 9