Kata Kunci : batubara, penambangan, energi, kesetimbangan

ANALISA KESETIMBANGAN ENERGI PENAMBANGAN BATUBARA DENGAN
ENERGI YANG DIBANGKITKAN OLEH BATUBARA
Abdul Khohar (0906630960)1
Ir. Bambang Prianto, MI.Komp2
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia
ABSTRAK
Seluruh negara di dunia, pasti membutuhkan energi, khususnya energi listrik. Listrik ini
salah satu sumber utama bahan bakarnya adalah batubara. Namun untuk mendapatkan batubara ini
memerlukan energi yang cukup besar, yakni minyak diesel sebagai bahan utama untuk kegiatan
eksplorasi. Tidak hanya itu, emisi karbon yang dikeluarkan sangat banyak yang berdampak bagi
lingkungan sekitar. Oleh sebab itu perlu dilakukan adanya kesetimbangan energi agar tidak terjadi
kerugian energi antara energi dari batubara yang dihasilkan dengan energi yang dibutuhkan dari
pengeksplorasian. Sehingga ini dapat diimplementasikan oleh pemerintah untuk dilakukan
kebijakkan bagi penambang batubara jika energi yang dihasilkan batubara lebih besar dari energi
pengeksplorasian.
Hasil dari penelitian ini dari 4 lokasi berbeda didapatkan bahwa rasio energi yang dikonversi
ke listrik yang paling kecil, yakni site Tanjung sekitar 1:18,8, sedangkan total emisi karbondioksida
(CO2) yang dikeluarkan sebesar 5.583.909.149 kg dengan total pengeluaran dari sumber bahan
bakar batubara 2.257.946 ton dan minyak diesel 13.692.897 liter yang dilakukan dalam 1 bulan. Kata Kunci : batubara, penambangan, energi, kesetimbangan energi, diesel, pembangkit daya
I.
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Saat ini dunia sedang menghadapi sebuah
permasalahan yang cukup besar terkait dengan
persedian energi dunia yang semakin menipis.
Termasuk juga negara Indonesia. Indonesia yang
memiliki cadangan batubara 4% di dunia dan
diprediksi 80 tahun ke depan akan habis cadangan
sumber energi ini.
Jika kita mengamati industri batubara di
Indonesia, industri ini memainkan dua peran
sekaligus. Di satu sisi, industri batu bara menjadi
konsumen listrik atau penggunaan bahan bakar
diesel yang cukup besar, namun di sisi lain
industri batu bara juga merupakan pemasok bahan
bakar sumber energi pembangkit listrik. Dalam
menjalankan dua peran tersebut, tentunya
mempertimbangkan kesetimbangan penggunaan
energi pengeksplorasian.
1.3.
PEMBATASAN MASALAH
1. Perhitungan jejak karbon pada area
penambangan batubara sampai pelabuhan
hauling.
2. Perhitungan energi yang dihasilkan pada
pembangkit listrik yang menggunakan bahan
bakar batu bara dengan Heat Rate 2.500
kcal/kWh.
3. Penggunaan jumlah bahan bakar diesel pada
proses penambangan batu bara menggunakan
alat berat utama, yaitu excavator, loader,
dumptruck, dan trailer.
4. Perhitungan energi yang dihasilkan pada
pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) yang
menggunakan bahan bakar solar dengan
konversi 2.000 kW.
II. DASAR TEORI
1.2. TUJUAN
2.1. BATUBARA
1. Mendapatkan informasi dalam penambangan
batubara baik yang positif maupun negatif
terkait dengan energi.
2. Mengefektifkan penghematan energi sehingga
tidak terbuang dengan sia-sia.
3. Mendapatkan rasio penambangan batu bara
yang digunakan untuk pembangkit listrik
dengan pembangkit listrik tenaga diesel
(PLTD).
Batu bara adalah batuan sedimen
(padatan) yang dapat terbakar, berasal dari
tumbuhan, berwarna coklat sampai hitam, yang
sejak pengendapannya terkena proses fisika dan
kimia, yang mana mengakibatkan pengkayaan
kandungan karbon. Batu bara disebut pula bahan
bakar reaktif yang dapat terbakar sewaktu-waktu
tanpa dilalui proses pembakaran disengaja karena
1) Mahasiswa Teknik Mesin UI
2) Dosen Teknik Mesin UI
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
terjadi pemanasan dari dalam zat batu bara
tersebut.
Berdasarkan
tingkat
proses
pembentukannya batubara dikontrol oleh tekanan,
panas dan waktu, batubara umunya dibagi dalam
lima kelas, yaitu:
• Antarasit : kelas batubara tertinggi, dengan
warna hitam berkilau (luster) metalik,
mengandung antara 86% – 98% unsur karbon
(C) dengan kadar air kurang dari 8%.
•
Bitumius : mengandung 68% – 86% unsur
karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari
beratnya. Kelas batubara ini yang paling
banyak ditambang di Australia.
•
Sub bituminus : mengandung sedikit karbon
dan banyak air, oleh karenanya sumber panas
yang kurang efisien dibandingkan dengan
bituminus. Kadar airnya antara 10 – 25% dari
beratnya.
•
•
Lignit : disebut juga dengan batubara coklat
adalah
batubara
yang
sangat
lunak
mengandung air 30 – 45% dari beratnya.
Gambut : disebut peat berpori dan memiliki
kadar air diatas 75% serta nilai kalori yang
paling rendah.
Tabel 2.1. Kualitas dan Cadangan Barubara di
Indonesia tahun 2007
Kelas
Rendah
Sedang
Tinggi
Sangat Tinggi
Nilai Kalori
(Kal/gr)
< 5100
5100 – 6100
6100 – 7100
> 7100
Cadangan
Juta ton
%
5397,55
28,90
11184,88
59,80
1946,65
10,40
182,47
0,97
2.2. PENAMBANGAN
Dalam industri pertambangan pemilihan
metode penambangan sangat ditentukan oleh
unsur geologi endapan batubara. Adapun dua
metode yang dipakai dalam penambangan
batubara adalah sebagai berikut:
(1)
Penambangan permukaan (terbuka)
Kegiatan utama dalam penambangan
terbuka adalah penggalian, pemisahan, pemuatan,
pengangkutan dan pemupukan atau pembuangan.
(2)
Penambangan bawah tanah (dalam)
Penambangan
bawah
tanah
dapat
dilakukan dengan tiga cara yaitu:
(a) Room and pillar merupakan suatu sistem
penambangan bawah tanah untuk endapan
batubara, dengan bentuk blok-blok persegi.
(b) Longwall caving, suatu sistem penambangan
bawah tanah untuk endapan batubara dengan
membuat lorong-lorong panjang, secara
mekanis dan bagian dari front penambangan
yang sudah selesai ditambang dibiarkan
runtuh dengan sendirinya ( caving ).
(c) Cut and fill, penambangan dengan cara ini
prosesnya cukup rumit dan membutuhkan
banyak air untuk menyalurkan pasir atau
tanah guna mengisi rongga-rongga bekas
penggalian, tetapi batubara yang dihasilkan
melalui cara ini memiliki rendemen yang
tinggi.
Alat-alat berat tambang utama batubara yang
biasa digunakan di Indonesia yaitu :
•
Excavator
Alat ini digunakan pada pengupasan tanah
penutup (over burden), batu, dan penggalian
endapan (sedimen).
Perhitungan kapasitas produksi Excavator
menggunakan rumus sebagai berikut :
KP =
B x 3600 x FK 3
(m / jam)
CT
(2.1)
CT = Wg + Wp1 +Wb + Wp2
(2.2)
FK = fB x fT x fK x fO x fD
(2.3)
Dimana :
B
= Kapasitas Bucket (m3)
CT = Waktu siklus
Wg = Waktu gali (detik)
Wp1 = Waktu putar (bucket terisi) (detik)
Wp2 = Waktu putar (bucket kosong) (detik)
Wb = Waktu buang (detik)
FK = Faktor Koreksi
fB = Faktor Bucket
= Faktor koreksi akibat efisiensi waktu
fT
fK = Faktor koreksi efisiensi kerja
fO = Faktor akibat kecakapan operator
fD = Faktor koreksi akibat kedalaman
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
•
Loader
2.3. DIESEL
Alat ini digunakan saat memuat material ore
atau waste ke dalam haul truck.
Rumus umum perhitungan kapasitas produksi
Loader adalah sebagai berikut :
Minyak solar adalah bahan bakar jenis
distilat berwarna kuning kecoklatan yang jernih.
Penggunaan minyak solar pada umumnya adalah
untuk bahan bakar pada semua jenis mesin diesel
dengan putaran tinggi (diatas 1.000 RPM).
KP =
B x 3600 x FK 3
(m / jam)
CT
(2.4)
CT = 2J/F + 2J/R + Z
(2.5)
Secara umum pertamax, bensin dan solar
merupakan senyawa hirokarbon. Rentang rantai
karbon pada solar yaitu C21 sampai C30 dengan
trayek didih 105 sampai 1350C.
aCxHySz + bO2 + cN2 --> dCOx + eH20 + fSOx + gNOx + hN2
FK = fB x fT x fK x fO
(2.6)
Dimana :
B = Kapasitas Bucket
J = Jarak gusur (meter)
F = Kecepatan maju (m/s)
R = Kecepatan mundur (m/s)
•
CaHb + (a+b/4)(O2+3.76 N2) --> aCO2 + b/2 H2O + (a+b/4)3.76N2
Dump truck/ haul truck
Alat ini digunakan sebagai alat angkut
material hasil penggalian.
Kapasitas produksi Dump Truck dihitung
dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
KP =
C x FK 3
(m / jam) N x CT
CT = J / V1 + J / V2 + t1 + t2
FK = fT x fK x fO x fD
Dimana :
C
= Kapasitas muat
CT = Waktu siklus alat pemuat
J
= Jarak angkut (km)
V1 = Kecepatan angkut (km/jam)
V2 = Kecepatan balik (km/jam)
= Waktu bongkar muatan
t1
= Waktu mengatur posisi
t2
N = Jumlah pengisian alat pemuat
•
Umumnya Sulfur hanya muncul pada
solar. Jika sulfur dianggap tidak ada dan reaksi
pembakaran
dengan
udara
merupakan
pembakaran sempurna, serta temperatur produk
tidak lebih dari 500oC (tanpa ada reaksi dengan
N2), maka reaksi menjadi :
(2.7)
(2.8)
(2.9)
Kemampuan bahan bakar bisa dinyatakan
oleh angka setana dan angka heksan. Angka
setana menunjukkan kemampuan bahan bakar
untuk menyala sendiri (auto ignition). Angka
setana suatu bahan bakar biasanya didefinisikan
sebagai persentase volume dari normal setana
dengan campurannya.
Semakin besar angka
setana, semakin mudah bahan bakar tersebut
untuk terbakar, semakin singkat waktu
keterlambatan untuk terbakar sehingga semakin
kecil kemungkinan terjadi knocking diesel.
Angka oktan menunjukkan kualitas dari
bensin yang digunakan sebagai bahan bakar motor
bensin. Makin tinggi angka oktan maka makin
rendah kecenderungan bensin untuk terjadi
knocking,
makin
sulit
terbakar
karena
membutuhkan tekanan yang lebih tinggi untuk
terjadi pembakaran.
Trailer Truck Tractor
Alat ini digunakan sebagai alat angkut
material hasil penggalian. Perbedaan dengan
Dump truck ini yaitu alat ini digunakan
biasanya untuk mengangkut hasil batubara
dari coal room ke pelabuhan karena memiliki
kapasitas yang lebih besar dan desain roda
yang digunakan pada jalan pada umunya. dan
kemampuan produksi yang dapat dihitung
menggunakan rumus 2.7.
Gambar 2.1. Siklus Mesin Diesel
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Berikut ini adalah proses terjadinya kerja pada
mesin diesel :
Proses 0 – 1
Udara masuk ke dalam ruang bakar (suction).
Proses 1 – 2
Udara tersebut kemudian dikompresi hingga
tekanan tinggi tertentu. Kenaikan tekanan
menyebabkan kenaikan temperatur hingga
mencapai temperatur bakar bahan bakar.
Proses 2 – 3
Bahan bakar diinjeksikan dalam bentuk kabut agar
mudah terbakar. Pada saat bahan bakar
diinjeksikan, volume akan meningkat untuk
mempertahankan kekonstanan tekanan. Setelah
diinjeksikan, bahan bakar akan bercampur dengan
udara. Setelah mencapai temperatur bakar bahan
bakar, terjadi pembakaran.
Proses 3 – 4
Bahan bakar yang terbakar menimbulkan ledakan.
Gas mengalami ekspansi sehingga piston bergerak
turun dan menghasilkan kerja.
Proses 4 – 1
Pada saat volume maksimum, exhaust valve
terbuka sehingga tekanan di dalam ruang bakar
turun.
Proses C – 2
Sisa pembakaran bahan bakar dibuang lingkungan
(exhaust). Proses terulang kembali.
2.4. PEMBANGKIT DAYA
Pembangkit Listrik Tenaga Uap adalah
salah satu jenis instalasi pembangkit tenaga listrik
dimana tenaga listrik didapat dari mesin turbin
yang diputar oleh uap yang dihasilkan melalui
pembakaran batubara.
Bagian Utama sebuah PLTU yaitu :
1. Boiler adalah alat untuk merubah fasa cair
menjadi uap melalui proses transfer energi
kimia (pembakaran) menjadi energi uap.
2. Turbin suatu alat yang mengubah energi
panas yang terkandung dalam uap menjadi
energi kecepatan. Sistem kerja turbin uap ini
yaitu uap yang masuk ke dalam turbin akan
menabrak
sudu-sudu
turbin
sehingga
menggerakkan rotor atau shaft dari turbin.
Turbin bisa berputar akibat adanya perbedaan
tekanan.
3. Kondensor adalah alat yang digunakan untuk
mengubah fase gas menjadi fase cair. Dari
sistem PLTU, uap yang dihasilkan dari boiler
digunakan untuk menggerakkan turbin,
setelah melewati turbin uap ini dikembalikan
menjadi cair menggunakan kondenser.
4. Pompa adalah alat yang digunakan untuk
memindahkan cairan ke suatu tempat yang
diinginkan dari tekanan rendah ke tekanan
yang lebih tinggi. Dalam sistem PLTU ini air
ini disalurkan ke bagian tube boiler yang
nantinya dipanaskan menjadi uap.
Siklus yang diterapkan pada PLTU adalah
Rankine yakni siklus pengubahan panas menjadi
kerja. Panas disuplai dari luar menuju siklus aliran
tertutup dan biasanya menggunakan air sebagai
fluida kerja (fluida yang dipanaskan/didinginkan).
Untuk Output listrik yang dihasilkan dari PLTU,
kita dapat menggunakan persamaan :
Output listrik =
Untuk mendapatkan rasio, tentunya kita harus
mengetahui Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
(PLTD). PLTD ini menggunakan bahan bakar
diesel. PLTD disebut sebagai pusat listrik beban
runcing karena memiliki beberapa kelebihankelebihan sebagai berikut :
•
•
•
Gambar 2.2. Siklus Sederhana PLTU
nilai kalori x Berat
efisiensi (2.10)
Heat Rate
Dapat
mengambil beban dengan cepat,
sehingga
dapat
meratakan
diagram
beban dengan cepat
Pada
saat
start
putaran mesin dari
0 rpm sampai sinkron dengan jaringan
membutuhkan waktu yang relatif cepat.
Biaya
pembangunannya
lebih rendah
jika dibandingkan dengan pembangkit listrik
yang lain.
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Bagan ini mendekati konsumsi bahan
bakar generator diesel berdasarkan pada ukuran
generator dan beban di mana generator beroperasi.
Tabel ini dimaksudkan untuk digunakan sebagai
perkiraan berapa banyak bahan bakar generator
menggunakan selama operasi.
3.2. PENAMBANGAN BATUBARA
Tabel 2.2. Perkiraan Fuel Consumption Diesel
Generator
III.
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Gambar 3.2. Skema Penambangan
Pada dasarnya pemindahan tanah adalah
sama yaitu memindahkan tanah (material) dari
suatu tempat ke tempat lainnya, akan tetapi proses
pemindahan
dalam
pelaksanaannya
dapat
berbeda-beda, hal ini dimungkinkan karena
adanya faktor-faktor yaitu sifat-sifat fisik material
/ tanah, jarak angkut, tujuan pekerjaan, kondisi
lapangan (topografi), tuntutan kualitas, dan skala
proyek.
Dalam pekerjaan pemindahan tanah,
sebelumnya perlu dilakukan landclearing. Setelah
pekerjaan landclearing tersebut selesai, maka
proses selanjutnya adalah pengupasan top soil
(lapisan atas) atau stripping, penggalian
(excavating), hauling dan dumping.
Dalam menentukan jumlah energi yang
dibutuhkan pada proses eksplorasi tambang,
sebelumnya kita harus mengetahui spesifikasi
alat-alat tambang yang digunakan karena hal ini
akan mempengaruhi kinerja dan jumlah fuel yang
dipakai sesuai dengan fungsinya masing-masing
yang telah dijelaskan sebelumnya. Spesifikasi ini
hanya beberapa dapat penting saja yang di input.
Berikut ini adalah spesifikasi alat tersebut yang di
ambil dari data perusahaan alat berat tersebut :
Gambar 3.1. Skema Alur Penelitian
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Crawler Excavator
Tabel 3.1. Data Spesifikasi dari Excavator
Parameter
Model
Engine Power
Operating Weight
Bucket Capacity
Fuel
Consumption
Specifications
PC600/LC-8 Komatsu
323 kW / 433 HP
57,6 - 60,4 tonnes
5,25 m3
Low
: 24.9 ~ 33.2 ltr/h
Medium : 33.2 ~ 41.5 ltr/h
High
: 41.5 ~ 66.5 ltr/h
batubara tersebut masing-masing lokasi yaitu Site
Tanjung (5000 kcal/kg), Site Tambang Damai
(6000 kcal/kg), Site Singlurus (6700 kcal/kg), dan
Site Sekayan (4500 kcal/kg).
Wheel Loader
Tabel 3.2. Data Spesifikasi dari Wheel Loader
Parameter
Model
Engine Power
Operating Weight
Tipping Load
Bucket Capacity
Fuel
Consumption
(ltr/h)
Specifications
WA800-3 Komatsu
636 kW / 853 HP
105 tonnes
61,1 tones
10 - 14 m3
Low
: 44.6 ~ 62.5
Medium : 62.5 ~ 78.9
High
: 78.9 ~ 104.2
Rigid Dump Truck
Specifications
HD605-7 Komatsu
552 kW / 740 HP
63 ton
40 m3
70 km/h
Low
: 27.8 ~ 41.6
Medium : 41.6 ~ 55.5
High
: 55.5 ~ 76.4
HASIL PENELITIAN
4.1.
KAPASITAS PRODUKSI DAN
KONSUMSI BAHAN BAKAR
Tabel 4.1. Pameter Analisa yang di input dari
Excavator PC 600 LC-8
Parameter
Bucket Capacity
Fuel Consumption
Nilai
5,25 m3
35 ltr/h
Kondisi waktu asumsi yang diperkirakan pada
saat penggalian excavator :
Tabel 4.2. Parameter Waktu Siklus Excavator
Trailer
Tabel 3.4. Data Spesifikasi dari Trailer
Parameter
Model
Engine Power
Operating Weight
Fuel Consumption
IV.
Crawler Excavator
Tabel 3.3. Data Spesifikasi dari Rigid DT
Parameter
Model
Engine Power
Max. Payload
Body Capacity
Max. travel
Fuel
Consumption
Gambar 3.3. Grafik Perbandingan Overburden
and Coal Production di Beberapa Lokasi
Tambang Batubara
Specifications
FH440 Volvo
324 kW / 440hp
32.1 kg
38 – 68,1 ltr/jam
Untuk dapat mendapatkan jumlah fuel yang
diperlukan, sebelumnya kita harus mengetahui
jumlah tanah (overburden) dan batubara yang
akan ditambang. Data ini biasanya sudah dapat
diketahui oleh para ahli geologi. Berikut ini
adalah studi kasus pada beberapa lokasi
penambangan batu bara dengan nilai kalori
Parameter
Waktu Gali Wg
Waktu Putar Bucket terisi Wp1
Waktu Putar Bucket kosong Wp2
Waktu Buang Wb
Nilai
7s
7s
6s
3s
Semua data di atas dimasukkan ke dalam
rumus 2.1 dan menggunakan faktor koreksi pada
tabel 4.6, maka akan didapatkan kemampuan
produksi (KP) alat excavator tersebut yaitu 552,
45 m3/jam.
Jika di konversi dengan konsumsi bahan
bakar yang di desain sejumlah 35 liter/jam, maka
dapat ditentukan bahwa konsumsi 1 liter bahan
bakar dapat menghasilkan 15,78 m3.
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Wheel Loader
Tabel 4.3. Pameter Analisa yang di input dari
dariWheel Loader WA800-3
Parameter
Tipping Load
Bucket Capacity
Kecepatan Maju
Kecepatan Mundur
Jarak gusur
Pemindahan gigi
Fuel Consumption
Nilai
50 tonnes
12 m3
12,3 km/h = 3,42 m/s
12,4 km/h = 3,44 m/s
10 m
2 detik
70,7 ltr/h
Semua data di atas dimasukkan ke dalam
rumus 2.4 dan menggunakan faktor koreksi pada
tabel 4.8, maka akan didapatkan kemampuan
produksi (KP) loader tersebut yaitu 2362 m3/jam.
Jika di konversi dengan konsumsi bahan
bakar yang di desain sejumlah 70,7 liter/jam,
maka dapat ditentukan bahwa konsumsi 1 liter
bahan bakar dapat menghasilkan 33,4 m3.
Rigid Dump Truck
Tabel 4.4. Pameter Analisa yang di input dari
Dump Truck HD 605-7
Parameter
Nilai
Max. Pay Load
63 tonnes
Body Capacity
40 m3
Max. travel
70 km/h
Kec. Angkut
40 km/h
Kec. Balik
50 km/h
Waktu Bongkar Muatan
0,1 jam
Waktu Mengatur Posisi
0,1 jam
Fuel Consumption
45 ltr/h
Data tersebut dimasukkan ke dalam
rumus 2.7 dan menggunakan faktor koreksi pada
tabel 4.6, maka akan didapatkan kemampuan
produksi (KP) dan konsumsi bahan bakar dump
truck bervariasi, tergantung jarak yang ditempuh
dump truck tersebut. Untuk hasil nilainya dapat
dilihat pada tabel 4.7 dan tabel 4.8..
Trailer
Tabel 4.5. Pameter Analisa yang di input dari
Trailer Volvo FH440
Parameter
Nilai
Max. Pay Load
95 m3
Kec. Rata-rata
66 km/h
Waktu Bongkar Muatan
0,1 jam
Waktu Mengatur Posisi
0,1 jam
Fuel Consumption
47 liter/jam
Data tersebut dimasukkan ke dalam
rumus 2.11 dan menggunakan faktor koreksi
pada tabel 4.6, maka akan didapatkan
kemampuan produksi (KP) trailer bervariasi,
tergantung variabel jaraknya yang ditempuh
dari trailer ini. Untuk hasil nilainya dapat
dilihat pada tabel 4.8. Trailer ini umumnya
hanya digunakan pada pengangkutan batubara
saja, tidak untuk overburden
Sedangkan faktor-faktor pada saat kondisi
alat berat, efisiensi waktu, efisiensi kerja,
kecakapan operator, dan faktor kedalaman pada
saat penambangan. Nilai-nilai ini berdasarkan
lampiran yang telah ditetapkan :
Tabel 4.6. Faktor Koreksi Kinerja Alat Berat
Parameter
fB
fT
fK
fO
fD
FB
Kondisi
Sedang
Ideal
Memuaskan
Baik Sekali
2,5 - 3,8 m
Tanah Cadas dan
keras
Nilai
0,9
1,00
0,83
1,00
0,96
0,9
Hubungan Overburden dengan Bahan Bakar
Semakin banyaknya Overburden maka
akan semakin banyak pula yang bahan bakar yang
digunakan. Disisi inilah faktor terpenting untuk
melakukan
pengkajian
mengenai
proses
penambangan karena jika salah perkiraan maka
akan timbul kerugian yang cukup besar, baik dari
segi energi ataupun ekonomi.
Jika metode dan data-data di atas
digunakan pada beberapa lokasi penambangan
batubara, maka dapat diketahui jumlah fuel yang
digunakan mulai untuk masing-masing lokasi
pertambangan pada pembuangan overburden
tersebut ke bagian disposal dengan asumsi
penggunaan alat berat yaitu excavator, wheel
loader, dan dump truck. Ketiga alat ini umumnya
yang digunakan untuk melakukan proses
pemindahan overburden.
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Tabel 4.8. Penggunaan Jumlah Fuel
Berdasarkan Jumlah Coal yang Dihasilkan
Tabel 4.7. Penggunaan Jumlah Fuel Berdasarkan
Jumlah Overburden
Lokasi Tambang
ALAT BERAT
Excavator
Wheel
Loade
r
KP
BB OB
KP
BB OB
Jarak
Dump
truck
KP OB
BB OB
ESTIMATE
BAHAN BAKAR
(LITER)
Overburden (m3)
Lokasi Tambang Site
Tanjun
g
Tamba
ng
Damai
Site
Singlur
us
Site
Sakaya
n
9975333
900007
758333
562537
15,78
15,78
15,78
15,78
631972
57018
48043
35638
33,4
33,4
33,4
33,4
298575
26938
22697
0
2,851
2
1,5
0,57
2
4932005
,
2
2,482
2,94
393075
305503
191169
5862553
477032
376244
226808
ALAT BERAT Pada hubungan batubara dengan bahan
bakar yang digunakan masing-masing alat
dibedakan berdasarkan pekerjaan yang dilakukan
perusahaan tersebut. Pada perusahaan yang
berlokasi di site Sekayan proses pengerjaannya
pada getting coal dan membawa hasil tambangnya
ke coal room, tidak memerlukan wheel loader dan
trailer untuk mengangkut hasil batubara ini.
Sedangkan yang terletak pada site tanjung
dilakukan proses keseluruhan mlai dari getting
coal sampai hauling ke pelabuhan.
Untuk site Tambang Damai proses
pengerjaannya hanya pada getting coal saja tanpa
proses pengangkutan ke coal room dan pelabuhan.
Sedangkan
pada
site
Singlurus
proses
pengerjaannya pada coal getting, namun langsung
ke angkut ke palabuhan menggunakan trailer
tanpa melalui ke bagian coal room.
Tamba
ng
Damai
Site
Singlur
us
Site
Sakaya
n
1.411.154
61.142 76.923 187.662 KP 15,78 15,78 15,78 15,78 BB Coal 89401 3873 4873 11889 Wheel Loade
r KP 33,4 33,4 33,4 33,4 BB Coal 42237 1830 2302 0,000 Jarak 2,874 0 22 16,000 KP Coal 2,016 3,32 0,558 0,722 BB Coal 699902 0 0 260014 Jarak 81,210 0 22 0 0,528 3,77 1,416 3,775 2673819 0 54342 0 ESTIMATE BAHAN 3505361 BAKAR (LITER) 5703 61518 271903 Dump Truck KP BB Coal Semakin banyaknya batubara yang
dihasilkan tentunya akan semakin banyak pula
yang bahan bakar yang digunakan. Berikut ini
adalah data jumlah bahan bakar yang digunakan
untuk proses mining coal dengan asumsi
pengerjaan menggunakan alat berat excavator,
wheel loader, dumptruk, dan trailer.
Site
Tanjun
g
Exca-­‐
vator Trailer Hubungan Batubara (Coal) dengan Bahan
Bakar
Coal (m3) Perbandingan Hitungan Teoritis dan
Aktual
Hasil data ini tentu bisa berubah
tergantung dari faktor-faktor yang ada. Jumlah
bahan bakar secara teoritis ini dijumlahkan pada
tabel 4.7 dan 4.8. Berikut ini adalah tabel untuk
mengetahui perbandingan antara perhitungan
teoritis dan actual.
Tabel 4.9. Rasio Hitungan Teoritis dengan Aktual
Fuel
Site
Tanjung
Actual
11.970.400
Site
Tambang
Damai
580.000
Teoritis
9.367.915
22%
Rasio
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Site
Singlurus
Site
Sakayan
650.000
492.498
482.736
437.763
498.712
17%
33%
-1%
Gambar 4.1. Grafik Perbandingan Fuel pada
Site Tambang
Output Listrik PLTU
Dari data jumlah batubara yang dihasilkan
dari sebuah penambangan, maka didadapatkan
output listrik dari pembangkit listrik tenaga uap
yang memiliki heat rate 2500 dari masing-masing
efisiensi, seperti subcritical (39%), super critical
(41%), dan super ultra critical (45%). Output
listrik ini dapat kita tentukan dengan
menggunakan persaamaan rumus 2.16.
Gambar 4.2. Grafik Rasio Output Listrik PLTD
Teoritis-Aktual
Perbandingan Output Listrik PLTU dan
PLTD
Jika kita melihat nilai dan grafik di atas,
terlihat cukup jauh antara output listrik dari PLTU
dengan PLTD fuel actual. Jika dihitung maka
didapatkan rasio terkecil yaitu pada lokasi
penambangan site Tanjung sebesar 1 : 18,8
dengan perbandingan super ultra critical dengan
100% load pada diesel power plant.
Tabel 4.10. Output Listrik pada PLTU
Electric Output (MWh)
LOKASI
Sub
Critical
38 - 40 %
39%
Tanjung
Super
Critical
40 - 42 %
41%
Super Ultra
Critical
43 - 46 %
45%
1.430.910 1.504.290 1.651.050 Tambang
Damai
Singlurus
74.397 78.213 85.843 104.520 109.880 120.600 Sakayan
171.260 180.043 197.608 Output Listrik PLTD
Dari total jumlah konsumsi bahan bakar
penambangan batubara pada beberapa site
penambangan, didapatkan output listrik dari
pembangkit
listrik
tenaga
diesel
yang
menggunakan mesin diesel 2000 kW dengan
masing-masing beban sebesar 100%, 75%, dan
25%. Output listrik ini dapat kita tentukan dengan
mengkonversi jumlah bahan bakar dan
menggunakan perkiraan konsumsi bahan bakar
pada table 2.4.
Gambar 4.3. Grafik Perbandingan Electric Output
PLTU dengan PLTD
Perbandingan Produksi di Lokasi Tambang
Tanpa Tranportasi ke Pelabuhan
Jika diasumsikan bahwa setiap pembangkit di
pasang pada lokasi area tambang dengan jarak 2
km dari penambangan coal, maka kita dapat
menentukan perbandingan lokasi tambang mana
yang lebih baik. Berikut ini adalah perbandingan
electric output PLTU dan PLTD
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
$1,06/liter. Harga ini berdasarkan waktu
Maret 2013.
Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Electric Output
PLTU dengan PLTD tanpa kegiatan Transportasi
ke Pelabuhan
Perbandingan Rasio Output Listrik Antara
Hauling dengan Tanpa Hauling
Sebelumnya kita telah menghitung rasio
output litrik antara PLTU-PLTD yang
menggunakan perhitungan hauling, maka kita
dapat membandingkannya dengan rasio
output listrik tanpa proses hauling, yaitu
menempatkan pembangkit dengan asumsi
jarak 1 km dari lokasi penambangan.
Gambar 4.4. GrafikPerbandingan biaya produksi
berdasarkan batubara dengan bahan bakar
Emisi Karbon PLTU dan PLTD
Selain energi listrik yang dihasilkan, kita
perlu melihat emisi karbon yang dikeluarkan dari
masing-masing pembangkit listrik. Konversi CO2
untuk coal dan diesel berdasarkan data tabel yaitu
2457 kg/ton untuk batubara dan2,639 kg/liter
untuk diesel.
Tabel 4.11. Emisi Karbon yang dihasilkan dari
PLTU dengan PLTD
Conversion CO2 (kg)
Lokasi Tambang Tanjung Gambar 4.6. Grafik Perbandingan Electric Output
PLTU dengan PLTD yang menggunakan proses
hauling dengan tanpa kegiatan Transportasi ke
Pelabuhan
Perbandingan Ekonomi Batu Bara dengan
Bahan Bakar
Untuk dapat menentukan hasil perbandingan
harga acuan batubara dengan harga bahan
bakar diesel dari total batubara dan diesel.
Harga acuan batubara yang memiliki nilai
kalori 5000 kcal/kg ($65,63/ton), 6000
kcal/kg
($82,87/ton),
6700
kcal/kg
($96,13/ton), dan 4500 kcal/kg ($52,11/ton).
Sedangkan harga bahan bakar solar untuk
kegiatan
mining
wilayah
Kalimantan
Coal
(2383/ton)
Diesel
(2,6676/litre)
TOTAL (kg)
4.507.366.500 31.589.885 4.538.956.385 Tambang Damai 195.294.645 1.530.620 196.825.265 Singlurus 245.700.000 1.715.350 247.415.350 Sakayan 599.412.447 1.299.702 600.712.149 V.
PENUTUP
5.1. KESIMPULAN
Dari hasil data yang telah diperhitungkan dengan
batasan-batasan tertentu, maka didapatkan
kesimpulan bahwa :
1.
Pada kegiatan penambangan dari empat
lokasi tersebut, daerah yang paling tinggi
penggunaan bahan bakar minyak adalah
site Singlurus dan daerah yang paling
hemat pengggunaan bahan bakar minyak
adalah site Sakayan.
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013
Rasio
perbandingan
energi
yang
dihasilkan terbesar yaitu pada site sekayan
dan rasio perbandingan energi terkecil
yaitu terdapat pada site Tanjung.
3. Jumlah emisi karbon yang dihasilkan pada
PLTU dan bahan bakar yang dikonversi
ke CO2 sangat tinggi khususnya daerah
penambang site Tanjung, namun wilayah
tersebut juga menghasilkan energi listrik
terbesar pula.
2.
5.2. SARAN
Untuk saran-saran dari hasil penelitian ini adalah :
1. Perlu
adanya penelitian lebih lanjut
mengenai optimasi penggunaan alat berat
penambangan batubara dan pembangkit
energi, baik PLTU maupun PLTD.
2. Perlu adanya penghematan energi,
khususnya pada hauling overburden dan
batubara yang menggunakan dumptruck
karena mengkonsumsi bahan bakar
terbesar dalam penambangan. Hal ini
dapat
menggunakan
sistem
kerja
konveyer.
3. Jika dilihat rasio perbandingan output
listrik yang semakin kecil, maka perlu
ketetapan kebijakkan dari pemerintah
bahwa rasio minimal hasil output listrik
sehingga tidak terjadi kerugian energi.
HS. Salim. (2007). Hukum Pertambangan di
Indonesia. Jakarta : PT. Raja Grafinda Persada.
International Energy Agency. (2004). Energy
Statistics Manual. France : IEA Publications.
International Energy Agency. (2012). Key World
Energy Statistics. France : IEA Publications.
Kadir, Abdul. (1996). Pembangkit Tenaga Listrik.
Jakarta : UI Press, Universitas Indonesia.
Keswani, H.B. (1979). Power Plant Engineering :
Standard Book House. Delhi : Rajinder Kumar
Jain.
Komatsu, Specification & Application Handbook
Edition 27 (2006), Japan : Komatsu.
Mitsubishi Research Institute Inc (2012),
Introduction of an ultra-supercritical coal-fired
power plant, Vietnam.
Rostiyanti , Susy Fatena. (2002). Alat Berat untuk
Proyek Konstruksi. Jakarta : Penerbit Rineka
Cipta.
Saleng, Abrar. Resiko-Resiko dalam Eksplorasi
dan Eksploitasi Pertambangan serta Perlindungan
Hukum terhadap Para Pihak. Artikel Utama Jurnal
Hukum Bisnis.
Sahoo , Lalit Kumar,
Performance of Dump
India : Department
Engineering, Indian
Bombay.
dkk. (Juni 2010). Energy
Trucks in Opencast Mine.
of Energy science and
Institute of Technology
DAFTAR PUSTAKA
Sugiarto, Prof. Bambang, M.Eng, (2012). Motor
Pembakaran Dalam. Depok : Departemen Teknik
Mesin Universitas Indonesia.
Anonim : Tim Penyusun (1998). Pemindahan
Tanah Mekanik. Malang : Institut Teknologi
Nasional Malang.
USAID. (2008). Indonesia Energy Assessment.
Washington : USAID From the America People.
ASME PTC PM. (2010). Performance Monitoring
Guidelines for Power Plants, America.
Tim Kajian Batubara Nasional. (2006). Statistik
Batubara Indonesia. Pusat Litbang Teknologi
Mineral dan Batubara.
BPPT. (2012). Outlook Energy Indonesia 2012.
Jakarta : Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi.
Defra (2011). Guidelines to Defra's GHG
conversion factors for company reporting, United
Kingdom.
Fritz Hellberg. (2010, Oktober).
Transport Solutions. FOKUS.
TransSolve
Analisa Ksetimbangan..., Abdul Khohar, FT UI, 2013