Ringkasan Eksekutif - Badan Litbang ESDM
advertisement
BUKU TAHUNAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL TAHUN 2013 Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral HASIL PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BADAN LITBANG ESDM I. PENINGKATAN KETAHANAN ENERGI A. Intensifikasi Energi 1. Pengembangan Metode dan Aplikasi Perangkat Lunak Seismik untuk Mendukung Eksplorasi dan Karakterisasi Reservoar Ketua Tim : Ir. Isnawati M.Si Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Teknologi Eksplorasi, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Email:[email protected] dan [email protected] Pengembangan metode dan aplikasi teknologi perangkat lunak seismik merupakan langkah yang dirancang untuk mengatasi permasalahan di eksplorasi dan karakterisasi reservoar. Tingginya resiko kegagalan dalam pemboran diawali dengan belum tepatnya memilih daerah-daerah yang memiliki potensi migas. Minimnya metode pengembangan seismik membuat ketidakpastian dalam menentukan daerah mana saja yang memiliki kandungan hidrokarbon dan kualitas data seismik kurang baik (resolusi rendah) sehingga fitur geologi dan anomali kandungan hidrokarbon tidak terlihat dengan jelas Metode pengembangan seismik diawali dengan pencarian parameter yang diturunkan dari besaran-besaran/atribut seismik baik dari atribut amplitude, waktu, frekuensi, fase, dan lain sebagainya. Setiap rekaman data seismik yang diterima di receiver membawa informasi mengenai keadaan bawah permukaan termasuk informasi adanya anomali kandungan hidrokarbon. Dari beberapa metode yang validitasnya cukup baik, maka dipilih beberapa atribut seismik yang dapat memberikan gambaran anomali kandungan hidrokarbon. Pada penelitian ini, beberapa metode digunakan untuk meningkatkan kualitas data seismik, mendeteksi adanya fluida, dan bagaimana memisahkan litologi dan fluida. Metode Inversi Filter-Q digunakan untuk meningkatkan resolusi seismik pada data seismik post-stack. Aplikasi metode ini digunakan pada data lapangan X dimana posisi reservoar yang dalam kualitas data seismiknya tidak memungkinkan untuk memberikan gambaran yang jelas posisi reservoar. Melalui beberapa tahapan, maka resolusinya dapat diperbaiki sehingga lapisan-lapisan yang tipis dapat terlihat (Gambar 2). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 2 Gambar 1. Workflow metode inversi filter-Q Gambar 2. Hasil inversi filter Q Metode Continuous Wavelet Transform (CWT) berperan dalam mendeteksi keberadaan hidrokarbon terutama dalam bentuk fase gas. Dengan adanya anomali frequency shadow yang dapat ditunjukkan pada saat metode ini diaplikasikan, maka dapat ditentukan frekuensi yang tepat untuk reservoar itu sendiri. Selain itu dilakukan juga kontrol di sumur untuk menentukan validitas anomali yang ditimbulkan pada saat analisis CWT. Hal ini penting karena adanya penentuan anomali kandungan hidrokarbon diluar sumur jika menggunakan data 3D. Aplikasi metode ini menggunakan data lapangan X dan data sumur dengan beberapa log Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 3 sumur. Reservoar batupasir berisi gas berada di kedalaman 3762 - 3776 meter, lalu dilakukan penentuan respon frekuensi yang diamati melalui panel 1D (frekuensi vs time). Hasilnya menunjukkan reservoar berada di frekuensi 14 Hz sehingga untuk melihat penyebarannya di luar sumur dilakukan pengamatan respon amplitude pada frekuensi 14 Hz. Amplitudo yang tinggi menunjukkan keberadaan hidrokarbon. Gambar 3. Penampang respon frekuensi 14 Hz Metode lainnya, yaitu metode Empirical Mode Decomposition (EMD) yang digunakan untuk memisahkan anomali yang disebabkan oleh efek kandungan hidrokarbon (gas) dan batubara. Aplikasi metode ini digunakan pada data lapangan Y (Gambar 4 kiri) dimana terlihat adanya dua bright spot. Bright spot yang pertama (posisi di lapisan atas) disebabkan oleh efek batubara dan pada lapisan di bawahnya disebabkan oleh gas. Data sumur Kreo-1 ( kanan) respon log Sw menunjukkan posisi litologi batubara berada di kedalaman sekitar 900 ms dan reservoar gas di kedalaman 1100 ms. Gambar 4. Penampang seismik yang menunjukkan lapisan batubara dan gas (kiri) dan Log Sw dari sumur Kreo-1 (kanan). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 4 Gambar 5. (a). Penampang seismik (b) Penampang IMF-1 (c) Penampang IMF-3. Untuk respon batubara, mode fungsinya terlihat amplitudo yang tinggi pada IMF-1 namun respon gasnya amplitudonya rendah. Setelah dilakukan penyelidikan, ternyata respon batubara dan gas akan saling berkebalikan pada posisi IMF-3, di mana respon batubara amplitudonya rendah, namun respon gas amplitudonya tinggi. Pada saat meninjau penyebaran batubara, maka data seismik yang ditinjau adalah pada posisi IMF-1 dan penyebaran gas yang ditinjau data seismik pada posisi IMF-3 (). Pada Gambar 9b, terlihat respon batubara di sekitar sumur dan posisi kemenerusannya, namun amplitudo akibat respon gas masih terlihat sehingga pada IMF-1. Respon gas yang benar - benar terlihat pada IMF-3, dimana amplitudo akibat batubara tidak terlihat (Gambar 9c). 2. Rancang Bangun dan Pengembangan Prototipe Rig CBM Ketua Tim : Ir. Panca Wahyudi M. Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Teknologi Eksploitasi, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Email : [email protected] dan [email protected] Potensi gas CBM Indonesia sangat besar yaitu 453,3 TCF(453109 cubic feet), yang tersebar pada 11 cekungan hydrocarbon. Dari sumber daya tersebut, cadangan CBM sebesar 112,47 TCF merupakan cadangan terbukti dan 57,60 TCF merupakan cadangan potensial. Dengan 54 Kontraktor CBM yang ada saat ini, maka prospek industri manufaktur rig ke depan sangat potensial. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 5 Pada tahun 2013 dalam programnya SKK MIGAS mencanangkan sebagai tahun pemboran dimana tidak kurang dari 412 sumur CBM akan dibor hingga tahun 2015. Mengacu data yang diberikan oleh APMI, yaitu jumlah rig konvensional sebanyak 348 buah dan telah berusia di atas 20 tahun, dirasa rig yang tersedia belum bisa Coalbed Methane (CBM) merupakan salah satu sumber daya alam strategis yang cukup potensial memasok kebutuhan energi nasional dalam rangka diversifikasi energi. Potensi CBM Indonesia berdasarkan hasil studi Advance Research International (ARI) dengan Ditjen Migas dan Bank Pembangunan Asia tahun 2003 diperkirakan sebesar 453 Tcf (453109 cubic feet), tersebar di 11 cekungan di pulau Sumatra, Kalimantan, Sulawesi, dan Jawa (Gambar 6). Potensi yang demikian besar telah menarik minat pelaku bisnis mengembangkan sumber energi baru ini. Sampai dengan Oktober 2012 telah ditandatangani 54 Wilayah Kerja (WK) CBM, meningkat pesat sejak pertama kali konsesi WK CBM ditawarkan pemerintah tahun 2008. Gambar 6. Sebaran potensi CBM Indonesia (ARII, 2003) Pada tahun 2013 dalam programnya SKK MIGAS mencanangkan sebagai tahun pemboran dimana tidak kurang dari 412 sumur CBM akan dibor hingga tahun 2015. Mengacu data yang diberikan oleh APMIhingga tahun 2013 hanya ada sekitar 348 buah dimana usia dari Rig yang ada rata-rata sudah diatas 20 tahun,dan rig yang tersedia belum bisa mencukupi untuk rencana program pemboran dari SKK MIGAS. Berdasarkan peluang dan tantangan seperti diuraikan di atas, Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral melalui LEMIGAS mengembangkan prototype rig CBM yang memenuhi standar internasional, relatif murah, handal, dan mudah operasionalnya dengan nilai tingkat kandungan lokal tinggi. Melalui kegiatan ini diharapkan dapat mendorong manufaktur rig CBM dalam negeri serta menunjang pengusahaan industri CBM yang mandiri, efisien, dan kompetitif dalam rangka memperkuat ketahanan energi dan mewujudkan kemandirian industri energi nasional. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 6 Tujuan kegiatan ini adalah membuat rancang bangun sebuah rig CBM yang handal dan ekonomis dan membuat prototype rig yang dapat dikomersialkan dan dimanfaatkan oleh industri CBM dan industri migas. Konsep yang diambil pada rancang bangun rig CBM adalah menggabungkan duabuah konsep antara rig konvensional migas dengan rig tambangberkapasitas 350 HP, dengan mengambil spesifikasi keunggulan dari masing-masing jenis rig tersebut diharapkan dapat membangun sebuah rig CBM yang murah, handal, ekonomis dan tangguh. Beberapa beberapa keunggulan yang ingin diambil seperti: a. Rig dapat memberikan kemampuan angkat yang cukup besar. b. Rig bisa memberikan beban tekan pada saat operasi pemboran/corring diluar berat rangkaian yang diberikan c. Rig bisa dioperasikan pada lahan yang terbatas d. Rig bisa dioperasikan dengan jumlah operator yang sedikit/efisien e. Rangkaian BOP bisa dipasang dibawah Rig f. Rig dapat dimobilisasi dengan cepat, baik pada medan yang berat atau berlumpur g. Mudah dan cepat dalam pelaksanaan Rig Up dan Rig Down-nya h. Biaya pengoperasian Rig harus bisa lebih murah Kegiatan ini direncanakan akan dikerjakan dalam kurun waktu 2 tahun yaitu: a. Tahun pertama (2013) melakukan rancang bangun sebuah Rig CBM yang meliputi: - Pembuatan dan Evaluasi Desain Rig CBM sesuai dengan konsep yang dinginkan Pembuatan Rancang Bangun Rig CBM, pelaksanaan pembuatan dan pabrikasi Rig CBM dilakukan di Warehouse Petrodrill Dauwan Jawa Barat Uji Coba Fungsi dan Load Test b. Tahun kedua (2014) untuk pelaksanaan uji coba pemboran di lapangan, optimalisasi desain diperlukan. Pelaksanaan rancang bangun Rig CBM dilakukan di warehouse Petrodrill Dauwan jawa Barat. Beberapa aktivitas kegiatan yang dilakukan meliputi pekerjaan menggambar ulang detail desain, konstruksi (pemotongan, penyetelan, dan pengelasan), penginstalan, Sand Blasting dan pengecatan. Gambar 7 menunjukkan Rig CBM yag telah berhasil dibuat. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 7 Gambar 7. Rig CBM LEMIGAS-Balitbang ESDM Komponen TKDN pada pembuatan prototipe rig CBM yang telah berhasil dibuat telah mencapai lebih dari 40%, meliputi beberapa bagian struktur Rig antara lain chasis, kabin, roda (unit carrier) dan sistem elektrik telah dibuat di dalam negeri, serta beberapa komponen pada mesin, hidrolik, dan menara (mast). Spesifikasi Rig CBM yang dibangun/Fabrikasi minimal adalah "Truck Mounted" 8 x 8 axle. Rig menggunakan 1 (satu) unit Engine dengan kapasitas 440 HP – 1800 rpm sebagai penggerak Truck & System Operasional Rig. Pada rig CBM telah dilakukan pengujian terhadap fungsi rig up maupun rig down, fungsi putar pada Top Drive, dan pengujian Jalan.Mesin Carterpilar C13 yang berfungsi sebagai penggerak truk dan penggerak sistem operasi hydraulic, terbukti cukup tangguh dengan pengujian jalan secara nonstop dan mampu menempuh jarak sejauh 70 km. Rig yang telah dibuat diharapkan dapat diujicoba pada skala lapangan dengan melakukan beberapa kelengkapan teknis seperti pengurusan SILO (Surat Ijin Layak Operasi) yang dikeluarkan oleh Ditjen Migas.Pada rig tersebut juga masih diperlukan kelengkapan tambahan seperti Loading Ram dan Substructure bila persyaratan penggunaan BOP (Blow Out Preventer) yang digunakan harus lengkap. 3. Optimalisasi Kinerja Pilot Plant Adsorber Mercury RemovalUntuk Gas Bumi Ketua Tim : Dra. Lisna Rosmayati M.Si Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Teknologi Gas, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Email:[email protected] dan [email protected] Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 8 Pada kegiatan sebelumnya di tahun 2012 telah dilakukan penelitian mengenai pembuatan atau rancang bangun adsorber mercury removal dan peningkatan potensi adsorben karbon aktif untuk menyerap uap merkuri dalam gas bumi tetapi kinerja dan parameter spesifikasi adsorbennya belum teruji dan belum diteliti. Untuk itu kegiatan penelitian di tahun 2013 yaitu Optimalisasi Kinerja Pilot Plant Adsorber Mercury Removal untuk gas bumi sangatlah penting sebagai aplikasi langsung di lapangan dalam mewujudkan usaha peningkatan kualitas gas bumi dan mengembangkan potensi gas bumi dalam mengurangi konsumsi bahan bakar minyak (BBM). Gambar 8. Adsorber mercury removal skala pilot Adsorben yang digunakan dalam penelitian adalah karbon (arang) yang berasal dari material tempurung kelapa yang diaktifkan melalui suatu proses aktivasi fisika dan kimia dengan prosedur kerja yang sudah mengalami uji coba secara laboratorium, sehingga menjadi adsorben karbon aktif yang dapat menyerap kandungan merkuri (Hg) dalam gas bumi dengan optimal. Aktivasi adsorben dalam kegiatan ini dilakukan dalam skala pilot, disesuaikan dengan kebutuhan dan ukuran dari adsorber penghilang merkuri. Aktivasi fisika dilakukan menggunakan reaktor dengan pemanasan hingga temperatur 600oC ditahan selama 1 jam, sedangkan aktivasi kimia dilakukan dengan cara impregnasi menggunakan aktivator ZnCl2 7%. Adsorben hasil aktivasi selanjutnya dikarakterisasi dengan uji SEM (Scanning Electron Microscope), bilangan iodin (iodine number) dan BET (Bett Elmer Teller). Hasil karakterisasi secara keseluruhan menunjukkan bahwa adsorben hasil aktivasi mampu menyerap Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 9 kandungan merkuri dalam gas bumi dan siap untuk digunakan dalam uji kinerja adsorber berskala pilot. Pengujian kinerja adsorbermercury removaldilakukan di GDS (Gas Demonstration System) plant di PPPTMGB “LEMIGAS” dengan kondisi pengujian tekanan aliran gas bumi 100 psi, temperatur udara 32oC dan laju alir gas bumi berkisar pada 4,6 liter/menit. Data yang diperoleh dalam pengujian optimalisasi kinerja adsorber penghilang merkuri bertujuan untuk menghitung seberapa besar penurunan tekanan dalam sistem (pressure drop), menghitung besarnya efisiensi penyerapan dari adsorben dan menghitung masa pakai ( life time) adsorben. Efisiensi penyerapan tergantung pada jenis adsorben (karbon aktif) dan akan mempengaruhi waktu tinggal merkuri serta besarnya penurunan tekanan (pressure drop) sistem. Sedangkan impregnant (ZnCl2) berpengaruh pada masa pakai (life time) dan waktu tinggal. Dari hasil uji pressure drop didapatkan bahwa ketika tanpa adsorben, terjadi penurunan tekanan sebesar 0,8001 psig/ft dan dengan adsorben terjadi penurunan tekanan sebesar 1,7526 psig/ft. Sementara karakteristik adsorben didalam silinder (adsorber) harus memilikipressuredrop maksimal 10 psig (Rules of Thumb for Chemical Engineers Carl Branan, 2002). Hasil uji menunjukkan bahwa pressure drop masih jauh di bawah 10 psig, sehingga adsorber dapat berfungsi memisahkan merkuri dengan baik. Konsentrasi merkuri dalam gas bumi di titik inlet adsorber dalam 30 menit pertama pengujian, terukur oleh Mercury Analyzer sekitar 6400 µg/m3. Setelah 30 menit, jumlah konsentrasi merkuri yang terukur mengalami penurunan hingga menit ke 94, yaitu sekitar 3500 µg/m3. Setelah menit ke 94, konsentrasi merkuri di inlet naik sedikit dan menurun kembali pada menit 130. Sedangkan konsentrasi merkuri dalam gas bumi di titik outlet adsorber dalam 30 menit pertama terukur sekitar 400 µg/m3, dan mengalami penurunan hingga menit 135. Pada menit 150, konsentrasi merkuri di outlet naik kembali dengan konsentrasi merkuri terukur 117 µg/m3 dan turun kembali di menit 180 an. Gambaran konsentrasi merkuri di inlet dan outlet adsorber selama pengujian kinerja berlangsung dapat dilihat pada grafik gambar di bawah. Dari hasil perhitungan kapasitas adsorpsi adsorben karbon aktif tempurung kelapa diketahui bahwa kapasitas penyerapan mercury dalam karbon aktif adalah 0,124 Kg-Hg/Kg-Carbon.Jadi untuk 1 kg adsorben karbon aktif tempurung kelapa yang telah diaktifasi, mampu menyerap merkuri dalam gas bumi sebesar 0,124 kg Hg. Kapasitas adsorpsi suatu adsorber sangat bergantung pada ukuran dimensi adsorbernya seperti tinggi, diameter adsorber dan laju alir gas bumi yang diuji. Untuk efisiensi penyerapan, diperoleh rata-rata efisiensi penyerapan karbon aktif tempurung kelapa terhadap merkuri dalam gas bumi di titik inlet dan outlet adsorber adalah 95,74 %. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 10 Gambar 9. Pelaksaan pengujian uji kenerja peralatan mercury removal 4. Pembuatan Membran Serat Berongga dan Uji Aplikasi Pemisahan CO2 Pada Gas Alam Lapangan Tekanan Rendah Ketua Tim : Dr. Adiwar Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Teknologi Proses, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Email:[email protected] dan [email protected] Maksud dari kegiatan adalah membuat membran serat berongga yang selektif untuk pemisahan gas CO2 dari gas alam lapangan gas tekanan rendah dan uji aplikasi lapangan. Tujuan kegiatan adalah penguasaan teknik pembuatan membran serat berongga dan penguasaan teknik pemisahan uji aplikasi lapangan terkait pemisahan CO2 dari gas alam pada lapangan gas tekanan rendah. Gambar 10. Unit Peralatan Pembuat Membran Serat Berongga Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 11 Telah dilakukan pembuatan membran serat berongga dengan menggunakan alat unit pembuat membran serat berongga. Unit peralatan ini terdiri dari serangkaian komponen berupa motor dan ulir penggerak piston, piston yang dilengkapi dengan seal, tabung fluida, filter, spinneret, bak koagulan dan rol penggulung. Membran serat berongga dibuat dari bahan dasar polimer celulosa asetat dan polietilena glikol yang dilarutkan dalam aseton tanpa ditambah dan atau ditambah formamida. Pengoperasian unit peralatan pembuat membran serat berongga, berhasil mengubah larutan polimer yang bersifat instantenuous demixing menjadi membran serat berongga dengan bentuk yang cukup baik seperti terlihat pada Gambar 11. Gambar 11. Membran serat berongga yang dihasilkandari komposisi yang bersifat instantenuous demixing. Namun peralatan tersebut tidak berhasil sama sekali mengubah larutan polimer yang bersifat delayed demixing menjadi membran serat berongga. Mekanisme perubahan fasa larutan polimer yang instantenuous demixing menghasilkan membran dengan permukaan aktif berpori, sedangkan mekanisme perubahan fasa larutan polimer yang delayed demixing menghasilkan membran dengan permukaan aktif yang padat/tidak berpori. Untuk mengatasinya, pada unit peralatan tersebut dilakukan penggantian pada sistem penggeraknya dari sistem motor dan ulir menjadi sistem penggerak pneumatik. Perubahan tersebut berhasil mengubah larutan polimer yang bersifat delayed demixing menjadi membran serat berongga dengan bentuk yang cukup baik. Pada peralatan tersebut dilakukan juga pengoperasian menggunakan spinneret terhadap larutan polimer yang bersifat delayed demixingdan hasilnya berupa membran serat berongga, tetapi bentuknyatidak konsisten bulat, kadang gepeng, kempot dan bentol dan injeksian larutan polimer yang keluar dari spinneret sering putus. Membran yang dihasilkan tidak melewatkan CH4namun dapat melewatkan CO2 dengan permeabilitas sekitar 100 sampai 1.000 Barrer. Membran yang dihasilkan dapat menahan tekanan operasi sekitar 40 sampai 60 psi. Perbaikan terhadap bentuk membran dan ketahanan tekan membran dilakukan dengan jalan mengubah diameter dan lebar celah larutan polimer spinneret. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 12 Gambar 12. Bentuk membran konsisten bulat yang tidak Gambar 13. Bentuk membran konsisten bulat yang relatif Terhadap membran serat berongga yang dibuat dilakukan uji selektifitas dan uji ketahanan tekan untuk mendapatkan membran yang bisa dipakai untuk uji aplikasi lapangan. Membran serat berongga yang diperoleh dikemas dalam bentuk elemen membranyang bersama elemen head membentuk modul membran. Sejumlah modul membran dipasangkan pada skid mountedhousing membentuk unit skid mounteduntuk uji aplikasi lapangan. Membran yang dihasilkan dari modifikasi tersebut tidak melewatkan CH4 dan dapat melewatkan CO2 dengan permeabilitas sekitar 10-8 sampai 10-7 cm3(STP).cm.cm-2.s-1.cmHg-1 atau sekitar 100 sampai 1000 Barrer. Membran yang dihasilkan dapat menahan tekanan operasi sampai 150 psi atau lebih. Untuk menjaga perubahan morfologi membran sehingga membran dapat disimpan dalam keadaan kering dan terekspos dalam kondisi ambien, maka terhadap membran tersebut dilakukan perendaman menggunakan kepolaran bertahap dengan isopropil alkohol dan heksana. Menurut Robeson (1991), unjuk kerja membran komersial untuk pemisahan CO2 dan CH4 pada gas lapangan memiliki selektifitas aktual sekitar 8 – 20 dengan permeabilitas CO2 sekitar 50 – 120 Barrer. Kemungkinan besar tipikal unjuk kerja membran komersial untuk pemisahan CO2 dan CH4 pada gas lapangan pada saat ini sudah jauh lebih meningkat. Merujuk pada apa yang dikemukakan oleh Robeson tersebut, membran yang dihasilkan dalam penelitian ini sangat potensial untuk diaplikasikan dalam pemisahan CO2 dan CH4 pada gas lapangan walaupun data yang dipunyai pada saat ini masih terbatas pada selektivitas ideal dan permeabilitas gas murni, belum terhadap gas campuran. 5. Pengembangan Peta Potensi Energi Terbarukan Indonesia Tim : Marlina Pandin dan Hari Soekarno Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Terbarukan, Puslitbangtek KEBTKE Email : [email protected],[email protected]. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 Energi Baru 13 Melalui Peraturan Presiden No. 5 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional,Pemerintah menetapkan target pangsa energi baru terbarukan sebesar 17% pada tahun 2025. Saat ini, target pangsa energi baru terbarukan dalam bauran energi nasional menjadi lebih tinggi, yaitu sebesar 25% pada tahun 2025, atau dikenal dengan “Visi Energi 25/25”. Visi Energi 25/25 menekankan kepada 2 (dua) hal penting, yaitu upaya konservasi energi di sisi pemanfaatan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi nasional, dan upaya diversifikasi energi di sisi penyediaan dengan mengutamakan energi baru terbarukan.Pada tahun 2013, Puslitbangtek KEBTKE melaksanakan kegiatan Pengembangan Peta Potensi Energi Terbarukan Indonesia yang merupakan tahun ke-3. Tujuan akhir kegiatan ini adalah tersedianya visualisasi data potensi energi baru terbarukan di Indonesia. Adapun potensi energi baruterbarukan tersebut, meliputi angin, surya, biomassa, dan mikrohidro. Pada tahun 2013 dilaksanakan Pengembangan aplikasi Peta Potensi EBT Indonesia berbasis GIS dan Web;pengolahan dan pengintegrasian data hasil kegiatan Studi Potensi Energi Angin;pengembangan Model Peta Kecepatan Angin melalui downscalling hingga diperoleh resolusi yang lebih tinggi (Downscallingke resolusi 27x27 km);pengembangan model peta potensi energi mikrohidro pulau Sumatera;pembuatan Peta potensi Biomassa: melengkapi dengan sektor kehutanan dan mengembangkan hingga level Kecamatan;pengembanganmodel peta RadiasiSuryaIndonesia resolusi 27x27 km; verifikasi data potensi energi surya di lokasi-lokasi prospek melalui pengambilan data sekunder dan pengukuran lapangan, perhitungan, modeling data dan analisis hasil. Kegiatan yang berhasil dilaksanakan sebagai berikut: a. Peta Potensi Angin Pembuatan peta kecepatan angin rata-rata dimulai tahun 2008 pada ketinggian 10 m di atas permukaan tanah untuk wilayah Indonesia dengan melakukan proses downscaling menggunakan perangkat lunak WRF. Peta yang dihasilkan memiliki grid27 km, time sampling6 jam. Validasi telah dilakukan dengan menggunakan data hasil pengukuran lapangan yang telah dilakukan P3TKEBTKE di Sukabumi pada tahun 2008. • Peta kecepatan angin Indonesia resolusi 27x27 km menampilkan kecepatan angin rata-rata tahunan di Indonesia dalam bentuk gradasi warna hijau hingga merah (rendah ke tinggi) dengan nilai antara 1,1 - 7,8 m/detik (Gambar 14). • Kecepatan angin terendah yaitu 1,1 - 3,6 m/detik (warna hijau) terdapat di dataran pulau-pulau besar yaitu Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Papua. • Kecepatan angin 3,6 - 5,4 m/detik (warna kuning dan oranye) tersebar di sebagian pulau Jawa dan Laut Jawa, serta di wilayah Nusa Tenggara; • Kecepatan angin tertinggi 5,4-7,8 m/detik (warna merah) terdapat di pesisir selatan pulau Jawa, sebagian Laut Jawa, sebelah selatan Wilayah Nusa Tenggaradan Laut Banda (Maluku Tenggara); Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 14 • Pengembangan energi angin di Indonesia dapat difokuskan di wilayah-wilayah yang memiliki kecepatan angin cukup baik yaitu sebelah selatan pulau Jawa, Nusa Tenggara dan Maluku Tenggara. Gambar 14. Kecepatan Angin Rata-rata Tahun 2008 Resolusi 27x27km b. Peta Potensi Energi Surya Dengan metode yang sama, dilakukan downscaling untuk radiasi global surya pada permukaan horizontal di wilayah Indonesia untuk tahun 2008, sehingga diperoleh petaradiasi global resolusi 27x27 km (Gambar 15). Gambar 15. Radiasi Global Surya Tahun 2008 Resolusi 27x27km. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 15 • Peta intensitas radiasi surya Indonesia resolusi 27x27 km menunjukkan radiasi surya rata-rata tahunan di Indonesia dalam bentuk gradasi warna hijau hingga merah (rendah ke tinggi) dengan nilai bervariasi antara 100-290 Watt/m2; • Peta ini menunjukkan seberapa besar energi yang mampu dihasilkan oleh suatu alat konversi energi surya seperti panel PV dan kolektor surya pelat datar apabila dipasang pada permukaan horizontal di lokasi dimana sistem tenaga surya akan dipasang; • Berdasarkan informasi dari peta tersebut, potensi energi surya terbesar di Indonesia terdapat di wilayah selatan Indonesia bagian timur seperti NTT, flores, maluku barat daya dan sekitarnya (warna merah). c. Peta Potensi Energi Biomassa Pengembangan peta potensi energi biomassa pada tahun 2013 difokuskan pada sektor kehutanan. Seperti halnya dari sektor pertanian, biomassa untuk energi dari sektor kehutanan hanya memanfaatkan limbah hasil hutan mengingat produk utamanya ditujukan untuk pemanfaatan yang lain seperti kertas, furniture, dan lain sebagainya.Pemetaan limbah hasil hutan ini dimaksudkan agar dapat diketahui sebaran dan kuantitasnya, sehingga dapat dilakukan perencanaan yang tepat dalam pemanfaatannya.Setelah memetakan jumlah limbah hutan produksi, selanjutnya limbah tersebut dikonversi menjadi potensi energi listrik. Menurut Lembaga Penelitian Hasil Hutan yang berkedudukan di Bogor, hasil hutan jenis kayu menghasilkan limbah sebesar 3 m3/ha/tahun. Dengan berat 1 m3 limbah adalah 0,18 ton dan kalori yang dikandung setiap ton limbah adalah 3992,6 kalori serta 1 ton kalori setara dengan 1,1628 KWh, maka untuk setiap 1 ha hutan produksi kayu per tahun dihasilkan limbah yang setara dengan 2,5 KWh listrik. • Peta potensi energi biomassa menyajikan estimasi potensi energi biomassa dari limbah pertanian, perkebunan, dan kehutanan pada level kabupaten di seluruh Indonesia; • Dari peta ini terlihat total potensi energi dari limbah biomassa Indonesia adalah 35,6 GW yang disumbangkan oleh limbah masing-masing tanaman yaitu padi (19,1 GW); jagung (3,47 GW); Singkong (2,3 GW); Kelapa Sawit (0,81 GW); Kelapa Dalam (0,82), dan Hutan Produksi ( 8,8 GW); • Potensi limbah biomassa terbesar berada di Pulau Jawa yang berasal dari limbah tanaman padi, sementara untuk limbah hutan produksi terdapat di pulau Kalimantan. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 16 Hasil pengembangan peta potensi energi biomassa dari limbah pertanian dan kehutanan untuk seluruh Indonesia disajikan per provinsi (dalam Gambar 16hanya Provinsi NAD saja yang ditampilkan): Gambar 16. Peta Cetak Potensi Energi Biomassa dari Limbah Pertanian dan Kehutanan Provinsi NAD d. Model Peta Potensi Mikrohidro: Pengembangan peta potensi mikrohidro dilaksanakandi wilayah provinsi Lampung. Gambar 17. pada tahun anggaran Peta Cetak Potensi Mikrohidro Provinsi Lampung. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 17 2013 Metodologi yang diterapkan dalam pengembangan peta potensi mikrohidro provinsi Lampung, kemudian juga digunakan dalam pengembangan peta potensi mikrohidro di provinsi lainnya di Pulau Sumatera mencakup: 1. Provinsi Nangroe Aceh Darussalam (Aceh); 2. Provinsi Sumatera Utara; 3. Provinsi Sumatera Barat; 4. Provinsi Riau; 5. Provinsi Sumatera Selatan; 6. Provinsi Jambi; 7. Provinsi Bengkulu. Hasil dari kegiatan pengembangan potensi mikrohidro ini adalah: • Model peta potensi mikrohidro pulau Sumatera menunjukkan bahwa di pulau Sumatera terdapat potensi mikrohidro yang cukup besar bervariasi antara 0-50 kW, 50-100 kW, dan 100-500 kW; • Model ini tidak dikembangkan untuk Provinsi Bangka Belitung dan Provinsi Kepulauan Riau. Hal ini mengingat kedua provinsi ini terdiri dari pulau-pulau yang relatif kecil dengan kontur yang cukup datar, sehingga potensi mikrohidro sangat terbatas; • Model ini tidak terbatas hanya untuk potensi mikrohidro (5kW-1MW), namun dapat digunakan untuk memodelkan potensi hingga 1-5MW (minihidro). Hasil sementara menunjukkan pulau Sumatera juga sangat potensial untuk Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro. 6. Studi Potensi Energi Angin Tim : Dian Galuh Cendrawati dan Syaiful Nasution Kelompok Energi Baru Terbarukan, Puslitbangtek KEBTKE Email:[email protected], [email protected] Tujuan kegiatan adalahmelakukan studi potensi energi angin yang komprehensif, agar tersedia informasi yang cukup sebagai bahan untuk melakukan studi kelayakan PLT Angin yang komersial.Metodologi Studi Potensi Energi Angin adalah pengumpulan data sekunder untuk angin, terrain dan lingkungan, serta pengumpulan data primer profil kecepatan angin. Pada tahun 2013, telah terpasang empat belas menara ukur kecepatan angin, yaitu di lokasi Tahuna dan Pulau Lembeh (Sulawesi Utara), Probolingg (Jawa Timur), Pulo Panjang (Banten), serta Serdang Bedagai (Sumatera Utara). Sementara lokasi menara ukur kecepatan angin hasil kerja sama dengan PERTAMINA berada di Lampung Barat (Lampung), Tanah Laut (Kalimantan Selatan) dan Pandeglang(Banten). Selain itu, terdapat juga lokasi menara ukur yang baru terpasang, yaitu di Bogor (Jawa Barat), Pulau Sabu (Nusa Tenggara Timur) dan Pulau Moa (Maluku). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 18 a. Pada menara ukur di Tahuna, Sulawesi Utara tidak dilakukan perbaikan dan dilakukan analisis data yang bisa terkumpul dan pra studi kelayakan. Kecepatan rata-rata angin dari bulan 21 April 2012 hingga 13 Januari 2013 adalah 3,99 m/s pada ketinggian 50 m, dan arah angin dominan adalah dari arah utara (Gambar 18). Gambar 18. Data pengukuran angin menara Tahuna. b. Pada menara ukur di Pulau Lembeh, Sulawesi Utara kecepatan rata-rata angin dari bulan 11 April 2012 hingga 23 Januari 2014 adalah 4,55 m/s pada ketinggian 30 m; 5,25 m/s pada ketinggian 50 m dengan arah angin dominan adalah dari arah tenggara. c. Pada menara ukur di Probolinggo, Jawa Timur telah berakhir waktu pengukuran kecepatan angin dan akan dilakukan analisis data yang bisa terkumpul dan pra studi kelayakan. Kecepatan rata-rata angin dari bulan Juni hingga Desember 2013 adalah 2,13 m/s pada ketinggian 20m; 4,03 m/s pada ketinggian 30 m; 5,81 m/s pada ketinggian 50 m dengan arah angin dominan adalah dari arah selatan (Gambar 19). Gambar 19. Data pengukuran angin menara Probolinggo d. Pada menaradi Pulo Panjang, Bantendilakukan perbaikan, kecepatan angin terukur pada awal bulan Juni 2013 sampai dengan Desember 2013 adalah 1,71 Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 19 m/s pada ketinggian 20m; 2,02 m/s pada ketinggian 30 m; 2,16 m/s pada ketinggian 50 m dengan arah angin dominan adalah dari arah barat daya (Gambar 20). Gambar 20. Data pengukuran angin menara Pulau Panjang e. Pada menara ukur di Serdang Bedagai, Sumatera Utara, waktu pengukuran kecepatan angin telah berakhir dan sudah dilakukan presentasi serta penyerahan hasil penelitian ke pemerintah daerah setempat dalam hal ini diwakili oleh instansi BAPEDA Serdang Bedagai. Kecepatan angin rata-rata (nilai tengah distribusi kecepatan) diDesa Sentang, Kecamatan Teluk Mengkudu sebesar 2,57 m/s; 3,15 m/s dan 3,25 m/s masing-masing berturut-turut pada ketinggian 20 m, 30 m dan 50 m dengan arah dominan dari barat daya. f. Pada tahun 2013 juga dilakukan pengontrolan terhadap kondisi menara ukur kecepatan angin yang telah terpasang di beberapa lokasi dan ternyata mengalami kerusakan, yaitu menara ukur kecepatan angin di Lampung Barat (roboh, akhir Desember 2012), Tahuna (patah stek menara, Januari 2013), Pulo Panjang (patah stek menara, Januari 2013).Untuk lokasi menara Lampung Barat telah dilakukan pertemuan dengan PERTAMINA dan disepakati bahwa akan dilakukan relokasi yang akan didiskusikan lebih lanjut penempatan lokasi terbarunya.Kerusakan tersebut menyebabkan data dari menara ukur hasil kerjasama dengan PERTAMINA belum dapat dianalisis sesuai dengan jadwal agenda kerjasama. g. Pada tahun 2013 telah beroperasi menara ukur kecepatan angin di Jonggol, Jawa Barat dan Pulau Sabu, Nusa Tenggara Timur. Kecepatan rata-rata untuk lokasi menara di Jonggol dari bulan 29 Nopember hingga 30 Desember 2013 adalah 2,29 m/s pada ketinggian 20m; 2,43 m/s pada ketinggian 30 m; 2,65 m/s pada ketinggian 50 m dengan arah angin dominan adalah dari arah utara.Kecepatan rata-rata untuk lokasi menara di Sabu dari 25 hingga 30 Desember 2013 adalah 3,33 m/s pada ketinggian 20m; 3,75 m/s pada ketinggian 30 m; 3,96 m/s pada ketinggian 50 m dengan arah angin dominan adalah dari arah utara. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 20 7. Studi Potensi Panas Bumi Untuk Catu Daya Smelter Mangan di NTT Tim : Benny Facius Dictus dan Hari Soekarno Kelompok Energi Baru Terbarukan, Email:[email protected] Puslitbangtek KEBTKE, Kebutuhan akan energi, khususnya energi listrik, makin berkembang menjadi bagian tak terpisahkan dari kebutuhan hidup masyarakat seiring dengan pesatnya peningkatan pembangunan di bidang teknologi, industri dan informasi. Pengembangan dan pemanfaatan energi terbarukan di NTT perlu didorong mengingat terdapat potensi energi panas bumi sebesar ±29 GWe, kapasitas terpasang ±1,2GWe dan ±276 lokasi yang tersebar di wilayah nusantara (Badan Geologi, 2010),dan untuk wilayah Nusa Tenggara (NTT) potensi sebesar ± 1.0GWe. Tujuan kegiatan adalahtersedianya identifikasi setiap jenis potensi sumber daya energi terbarukan secara lengkap di setiap wilayah khususnya di NTT.Pengumpulan data skunder diperoleh dari beberapa instansi, antara lain Pusat Sumber Daya Geologi, PT PLN cabang Nusa Tenggara Timur, Puslitbangtek Mineral dan Batubara, dan Dinas Pertambangan dan Energi Nusa Tenggara Timur. Dari data tersebut dilakukan analisis potensi panas bumi, pemetaan potensi tambang mangan, pemetaan sistem Transmisi Jaringan dan distribusi ketenagalistrikan, penentuan letak industri smelter. Hasil yang didapat, antara lain kebutuhan terbesar listrik di NTT adalah Kupang (37%). Pertumbuhan permintaan listrik di NTT sekitar 11% per tahun. Potensi energi panas bumi yang dapat dikembangkan saat ini untuk pulau Flores, yaitu dari lapangan Sukoria, Mataloko, Ulumbu dan Wai Pesidengan total kapasitas ± 210 MW. Data mineral mangan sebagian besar tersebar di Kabupaten Manggarai, dengan status cadangan dan terbukti sebesar 248,000 ton di lokasi Satamani, desa Satarpunda dengan kadar Mangan 38%.Berdasarkan potensi tersebut, maka dapat dikembangkan smelter kapasitas 10.000 ton ingot mangan per tahun selama 25 tahun. Penentuan letak smelter berdasarkan, transportasi ingot mangan melalui laut, dekat dengan jaringan excisting. Sehingga terpilih lokasi di Kecamatan Lambaleda, namun masih memerlukan pembangunan pelabuhan dan penambahan jaringan listrik tegangan 70 kVA sepanjang 20 km. Gambar 21 memperlihatkan roadmap sistem ketenagalistrikan Kepulauan Flores. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 21 Gambar 21. Roadmap interkoneksi transmisi 70 KV. Perkiraan investasi yang dibutuhkan, meliputi: Tabel 1. Perkiraan kebutuhan investasi No Investasi 1. Pembangkit listrik panas bumi Ulumbu dan Mataloko 2. Smelter kapasitas 10.000 ton/tahun 3. Jaringan, 70 kVA, sepanjang 20 km 4. Pelabuhan kapasitas 5.000DWT Total Biaya (Rp) 1.870.000.000.000 458.000.000.000 10.404.000.000 8.727.725.000 2.347.131.275.000 8. Penelitian Potensi Energi Arus Laut Sebagai Energi Baru Terbarukan Di Perairan Raja Ampat, Papua Barat Tim : Mira Yosi, Nazar Nurdin, Erni Herawati, Beben Rachmat, Mario Dwi Saputra, Evie H. Sudjono, Hananto Kurnio, Rina Zuraida Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Sumber Daya Geologi Kelautan, Puslitbang Geologi Kelautan Email: [email protected] Saat ini Indonesia masih mengandalkan sumber daya energi fosil yang merupakan sumber energi tak terbarukan, yaitu: minyak, gas dan batu bara. Secara nasional, pertumbuhan kebutuhan energi meningkat dengan cepat mencapai 8,5% pertahun. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 22 Menurut data Dirjen Ketenagalistrikan hingga akhir 2013, tingkat rasio elektrifikasi di seluruh wilayah Indonesia mencapai 79,3%. Tingkat elektrifikasi terendah berada di Papua hingga 35%. Rendahnya rasio elektrifikasi di daerah Papuadisebabkan permasalahan infrastruktur dan belum maksimalnya pemanfaatan potensi sumber energi terbarukan. Sebagai Negara maritim, Indonesia menyimpan potensi energi baru terbarukan yang besar, salah satunya adalah sumber energi dari arus laut. Salah satu prioritas penguasaan, pengembangan, dan penerapan iptek dalam Buku Putih Iptek 20052025 adalah penciptaan dan pemanfaatan energi baru dan terbarukan. Lokasi daerah penelitian adalah Selat Mensuar, Kecamatan Meos Mansar, Kabupaten Raja Ampat, Provinsi Papua Barat. Koordinat lokasi penelitian adalah:130°30’4” – 130°41’19.19” BT0°30’24” – 0°36’45” LS. Kabupaten Raja Ampat memiliki 610 pulau, empat diantaranya adalah pulau-pulau besar, yaitu: Pulau Misool, Salawati, Batanta, dan Waigeo. 0° 16' 37" LS Peta Indeks P. WAIGEO P. GAM P. BATANTA P. SALAWATI 1° 4' 56' LS 130° 21' 18'' BT 131° 29' 29'' BT Lokasi Penelitian Gambar 22. Lokasi Kegiatan Penelitian Potensi Energi Arus Laut Sebagai Energi Baru Terbarukan di Perairan Raja Ampat, Papua Barat Tujuan penelitian adalah mengetahui potensi energi setempat khususnya sumber energi terbarukan (arus laut) di daerah yang belum berkembang, daerah terpencil, dan daerah pedesaan serta mengetahui karakteristik fisik air laut dan dasar laut yang dapat digunakan untuk menentukan jenis turbin yang cocok untuk daerah tersebut. Pengamatan pasang surut dilakukan di depan Dermaga Desa Sawinggrai. Tipe pasut di selat Mansuar ini adalah tipe semidiurnal dengan arah arus saat pasang ke timur dan pada saat surut berbalik arah ke barat. Kecepatan arus maksimum selama pengukuran adalah 1.793 m/detik (spring tide) yang berjarak sekitar 100 m dari pantai. Morfologi dasar laut Selat Mansuar relatif terjal dengan kedalaman maksimum 98,22 m dengan perairan di bagian Barat selat terbagi menjadi dua alur dengan kehadiran dua tinggian yang tertutup karang. Kedua tinggian tersebut secara umum Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 23 membentukarah Barat–Timur.Hasil pengukuran batimetri dan pengamatan langsung di lapangan menunjukkan bahwa batimetri di selatan P. Gam, pantai di utara P. Mansuar dan tinggian di bagian barat selat umumnya cukup landai hingga kedalaman 3 m untuk kemudian berubah terjal (sudut lereng sekitar 70°) hingga kedalaman 1520 m dan membentuk dataran sempit sebelum berubah lagi menjadi tebing terjal ke arah bawah. Tinggian ini kemudian ditutupi oleh berbagai jenis koral. P. Gam Gambar 23. P. Mansuar Morfologi kedalaman dasar laut Selat Mansuar Pengukuran arus dilakukan pada dua lokasi, yaitu di Desa Sawinggrai (kedalaman 26 m) dan Desa Kapisawar (kedalaman 26 m)menggunakan alat pengukur arus akuistik agronaut frequensi 750 khz dan ADCP 300khz untuk pengukuran arus secara transek. (a) Gambar 24. (b) Alat pengukur arus yang di deploy di permukaan dasar laut (a) dan pengukuran secaratransek (b). Kecepatan arus yang diperoleh selama pengukuran di lokasi Desa Sawinggrai dengan jarak tidak lebih dari 100 m dari garis pantai berkisar 0,04–1,793 m/dtk dengan arah dominan relatif ke timur- barat. Sedangkan kecepatan arus di Desa Kapisawar selama pengukuran berkisar 0,001 – 1,697 m/detik dengan arah dominan Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 24 relatif berarah tenggara – barat laut. Turbin yang efektif untuk diterapkan di Selat Mansuar ini adalah jenis turbin yang bekerja pada arus yang tidak terlalu kencang (contoh: turbin jenis Gorlov dengan cut in speed 0,5 m/detik). Perubahan pasang surut berpengaruh terhadap besarnya rapat daya yang dihasilkan di Selat Mansuar ini . Hal ini dikarenakan arus laut yang merupakan sumber dari rapat daya sangat dipengaruhi oleh kondisi pasang surut. Selain kondisi pasang surut, kedalaman atau morfologi dari perairan mempengaruhi besarnya rapat daya. Besar total rapat daya untuk satu unit turbin pada saat kondisi spring tidedapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3. Tabel 2. Rapat Daya di Lokasi Sawinggrai PERHITUNGAN RAPAT DAYA – SAWINGGRAI SATU UNIT TURBIN Nominal Power 2954.16 W/m2 2.954 kW/m2 Rapat daya dalam 1 hari 8373.06 Wh/m2 8.37 kWh/m2 Rapat daya dalam 14 hari 58366.08 Wh/m2 58.37 kWh/m2 Rapat daya dalam 1 bulan 125070.17 Wh/m2 125.07 kWh/m2 Tabel 3. Rapat Daya di Lokasi Kapisawar PERHITUNGAN RAPAT DAYA – KAPISAWAR SATU UNIT TURBIN Nominal Power 2504.61 W/m2 2.505 kW/m2 Rapat daya dalam 1 hari 5335.99 Wh/m2 5.34 kWh/m2 Rapat daya dalam 10 hari 18352.66 Wh/m2 18.35 kWh/m2 Rapat daya dalam 1 bulan 55057.99 Wh/m2 55.06 kWh/m2 Sedimen pantai dan dasar laut daerah penelitian sebagian besar terdiri atas sedimen yang berasal dari organisme yang hidup di daerah tersebut (bioklastik) dan juga dari batuan penyusun Pulau Gam dan Mansuar. Berdasarkan ukuran besar butir, sedimen pantai dan dasar laut daerah penelitian terdiri atas pasir kerikilan, pasir sedikit kerikilan dan pasir. Pasir sedikit kerikilan hanya dijumpai di satu pocket beach yang berdekatan dengan singkapan batugamping di P. Mansuar. Pasir kerikilan umumnya dijumpai pada reef flat dan reef front, sedangkan pasir umumnya dijumpai pada fore reef. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 25 R4-2013-13 20 P. GAM 40 30 30 50 30 50 80 80 R4-2013-12A Sawinggrai gS 30 50 30 30 30 40 20 60 30 10 20 R4-2013-20 50 40 40 20 40 30 20 80 60 30 90 70 40 20 30 30 30 60 50 R4-2013-02 30 60 30 20 80 50 20 30 10 20 R4-2013-18 40 50 40 80 gS 40 20 Y enwaupor R4-2013-1140 S Kapisawar 20 10 60 S 30 R4-2013-14 R4-2013-09 R4-2013-10 A R4-2013-19 SELAT M ANSUAR -0° 30' 24" 130° 41' 19.19 -0° 30' 24" 130° 30' 4" 20 30 40 40 30 10 30 20 40 30 30 20 40 50 10 P. Kri R4-2013-08 10 30 60 30 P. Arborek R4-2013-15 SELAT M ANSUAR 30 10 70 80 10 40 30 30 10 gS 20 20 40 30 20 80 20 40 80 80 70 80 80 10 20 10 50 20 30 40 10 R4-2013-05 10 10 50 R4-2013-04A 2040 30 10 70 30 20 10 40 R4-2013-03 Sauwandarek S0R4-2013-01 60 10 10 10 (g)S R4-2013-16 S 20 Kurkapa Meos Mansar 10 R4-2013-17 10 10 10 30 20 40 310 2 gS 60 70 80 20 40 50 10 30 50 SELAT DAMPIER 40 -0° 36' 45" -0° 36' 45" P. MANSUAR 130° 41' 19.19" 130° 30' 4" PETA INDEKS 130° 0' 28" LEGENDA : 0° 5' 4" 0° 5' 4" 131° 20' 53" Weigeo S (g)S gS KEMENTERIAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN GEOLOGI KELAUTAN : Pasir : Pasir Sedikit Kerikilan : Pasir Kerikilan 0 2 PETA SEBARAN SEDIMEN PERMUKAAN DASAR LAUT DI PERAIRAN SELAT MANSUAR, PAPUA BARAT 4 KM Penyusun -0° 52' 55" -0° 52' 55" : Batuan 130° 0' 28" KETERANGAN : : Kontur batimetri interval 5 meter 131° 20' 53" Lokasi penelitian : Ibukota Kabupaten/Kecamatan R4-2013-17 : Lokasi Pengambilan Sampel Ir. Hananto Kurnio, M. Sc. dan Dr. Ir. Rina Zuraida Pengamat Navigator Digambar oleh Hartana Diperiksa oleh Disyahkan oleh Dr. Susilo Hadi Gambar 11 Peta sebaran sedimen permukaan dasar laut Selat Mansuar Hasil analisis besar butir yang digabungkan dengan hasil pengamatan megaskopis terhadap contoh sedimen yang diambil dari Selat Mansuar menunjukkan bahwa sedimen permukaan dasar laut daerah penelitian berukuran pasir hingga kerikil dengan penyusun utama (> 50%) berupa material karbonat bioklastik yang terdiri atas fragmen koral, fragmen dan cangkang moluska dan foraminifera. Fragmen litik berupa batuan karbonat, mineral gelap dari batuan sebelumnya, serta material organik merupakan penyusun yang hadir dalam jumlah sedikit. Pengukuran in situ juga dilakukan secara berkala, pada 2 lokasi yaitu di Desa Sawinggrai (Pulau Gam) dan di Pulau Mansuar. Temperatur tercatat bevariasi antara 25 – 30,4 ˚C. Nilai salinitas tercatat antara 27-28,9 ‰, relatif lebih rendah daripada nilai salinitas air laut pada umumnya (30-33 ‰), hal ini dikarenakan lokasi pengambilan data dilakukan dekat dengan daratan dan pemukiman penduduk sehingga kualitas air laut di lokasi pengukuran dipengaruhi oleh kegiatan manusia. Oksigen terlarut pada lokasi pengukuran berkisar antara 8 – 15.5 mg/L. Nilai DO pada lokasi pengukuran masih memenuhi baku mutu air laut untuk wisata bahari dan biota laut dengan nilai diatas 5 mg/L.Turbiditas (kekeruhan) yang tercatat pada setiap pengukuran menunjukkan nilai 0 NTU, sehingga dapat disimpulkan bahwa perairan ini sangat jernih dan tidak terdapat partikel tersuspensi di dalamnya. Pengamatan karakteristik pantai dilakukan dengan cara pengamatan sesaat (snapshot) baik dari atas maupun bawah muka laut. Berdasarkan jenis materialnya, maka pantai di daerah penelitian terdiri atas pantai dengan batuan keras dan bertebing yang dijumpai di hampir seluruh daerah penelitian, baik di selatan P. Gam Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 26 maupun di utara P. Mansuar. Jenis pantai lainnya, yaitu pantai dengan sedimen lunak yang mudah larut yang umumnya dijumpai sebagai pocket beach dengan lebar tidak lebih dari 30 m dan berakhir di tekuk lereng yang tersusun oleh batugamping (Gambar 25) . 130° 41' 19.19 -0° 30' 24" -0° 30' 24" 130° 30' 4" P. GAM SELAT M ANSUAR P. MANSUAR SELAT DAMPIER -0° 36' 45" -0° 36' 45" 130° 41' 19.19" 130° 30' 4" PETA INDEKS 130° 0' 28" KETERANGAN : 0° 5' 4" 0° 5' 4" 131° 20' 53" : Pantai berbakau : Pantai berpasir Weigeo KEMENTERIAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN GEOLOGI KELAUTAN : Pantai bertebing : Pantai berbatu : Endapan Aluvial (resistensi rendah) 0 2 PETA KARAKTERISTIK PANTAI DI PERAIRAN SELAT MANSUAR, PAPUA BARAT 4 KM Penyusun -0° 52' 55" -0° 52' 55" : Batuan karbonat (dengan atau/tanpa natch) resistensi tinggi :Tanggul Pantai : Relief rendah 130° 0' 28" Lokasi penelitian 131° 20' 53" : Relief sedang : Perkampungan Gambar 25. Dr. Ir. Rina Zuraida Pengamat Navigator Digambar oleh Hartana, ST Diperiksa oleh Disyahkan oleh Dr. Ir. Susilohadi Karakteristik Pantai Selat Mansuar Berdasarkan hasil pengukuran temperatur udara selama 15 hari menunjukkan bahwa temperatur udara di sekitar Pulau Gam berkisar antara 23,8oC – 30,7oC. kelembaban udara di lokasi penelitian berkisar antara 67-97 %. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa tekanan udara di lokasi penelitian berkisar antara 1013,31006,3 mbar. Kecepatan angin maksimum selama pengukuran adalah 32,2 knots, yang berarah dari Barat Daya. Kecepatan terbesar berada pada kelas di bawah 10 knot, yaitu sebesar 93,3%, selanjutnya kelas 10-17 knot sebesar 6,3% (Gambar 26). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 27 NORTH 25% 20% 15% 10% 5% WEST EAST WIND SPEED (Knots) >= 34 Resultant Vector 20 deg - 28% 28 - 34 SOUTH 22 - 28 17 - 22 10 - 17 0 - 10 Calms: 0.00% Gambar 26. Diagram Angin Selat Mansuar (15 hari pengamatan). Daerah yang berpotensi untuk penempatan turbin arus laut ini adalah di bagian Barat Laut Selat Mansuar, yaitu di depan Desa Sawinggrai dan Kapisawar. B. Diversifikasi Energi 1. Studi Pemanfaatan Campuran LPG dan DME untuk Kendaraan Bermotor Ketua Tim : Reza Sukaraharja ST.MT Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Aplikasi Produk, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Email:[email protected]; dan [email protected] Penggunaan LPG sebagai bahan bakar sepeda motor merupakan suatu alternatif yang harus ditempuh dalam mengantisipasi tingginya pemakaian bahan bakar untuk sepeda motor yang signifikan dengan bertambahnya jumlah sepeda motor. Uji unjuk kerja di jalan raya sepeda motor berbahan bakar LPG merupakan lanjutan dari kajian sebelumnya, yaitu rancangan peralatan konversi LPG dalam rangka peningkatan kinerja sepeda motor. Dengan peralatan konversi original ternyata menghasilkan turunnya kinerja sepeda motor berupa daya yang didapat lebih kecil dan emisi HC cukup besar. Untuk meningkatkan kinerja, maka dilakukan modifikasi pada regulator serta perancangan mixer dan ignition timing (penisbahan waktu penyalaan) yang optimal, kinerja sepeda motor berbahan bakar LPG menjadi setara/mendekati dengan kinerja sepeda motor berbahan bakar bensin 88. Modifikasi terhadap peralatan konversi tersebut Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 28 diaplikasikan dalam uji prestasi di jalan raya bagi sepeda motor. Kinerja sepeda motor tersebut kemudian dibandingkan dan dianalisis dengan kinerja sepeda motor berbahan bakar bensin 88. Uji kinerja mesin kendaraan berbahan bakar Bensin 88, LGV (Liquied Gas for Vehicle), dan LGV mix DME (Dimethyl Ether)dilakukan pada chassis dynamometer dengan parameter yang diuji daya maksimum, torsi maksimum, emisi gas buang, konsumsi bahan bakar dan akselerasi. Gambar 27. Setting peralatan konversi, uji chassis dynamometer, dan uji jalan/road testsepeda motor LPG Hasil pengujian terhadap torsi yang dihasilkan oleh kendaraan berbahan bakar campuran LGV-DME(DME 0%, DME 5%, DME 10%, DME 15% dan DME 20%), pada bahan bakar LGV memberi efek rata-rata masing-masing lebih rendah 2,43%, 4,91%, 5,23%, 5,31% dan 3,07%dibandingkan dengan bensin 88. Mengingat daya lebih mencerminkan kepada pencapaian kecepatan maksimum dan torsi mencerminkan akselerasi, maka hal ini berarti bahwa driveability pada penggunaan campuran DME sampai dengan 20% dalam LGV akan sama dengan pada penggunaan bensin 88 maupun LGV. Dengan demikian tidak akan diperlukan perubahan drive-habits dari pengemudi. Namun pada rpm 2000 sampai dengan 3500 terjadi perubahan yang cukup signifikan, dikarenakan pada rentang putaran mesin terjadi campuran miskin yang berarti kurangnya pasokan bahan bakar bila menggunakan bahan bakar LGV maupun campuran LGV-DME. Kondisi ini dapat diminimalisir dengan melakukan setting kendaraan dengan menambahkan bahan bakar pada rentang putaran mesin tersebut. Pengujian juga dilakukan pada emisi gas buang, yaitu CO dan HC. Emisi CO yang dikeluarkan oleh kendaraan berbahan bakar kendaraan memiliki kecenderungan berkurang dengan penambahan komposisi DME dalam LGV.Sedangkan emisi HC yang dihasilkan memiliki kecenderungan menurun dengan semakin meningkatnya kecepatan dan meningkatnya komposisi DME dalam LGV. Oleh karena itu pembakaran yang dihasilkan bahan bakar campuran LGV-DME lebih baik sehingga menghasilkan kadar HC rata-rata lebih rendah daripada kendaraan yang berbahan Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 29 bakar bensin 88 dan LGV. Rendahnya kadar HC menunjukan bahwa bahan bakar yang masuk ke ruang bakar lebih banyak yang terbakar. Penurunan emisi CO ratarata 92,42% dibandingkan dengan bensin 88 dan penurunan kadar emisi HC sebesar rata-rata 21,23% dibandingkan dengan bensin 88. Pada komposisi DME 0%, DME 5%, DME 10%, DME 15% dan DME 20%, memberikan efek rata-rata kadar emisi CO2 yang lebih rendah dibandingkan dengan bensin 88, yaitu masing-masing 5,02 %, 4,63%, 10,57 %, 12,61 %, dan 19,33 %. Pada penelitian ini dilakukan juga uji akselerasi untuk mengetahui daya tarikan kendaraan pada kondisi sentakan pedal gas penuh. Hasil pengukuran akselerasi memperlihatkan bahwa terjadi perlambatan akselerasi pada saat kendaraan menggunakan bahan bakar LGV, dan semakin lambat lagi bila komposisi DME diperbanyak didalam LGV. Perlambatan akselerasi yang terjadi tidak terlalu besar (rata-rata 1,23 detik) dan tidak terlalu dirasakan pada saat berkendera. Penambahan komposisi DME 5%, DME 10%, DME 15% dan DME 20% dalam LGV memberi efek penurunan terhadap daya akselerasi kendaraan dibandingkan dengan kendaraan berbahan bakar bensin 88 masing-masing sebesar 0,13 %, 4,71%, 0,09 %, dan 0 %. Untuk LGV sendiri terjadi besar kenaikan daya akselerasi sebesar 0,03 %. Tabel 4. Konsumsi bahan bakar uji jalan Bahan Bakar Jarak Tempuh (km) Konsumsi Bahan Bakar Km/L (%) Perubahan BENSIN 88 5.188 12.38 LGV 5.209 10.09 18 LGV mix DME 20 % 5.125 8.70 30 Hasil uji konsumsi bahan bakar pada uji jalan menunjukkan bahwa ketika menggunakan bahan bakar LGV terjadi penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 18% dibanding bensin 88, sedangkan jika menggunakan campuran LGV dan DME 20% terjadi penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 30% dibanding bensin 88 (Tabel 4). Hasil penilaian pengukuran perubahan berat dan volume pada uji perendaman komponen non metal saluran bahan bakar yang terdiri dari komponen non metal seperti regulator, pelampung, selang, filter dan intake memenuhi batas minimal perubahan berat dan volume. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 30 Gambar 28. Pengujian chassis dynamometerdan Uji Jalan kendaraan dengan bahan bakar LGV dan LGV mix DME Untuk mendapatkan hasil yang lebih komprehensif terhadap pemanfaatan bahan bakar campuran LGV-DME untuk sektor tranportasi perlu dilakukan penelitian lebih lanjutkhususnya tentang kajian ekonomi yang lebih mendalam dan lebih komprehensif dari hulu sampai hilir yang menyangkut tentang LGV dan DME. 2. Penelitian dan Pengembangan Energi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTAngin) Kapasitas Menengah Tim : Nanda Avianto Wicaksono, Hari Soekarno, dan Harun Al Rasyid Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Energi Baru Terbarukan, Puslitbangtek KEBTKE Email: [email protected],[email protected], [email protected]. Kegiatan ini dilandasi oleh berbagai kebijakan seperti kebijakan energi nasional sebagaimana tertuang dalam Perpres No. 5 Tahun 2006 yang menargetkan 5% kontribusi energi baru terbarukan dalam bauran energi nasional tahun 2025 sebagai acuan pengembangan energi terbarukan di Indonesia, UU No. 18 Tahun 2002 tentang Sistem Nasional Penelitian, Pengembangan, dan Penerapan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, dan Undang-undang No. 30 tahun 2008 tentang Energi khususnya pemanfaatan energi setempat. Salah satu langkah strategis untuk mengembangkan dan meningkatkan peran energi baru dan terbarukan adalah dengan meningkatkan kegiatan studi dan penelitian yang berkaitan dengan pembuatan "prototipe" yang sesuai dengan spesifikasi dasar dan standar rekayasa, memasyarakatkan pemanfaatan energi baru dan terbarukan sekaligus mengadakan analisis dan evaluasi lebih mendalam tentang kelayakan operasi sistem yang memanfaatkan energi baru dan terbarukan tersebut di lapangan melalui pembangunan beberapa proyek percontohan. Terkait dengan pengembangan energi baru terbarukan maka dilakukan penelitian dan pengembangan sistem PLTAngin kapasitas 100 kW hasil rancang bangun Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 31 teknologi lokal yang sesuai dengan karakteristik angin di Indonesia yang merupakan kegiatan multi-years dimulai sejak tahun 2009. Secara umum, kegiatan pada tahun 2013 ditujukan untuk menghubungkan sistem elektrikal PLTAngin dengan Jaringan Tegangan Menengah PLN, pemeliharaan sistem, peralatan, dan menara yang dibutuhkan, modifikasi elektrikal dan mekanikal terkait dengan sistem yaw, dan persiapan uji performa sistem untuk menentukan nilai setting pada aktuator. Sedangkan tujuan khususnya adalah menyusun Human Machine Interface (HMI) PLTAngin dengan memanfaatkan arsitektur SCADA. Hasil yang diperoleh pada kegiatan ini adalah: a. Koneksi sistem elektrikal PLTAngin dengan Jaringan Tegangan Menengah (JTM) PLN dilakukan menggunakanTrafo 105kVA telah terlaksana. b. Pemeliharaan sistem, peralatan, dan menara telah dilaksanakan, yaitu berupa penyambungan power meter PLN (setelah trafo PLN) ke rumah/ruang kontrol, pemindahan/pengaturan layout panel kontrol di rumah/ruang kontrol untuk menghindari perusakan oleh pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab, penambahan sistem kontrol di rumah/ruang panel yang merupakan bagian dari Sistem/Peralatan Pengujian berupa Human Machine Interface(HMI) PLTAngin yang terintegrasi dan berarsitektur SCADA (Gambar 29 dan Gambar 30). Gambar 29. Posisi instalasi trafo hasil penyambungan PLN terhadap tower menara PLT Angin, dan rumah/ruang kontrol setelah kabel diatur kembali. Gambar 30. Hasil perapian cabling di nacelle Tagging Kabel Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 32 c. Modifikasi elektrikal dan mekanikal terkait dengan sistem yawjuga dilakukan secara keseluruhan sehingga sistem yaw tidak gagal (zero fault) karena merupakan prasyarat mutlak yang harus dipenuhi sebelum PLTAngin dioperasikan (Gambar 31). Pekerjaan dimaksud meliputi pengencangan baut-baut pada dudukan bilah, penghubung nacelle-yaw dan menara serta pekerjaan pemeliharaan hidrolik brake system dengan memperbaiki pressure and flow variable valvehingga tekanan di caliper yang mendorong disk brake mencapai maksimal (100 bar). Gambar 31. Modifikasi mekanikal dan elektrikal sistem yaw d. Pekerjaan instalasi sistem/peralatan pengujian berupa Human Machine Interface (HMI) PLTAngin yang terintegrasi dan berarsitektur SCADA meliputi pekerjaanSistem kontrol di nacelle, Sistem kontrol di ruang kontrol, dan system Human Machine Interface (HMI) PLT Angin yang terintegrasi dan berarsitektur SCADA.Hasil pengujian menunjukkan sistem/peralatan yang diinstal mampu membaca sensor-sensor, kemudian mengolahnya dengan menggunakan algoritma tertentu, dan kemudian hasil pengolahan tersebut digunakan untuk menentukan nilai setting pada aktuator. 3. Kegiatan Sistem Gasifikasi Biomassa Untuk Pembakaran Keramik Tim : Aminuddin, Errie Kusriadi, dan Bono Pranoto Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Energi Baru Terbarukan, Puslitbangtek KEBTKE Email:[email protected], [email protected], [email protected] Kegiatan ini dilandasi oleh kebijakan energi nasional sebagaimana tertuang dalam Perpres No. 5 Tahun 2006 menargetkan 5% kontribusi energi baru terbarukan dalam bauran energi nasional tahun 2025 sebagai acuan pengembangan energi terbarukan di Indonesia, UU No. 18 Tahun 2002 tentang Sistem Nasional Penelitian, Pengembangan, dan Penerapan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, dan Instruksi Presiden Republik Indonesia Nomor 1 Tahun 2006 tanggal 25 Januari 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai BahanBakarLain. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 33 Energi biomassa dapat diubah menjadi bentuk lain. Teknologi konversi energi biomassa yang paling cepat dan memungkinkan untuk mencapai target bauran energi nasional yang ditetapkan pemerintah adalah konversi thermal melalui jalur pirolisis, gasifikasi, dan pembakaran. Gasifikasi lebih unggul dibandingkan kedua teknologi lainnya karena menghasilkan produk yang dapat digunakan pada berbagai aplikasi. Kegiatan penelitian dan pengembangan teknologi gasifikasi biomassa telah dimulai di P3TKEBTKE sejak tahun 2007. Hasil kegiatan yang telah dilakukan dipaparkan pada Tabel 5 dan perkembangan kegiatan tersebut dari tahun ke tahun. Tabel 5. Hasil kegiatan penelitian gasifikasi biomassa Tahun Judul Kegiatan Hasil Kegiatan 2007 Pengembangan Produk Gasifikasi Biomassa sebagai Bahan Bakar Industri dan Sel Tunam Unit gasifier biomassa sistem fixed bed kapasitas 100 kg/jam 2008 Pengembangan Produk Gasifikasi Biomassa sebagai Bahan Bakar Industri Unit oven pengering keramik 2009 Pengembangan Produk Gasifikasi Biomassa sebagai Bahan Bakar Industri Instalasi perpipaan dan kelistrikan Pengujianperalatan 2010 Pengembangan Gasifikasi Biomassa untuk Gas Sintetis Pengujianoperasionalgasifier pembakaran keramik 2011 Pengembangan Gasifikasi Biomassa untuk Gas Sintetis Perbaikan dan trouble shooting unit gasifier fixed bed Desain sistem gasifikasi biomassa fluidized bed 2013 Sistem Gasifikasi Pembakaran Keramik Finalisasi pengoperasian biomassa sistem fixed bed CFD gasifikasi biomassa fluidized bed Biomassa untuk untuk gasifier sistem Tujuan kegiatan adalah terlaksananya pengoperasian sistem gasifikasi biomassa unggun diam di Plered, Purwakarta, dengan grate termodifikasi untuk pembakaran keramik selama 12 jam non-stop dan kajian terhadap distribusi panas dalam sistem gasifikasi biomassa dengan melakukan perhitungan CFD (Computational Fluid Dynamic).Pelaksanaan kegiatan dilakukan melalui desk study dan studi lapangan baik yang dilaksanakan dengan cara swakelola, maupun dengan bantuan pihak ketiga. Desk study meliputi studi literatur; diskusi dengan pakar/tenaga ahli, perhitungan dan analisis data sekunder dan primer, pembuatan model, dan simulasi model. Studi lapangan meliputi survei langsung ke lokasi gasifier yang telah ada di Indonesia, modifikasi peralatan dan percobaan gasifikasi di Plered (Purwakarta), dan studi banding. Pada tahun 2013 dilakukan perawatan atau perbaikan peralatan gasifikasi biomassa untuk menjaga kontinuitas kinerja peralatan, yang dilakukan pada dua periode. Pada periode pertama dilakukan penggantian blower yang memiliki kemampuan tekanan hisap dan kapasitas lebih tinggi, perbaikan tata letak dan urutan aliran proses, dan penggantian penjebak udara di bawah siklon. Perbaikan kedua meliputi modifikasi pembuangan abu, pembuangan sistem pengumpanan yang sudah tidak digunakan kembali, pembuatan pintu akses pada penyaring gas produk, Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 34 pembuatan tangga dan pagar pengaman, pembuatan saluran penampung dan penjebak abu di dasar gasifier, serta penambahan volume reaktor. Kendala pembuangan abu diatasi dengan membuat lubang dibawah gasifier, dengan melintang searah aliran proses di bagian tengah dasar reaktor. Dengan cara tersebut, abu hasil gasifikasi akan turun ke dasar reaktor dan masuk ke dalam lubang pembuangan. Kedalaman lubang dibuat miring dari 40 cm hingga 60 cm untuk mempermudah pengeluaran abu. Penampung abu dimodifikasi untuk menampung abu dalam jumlah besar agar reaksi gasifikasi dapat berjalan lebih lama atau bahkan kontinu tanpa hambatan penumpukan abu di dasar reaktor, dilengkapi dengan dua pintu yang berhadapan di bagian sisi tegak sebagai akses pengeluaran abu dalam keadaan darurat. Penampung abu perlu dilengkapi dengan penahan panas, terbuat dari bahan castable, yaitu semen tahan panas yang memiliki sifat menahan dan memantulkan panas, agar panas tidak hilang ke lingkungan dan dinding reaktor tidak memerah akibat suhu terlalu tinggi. Untuk memantau perilaku selama proses gasifikasi berlangsung dilakukan dengan metode pengukuran suhu reaksi. Cara ini lebih mudah diterapkan dan cepat mendapatkan hasil pengukuran sehingga dapat langsung dilakukan tindak lanjut apabila terjadi permasalahan, yaitu dengan menggunakan alat ukur berupa termokopel yang dipasang di dalam dan di luar dinding reaktor. Setelah dilakukan perbaikan dan modifikasi pada sistem gasifikasi dilanjutkan dengan melakukan pengujian. Percobaan pertama menemui kendala oleh abu yang tidak dapat turun ke penjebak abu di bawah gasifier. Percobaan dihentikan dengan mematikan blower. Pintu yang berada di bagian bawah gasifier dibuka dan digunakan untuk mengeluarkan abu serta material biomassa yang sebelumnya diumpankan ke reaktor. Dari hasil pengamatan diperoleh data bahwa abu tidak dapat masuk ke penjebak abu karena lubang grate yang dipasang didasar reaktor tertutup oleh arang batok. Percobaan kedua dilakukan dengan menghilangkan batok kelapa ketika penyalaan dan ketika operasi. Dijumpai kendala berupa pemanasan diluar kebiasaan dinding luar reaktor bagian tengah. Berdasarkan hasil diskusi dengan tim, diperoleh kesimpulan pemanasan disebabkan oleh bara biomassa dan nyala api dari dalam reaktor yang kontak langsung dengan dinding luar. Permasalahan tersebut ditanggulangi dengan pemasangan bata api pada sisi dalam dinding tersebut melingkar hingga setengah lingkaran reaktor. Percobaan ketiga dilakukan sesuai dengan prosedur yang dijalankan pada percobaan kedua. Sistem telah mampu menghasilkan gas dan telah dibakar dalam tungku keramik hingga suhu tungku maksimal 460oC. Permasalahan yang dihadapi adalah nyala api dari gas produk gasifikasi tidak stabil dan maksimal hanya bertahan empat jam. Hal ini disebabkan oleh abu sekam yang sudah terbakar tidak dapat turun akibat suhu reaksi terlalu tinggi, yaitu mencapai 1000oC, dan membuat abu saling terikat. Untuk mengatasi masalah tersebut, telah dibuat pengaduk dari pipa besi berdiameter 1,5 inci yang diisi dengan castable. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 35 Gambar 32. Reaktor gasifikasi setelah modifikasi Hasil pengujian berikutnya masih mengalami kegagalan karena pengaduk putus akibat tidak kuat menahan suhu reaksi yang terlalu tinggi. Selanjutnya, telah dibuat kembali pengaduk dari besi yang sama tetapi yang dilapisi castabel adalah bagian luarnya. Pengaduk kedua dapat digunakan dengan baik dan gasifier dapat dioperasikan secara kontinyu, tetapi kestabilan produk gas belum dapat diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Dari keseluruhan kegiatan yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa perbaikan peralatan sistem gasifikasi biomassa telah dilaksanakan dengan baik, dan gasifier telah mampu beroperasi secara kontinyu dengan bahan baku sekam padi meskipun belum mampu menghasilkan produk gas dengan kualitas stabil dan lama. 4. Penelitian dan Pengembangan Energi Laut Tim : Arfie Ikhsan Firmansyah dan Syaiful Nasution Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Energi Baru Terbarukan, Puslitbangtek KEBTKE Email : [email protected], [email protected]. Tujuan kegiatan adalah untuk melakukan inventarisasi potensi energi laut di Indonesia serta merancang optimasi teknologi konversi pembangkit listrik arus laut. Pelaksanaan kegiatan meliputi studi literatur; perhitungan dan analisis data Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 36 sekunder dan primer, konsultasi dan diskusi yang intensif dengan institusi terkait, serta studi lapangan yang meliputi survei langsung ke lokasi potensial untuk memperoleh data potensi (energi pasang surut dan arus laut) dan data pendukung lainnya. Pada tahun 2013, kegiatan ini difokuskan pada inventarisasi data potensi energi laut dan optimasi teknologi konversi arus laut. Inventarisasi data potensi dilakukan berkoordinasi dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (P3GL),meliputi Selat Toyapakeh (Nusa Penida, Bali), Selat Larantuka (Flores Timur, Nusa Tenggara Timur), Selat Pantar (Kabupaten Alor, NusaTenggara Timur), dan Selat Molo (Kabupaten Manggarai Barat, Nusa Tenggara Timur). Hasil pengukuran arus laut di Selat Toyapakeh menunjukkan kecepatan rata-rata 1,0303 m/s pada kedalaman 4 m, 1,1380 m/s pada kedalaman 6m, 1,2097 m/s pada kedalaman 8 m, dan 1,2786 m/s pada kedalaman 10 m. Sedangkan hasil pengukuran arus laut di Selat Larantuka menunjukkan kecepatan rata-rata 1,724 m/s pada kedalaman 3 m, 1,84 m/s pada kedalaman 5 m, 1,844 m/s pada kedalaman 7 m, dan 1,79 m/s pada kedalaman 9 m. Hasil pengukuran arus laut di Selat Pantar menunjukkan kecepatan rata-rata 1,43 m/s pada kedalaman 4 m, 1,43 m/s pada kedalaman 6 m, 1,41 m/s pada kedalaman 8 m dan 1.08 m/s pada kedalaman 10 m. Hasil pengukuran sesaatkecepatan arus di Selat Molo adalah sebesar 1,5 m/s dengan kecepatan maksimal arus yang terukur pada saat pengukuran 3,8 m/s. Kontur Selat Molo yang curam dan bertebing serta banyaknya gua di dasar laut mengakibatkan sering terjadi pusaran sehingga tidak ada satu kapal pun yang melintas di selat ini. Secara teoritis, di daerah dengan kecepatan arus laut lebih besar dari 1 m/s dapat dikembangkan menjadi PLTArus laut. Berdasarkan teori ini, maka di Selat Toyapakeh mulai kedalaman 4 m, di Selat Larantuka mulai kedalaman 3 m, di Selat Pantar mulai kedalaman 4 m, dan sepanjang Selat Molo layak untuk dikembangkan menjadi pembangkit listrik arus laut. Peringkat daerah yang menjadi prioritas untuk pengembangan PLT Arus Laut berturut-turut, yaitu Selat Larantuka, Selat Toyapakeh, Selat Pantar, Selat Gam, Selat Boleng, kemudian Selat Molo (Gambar 33). (a) Selat Larantuka (b) Selat Toyapakeh Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 37 (c) Selat Pantar Gambar 33. (d) Selat Molo Beberapa lokasi inventarisasi data arus laut yang diambil untuk dinilai daerah yang paling potensi dipasang PLT Arus Laut. Optimasi teknologi konversi dilakukan dengan memperbaiki rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut (PLT-Arus Laut) yang telah ada (rancangan 2011) untuk mendapatkan performa turbin terbaik. PLT Arus Laut tersebut dirancang sedemikian rupa agar pada cut in speed 0,3 m/s sudah dapat menghasilkan tenaga listrik. Perbaikan rancangan PLT Arus Laut dilakukan dengan mengubah profil sayap NACA 0020 menjadi NACA 0016 dan mengubah twist pada turbin konversi arus laut. Profil sayap NACA 0016 dipilih karena paling optimal digunakan sebagai bilah turbin (blade) pada turbin pembangkit listrik energi arus laut. Material yang cocok untuk bagian badan turbin adalah komposit karbon/epoxy dengan densitas 1620 kg/m3dan memiliki modulus 143 GPa serta kekuatan tarik (tensile strength) 2240 MPa. Sedangkan material yang cocok untuk poros/shaft turbin adalah alumunium alloys 5052-H38, Rod (SS). Sudut serang lift maksimum NACA 0016 pada kondisi operasional adalah 18°. Pada penelitian, dilakukan juga simulasi CFD (Computational Fluid Dynamic) dengan arus fluktuatif dan statik. Pada arus fluktuatif dihasilkan nilai torsi yang cenderung lebih besar dibandingkan dengan arus statik pada kecepatan putar turbin dan kecepatan maksimum yang sama. Perbedaan hasil simulasi CFD pada arus statik dengan arus fluktuatif tidak terpaut jauh, yaitu sekitar 5,12%. Artinya, simulasi CFD pada arus statik dapat menggantikan simulasi CFD pada arus fluktuatif untuk kasus serupa sebagai suatu bentuk penyederhanaan penyelesaian kasus. Biaya investasi dan pengoperasian PLT-Arus Laut lebih tinggi dibanding jenis pembangkit lainnya, yaitu mencapai 0,53-0,79 USD/KWh. Nilai tersebutdapat dijadikan pertimbangan untuk mengembangkan PLT Arus Laut menjadi skala komersial. 5. Penelitian dan Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Tim : Didi Sukaryadi dan Guntur Tri Setiadanu KelompokPelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Puslitbangtek KEBTKE Email : [email protected], [email protected]. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 Ketenagalistrikan, 38 Pembangkit listrik tenaga panas bumi siklus biner (PLTP biner) skala 50 kW yang dibangun pada Tahun 2012 memanfaatkan brine (air sisa fluida panas bumi) dari sumur di PAD-29 lapangan panas bumi Dieng. Reservoir di lapangan panas bumi Dieng memproduksi fluida fase dengan kandungan air cukup banyak. Fluida reservoir 2 fase ini dipisahkan di separator pada tekanan kerja di atas 10 bar dimana fase uap dialirkan untuk menggerakan turbin sedangkan fase air (brine) akan dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik dengan teknologi siklus biner. Tujuan kegiatan pada tahun 2013 adalah memasang pilot plant siklus biner di lokasi PAD-29 PLTP unit Dieng, mengembangkan sistem kontrol-proteksi, membungkus sistem pemipaan dengan rock wool sebagai bahan isolasi dan cladding serta mengembangkan jaringan listrik. Pemasangan Peralatan PLTP Siklus Biner di PAD 29 PLTP Dieng sudah dilaksanakandan Perjanjian Kerjasama (PKS) antara Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru, terbarukan dan Konservasi Energi dan PT.Geodipa Energi sudah ditandatangani oleh ke dua belah pihak pada tanggal 08 Juli 2013. Sedangkan MOU antara Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral dengan PT. Geodipa Energi sudah di tanda tangani pada tanggal 12 April 2013. Selain itu, Sertifikat Kelayakan Penggunaan Peralatan (SKKP) terhadap peralatan PLTP siklus biner juga sudah ditanda tangani oleh Direktur Jenderal Energi Baru terbarukan dan Konservasi energi pada tanggal 19 Agustus 2013 dan dinyatakan layak serta memenuhi persyaratan keamanan kerja sehingga dapat digunakan. Ijin Upaya Kelola Lingkungan dan Upaya Pemantauan Lapangan setelah berdiskusi dengan pihak Pemkab Banjarnegara dan PT. Geodipa Energi digantikan dengan Ijin Penelitian yang dikeluarkan oleh Bupati Banjarnegara, dan ijin ini sudah didapat untuk jangka waktu 5 (lima) tahun. Pada peralatan siklus bineryang telah terpasang di PAD-29, untuk mengurangi kehilangan panas berlebih di preheater, evaporator dan pipa-pipa, komponenkomponen ini dilapisi dengan rock wool sebagai isolasi (lihat Gambar 3) dan dilapisi aluminium untuk melindungi insulasi dari air agar tidak basah atau lembab. Sedangkan komponen kondenser dan pipa air pendingin dan pipa keluaran dari turbin dibiarkan terbuka tidak dilapisi dengan rockwool dan aluminium agar proses pendinginan fluida kerja maksimal, sehingga fluida kerja dapat cepat berubah dari fase uap menjadi fase cairan kembali. Uji kebocoran (vakum test) terhadap komponen mekanikal (preheater, evaporator, kondenser dan turbin) menunjukkan tidak ada kebocoran pada seal maupun sambungan-sabungannya. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 39 Gambar 34. Insulating dan Cladding Komponen Preheater, Evaporator dan Pemipaan. Agar PLTP siklus biner dapat berjalan dengan baik dan menghasilkan daya keluaran maksimal, maka pengontrolan perlu dilakukandengan cara mengatur jumlah fluida kerja yang masuk berdasarkan parameter-parameter tekanan dan temperatur. Sistem kontrol dan proteksi harus mampu merespon secara cepat dan akurat jika kondisi setting point dari tekanan dan temperatur fluida kerja, dan atau brine terlampaui sehingga kondisi yang tidak diinginkan bisa diantisipasi secara cepat sehingga peralatan dalam kondisi aman. Begitu pula jika ada beban balik dari PLN, sistem harus cepat memberikan respon untuk segera memutus hubungan dengan jaringan PLN dan memerintahkan valve dari heater ke turbin untuk menutup, valve ke kondenser membuka untuk segera mendinginkan fluida kerja untuk kemudian sistem akan totally shut down. Jika PLN padam sistem harus segera membuang listrik yang dihasilkan ke pemanas udara (air heater) sebagai ballast load. Sistem kontrol dan proteksi yang dikembangkan menggunakan sistem PLC (Programming Logic Controller) untuk menutup dan membuka 6 buah control valve sebagai penentu kondisi tekanan dan temperatur pada heat exchanger. Sedangkan sistemset point dan monitoring dilakukan dengan sistemHuman Machine Interface (HMI) berupa layar sentuh sehingga memudahkan saat mensetting parameterparameter baik tekanan, temperatur dan lainnya. Proportional Integral Derivative (PID) controllerjuga digunakan sebagai pengontrol besaran temperatur, tekanan dan memberi batasan maksimum serta minimum dari setting point. Ketika suhu dan tekanan media kerja melalui control valve dengan setting point minimum, maka control valve akan membuka secara proporsional dan kecepatan pembukaan bergantung dari nilai pertambahan (gain) yang disetting. Ketika nilai suhu dan tekanan melebihi batas setting point, maka control valve akan menutup. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 40 Gambar 35. Sistem Kontrol – Proteksi Siklus Biner Dieng Gambar 35 menunjukkan sistem kontrol proteksi yang sudah terpasang di lokasi. Pengujian dan penyesuaian setting point dengan kondisi riil lapangan akan dilakukan setelah PLTP Dieng beroperasi.Uji sistem kontrol terhadap respon masing-masing ke 6 electrical valve (MOV) menunjukkan pemograman berjalan dengan baik. Pengembangan jaringan transmisi listrik dilakukan untuk sarana pengujian kehandalan sistem kontrol dan proteksi PLTP siklus biner terhadap variasi atau fluktuasi beban. Hasil dari koordinasi dengan pihak PLN dan PT.Geodipa Energi untuk rencana penarikan jaringan listrik diketahui bahwa titik terakhir jaringan PLN berjarak kurang lebih 2 km dari tiang terakhir milik PLTP siklus biner yang saat ini sudah terpasang, sehingga ada kekurangan jaringan sepanjang kurang lebih 2 km. Hal ini disebabkan karena terjadi perpindahan lokasi pemasangan siklus biner dari yang semula direncanakan di PAD-28 atau PAD-7 yang berjarak kurang lebih 200 m dari tiang listrik PLN tegangan menengah 20 kV ke PAD-29 yang berjarak kurang lebih 2 km. Anggaran yang direncanakan di TA 2013 hanya sepanjang kurang lebih 100 – 200 m yang sekarang sudah terpasang trafo 20 kV dan jaringan terdekat adalah jaringan tegangan 15 kV milik PT. Geodipa Energi untuk keperluan penerangan di PAD sumur. Gambar 36. Jaringan Listrik yang Sudah Terpasang Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 41 6. Aplikasi Pemanfaatan Potensi dan Teknologi Energi Baru Terbarukan pada Sistem Smart Microgrid Tim : Rina Irawati, Andriyanto, dan Tweeda Augusta Fitarto Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Puslitbangtek KEBTKE Email : [email protected], [email protected] Ketenagalistrikan, Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik, saat ini terdapat beberapa wilayah terisolasi di Indonesia yang telah mengembangkan pembangkitan dan pendistribusian tenaga listrik sendiri, tidak terhubung langsung ke jaringan Grid PLN secara Nasional (Isolated System). Namun sistem ini belum dikembangkan secara optimal dan masih merupakan sistem yang sangat sederhana, dimana belum ada pengaturan baik di sisi pembangkit, jaringan, maupun di sisi beban. Sehingga pada sisi pembangkit, jika ada kelebihan daya maka harus dibuang ke ballast. Sementara itu beban yang posisinya jauh dari pembangkit tidak bisa terlistriki. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan sistem yang lebih baik, dimana sudah terdapat pengaturan di sisi pembangkit, penyimpanan, penyaluran maupun di sisi beban, yang disebut sistem Smart MicroGrids. Sistem MicroGrid didefinisikan sebagai suatu jaringan listrik skala kecil yang paling sedikit mempunyai satu sumber energi terdistribusi, sistem penyimpanan energi, sistem konversi energi, sistem kontrol, dan beban. Karakteristik utama dari sistem MicroGrid adalah tidak hanya beroperasi saat terkoneksi ke jaringan/grid utama (on-grid/grid connected), tapi dapat juga beroperasi saat tidak terkoneksi ke grid utama (off-grid/isolated/standalone/islanding). Beberapa keuntungan penggunaan sistem MicroGrid adalah dapat memanfaatkan sumber potensi energi terbarukan yang ada di lokasi sistem ini dibangun, tidak bergantung pada grid besar (PLN), dan dapat dikontrol oleh operator di lokasi tersebut ataupun di lokasi yang berbeda (remote area). Selain itu jika sistem MicroGrid juga terhubung ke grid besar, maka kelebihan energi yang dihasilkan bisa disalurkan ke jaringan, sehingga dapat meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan oleh grid. Distributed Generation yang dapat digunakan adalah PLTS, PLTB, atau Pembangkit Listrik dari energi terbarukan lainnya. Aplikasi Smart Microgrids dilakukan dalam model skala laboratorium, dan sebagai sumber pembangkit listrik dari energi terbarukan digunakan PLTS dan PLTA, sedang sebagai model untuk pembangkit listrik konvensional digunakan Diesel (Genset). Selain sumber pembangkit listrik juga digunakan beberapa peralatan pengukuran dan sistem kontrol, seperti sensor box, webbox, grid inverter, bidirectional inverter, switchbox, dan baterai. Tujuan kegiatan ini adalah melakukan pengujian sistem Smart Microgridsskala laboratorium berbasis energi terbarukan yang telah dibuat pada tahun 2012. Pada tahun 2013, target kegiatan adalah mengumpulkan data primer dan sekunder yang berkaitan dengan sistem Smart Microgids, melakukan studi literatur sehingga dapat mengetahui state of the art dari penelitian-penelitian terakhir yang berhubungan dengan konsep pembangkit Smart Microgrids, dan melakukan simulasi menggunakan software HOMER, VIPOR, MATLAB Simulink (Power Sim Model), dan ETAP. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 42 Selain itu, dilakukan juga uji kinerja terhadap pemodelan sistem pembangkit Smart Microgrids skala laboratorium yang telah dibangun. Uji kinerja sistem Smart MicroGrid dilakukan dengan mengukur kualitas daya dari sistem. Pengukuran dilakukan pada keluaran PV Inverter, keluaran Wind Inverter, keluaran Bi-Directional Inverter, dan daya yang masuk ke beban. Pada uji kenerja ini juga dilakukan pengukuran pada keluaran baterai. Sebagai target dari kualitas daya yang akan diukur dari sistem ini adalah sama seperti target kualitas daya yang ditetapkan oleh PT. PLN (persero). Uji kinerja sistem Smart MicroGrid skala laboratorium dilakukan pada dua kondisi mode operasi, yaitu Off-Grid dan On-Grid. Pada masing-masing mode operasi dilakukan pengujian yang sama, dengan beban yang sama juga. Pengujian melalui pengukuran terhadap radiasi matahari, tegangan, arus dan frekuensi pada keluaran Sunny Island SI5048 dan beban. Beban yang digunakan adalah 2 buah lampu pijar 100 W, LHE 8x23 Watt, LHE 6x20 Watt, LHE 8x11 Watt, dan dua buah kipas angin dengan daya masing-masing 75 Watt. Pada pengujian secara long-term ini dilakukan pengukuran pada keluaran bidirectional inverter, PVinverter, dan baterai. Namun pengukuran pada baterai belum bisa dilakukan karena alat pengukuran belum dilengkapi dengan modul komunikasi, sehingga data yang diukur tidak dapat diunggah. Gambar 37. Pengujian kinerja On-Grid dan Long Term sistem pada LaboratoriumSmart MicroGrid. Hasil uji pada On-Grid didapatkan bahwa pada umumnya kualitas daya berupa variasi tegangan dan frekuensi 50 Hz dan minimal 49 Hz masih berada dalam batasan yang ditetapkan, yaitu perubahan rata-rata (0,5 – 1 Hz). Variasi tegangan di sisi PV Inverter sedikit melebihibatas range yang ditargetkan dalam kualitas daya, yaitu -10% sampai 5% dari 220 Volt atau 198 Volt sampai 231 Volt. Pada pengujian Off-Grid didapatkan bahwa umumnya kualitas daya berupa variasi tegangan dan frekuensi melebihi batasan kualitas daya pada frekuensi 54,90Hz dan minimal 49,00Hz. Hal ini menunjukkan bahwa variasi frekuensi di sisi beban melebihi batas range yang ditargetkan, yaitu 0,5Hz sampai 1Hz dari 50Hz. Variasi tegangan adalah antara 10,7 Volt sampai -14,7 Volt, atau 4,86% sampai -6.68%. Hal ini menunjukkan bahwa variasi tegangan di sisi keluaran PV Inverter masih dalam batas range yang ditargetkan dalam kualitas daya yaitu -10% sampai 5% dari 220 Volt. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 43 Pada pengujian long-term didapatkan bahwa umumnya kualitas daya berupavariasi tegangan pada keluaran bidirectional inverter masih dalam batas yang ditetapkan, yaitu minimal -0,54% (standar -10%) dan maksimal 0,77% (standar 5%). Sedangkan untuk variasi frekuensi pada keluaran bidirectional inverter terdapat peningkatan frekuensi yang melebihi target yang telah ditetapkan dalam standar (0,5 - 1 Hz), yaitu maksimal 1,03 Hz. Pada pengujian Off-Grid terdapat beberapa kali terjadi kegagalan (system failure) dan peringatan (system warning), sehingga dibutuhkan optimalisasi dari model yang sudah dibuat. Perlu dilakukan penelitian dan analisis lebih lanjut untuk mode operasi Off-Grid, sehinggakinerja system saat Off-Grid bisa lebih baik. Pada pengujian ini belum diketahui kinerja sistem secara keseluruhan, terutama baterai karena keterbatasan alat ukur yang dimiliki. 7. Pemanfaatan Gas Metana Dari SanitaryLandfill TPA Sampah Untuk Bahan Bakar dan Pembangkit Listrik di Kabupaten Buleleng Tim : Faridha, Khalif Ahadi, dan Medhina Magdalena Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Teknoekonomi Konservasi dan Lingkungan, Puslitbangtek KEBTKE Email : [email protected], [email protected], dan [email protected] Gas metana yang diperoleh dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) pada umumnya dilepas ke udara. Agar tidak mencemari udara, gas metana dapat dimanfaatkan untuk bahan bakar pembangkit listrik. Sanitary landfill dapat disebut sebagai sebuah reaktor biokimia. Asupan utama pada reaktor ini adalah sampah dan air, dan keluaran utamanya adalah lindi dan gas landfill. Komponen utama gas landfill yang dihasilkan berupa gas metana (CH4) dan karbondioksida (CO2), dengan komposisi rata-rata berturut-turut 50% dan 40%. Selain kedua gas tersebut, pada gas landfill juga jenuh dengan uap air, dan terdapat sejumlah kecil senyawa non-metana dan senyawa volatile lainnya. Produksi gas metana di lahan TPA terjadi ketika bahanbahan organik membusuk pada kondisi anaerob. Lamanya pembentukan gas landfillbergantung pada bahan-bahan yang terkandung dalam sampah yang akan didekomposisi dalam proses pembentukan gas landfill. Dampak buruk emisi gas landfill dapat dikurangi dengan memanfaatkannya menjadi bahan bakar, sehingga dapat berkontribusi pada peningkatan ekonomi dan pembangunan berkelanjutan. Tujuan kegiatan pada tahun 2013 adalah melakukan modifikasi PLTG Landfill dengan re-engineering untuk peningkatan kapasitas dan menjaga kontinuitas suplai gas sanitary landfill. Kegiatan pemanfaatan gas metana untuk pembangkit listrik pada tahun 2013 dilakukan melalui beberapa langkah, yaitu :pengumpulan data sekunder (data curah hujan, temperatur, jumlah sampah dsb), perbaikan pemipaan air untuk shelter, pengukuran dan pengambilan sampel gas landfill, pengambilan sampel air lindi di IPAL A, perbaikan dan modifikasi pada Blok 2 dan cell, pengukuran kedalaman sumur gas di Blok 2, perancangan dan pembuatan jalur pipa gas baru dari Blok 3 dan Blok Existing, uji flaring gas, pembuatan sumur gas baru pada Blok 3, dan lainnya. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 44 Gambar 38. Persiapan Pengambilan Sampel Gas dan Air Lindi Pada Salah Satu Sumur di Blok 2 Dari hasil pengamatan, sortasi sampah yang dilakukan tenaga pemulung tidak maksimal karena sebelum sampah dipilah sempurna, telah datang sampah yang baru dan hanya sekitar 10-15% saja sampah anorganik yang diambil oleh pemulung. Dari hasil pengamatan dan pengukuran gas landfill pada Blok 2 di TPA Bengkala menunjukkan bahwa setiap sumur menghasilkan gas CH4 yang fluktuatif. Rata-rata konsentrasi CH4 adalah 40% – 46%, sedangkan CO2 antara 36-40%. Hasil pengukuran terhadap 8 sumur yang berdekatan pada Blok 3 menunjukkan komposisi gas metana yang berfluktuasi, namun terdapat 6 sumur dengan komposisi gas metana diatas 30%. Dari hasil pengukuran terhadap 8 sumur pada Blok Existing, terdapat 3 sumur yang sudah menghasilkan gas metana di atas 30%. Sementara dari hasil pengukuran seluruh cell belum menghasilkan gas, namun temperatur berkisar antara 50-75oC yang menunjukkan adanya aktivitas perombakan sampah. Rentang waktu flaring juga diamati sebagai ukuran ketersediaan gas landfill. Hasil pengamatan sumber gas yang berasal dari Blok 2, waktu flaring paling singkat adalah lima menit (bulan April) dan terlama delapan jam (bulan Mei). Pada bulan Juni lama waktu flaring rata-rata hanya satu jam. Pada bulan September dilakukan uji flaring pada gas yang diambil dari Blok 3. Uji flaring dilakukan hingga 12 jam. Dari hasil pengamatan, warna api terlihat kuning/jingga/kemerahan. Warna api dapat menjadi indikator pembakaran tidak sempurna karena campuran udara dan bahan bakar yang tidak ideal, atau terdapat material lain di dalam campuran bahan bakar. Pada bulan Oktober, api yang dihasilkan berwarna biru. Nilai pH lindi dari IPAL A adalah 8,28, yang berarti dapat mendukung aktivitas mikroorganisme metanaogen. Nilai Biological Oxygen Demand (BOD) dan Chemical Oxygen Demand (COD) yang relatif tinggi, berturut-turut sebesar 1.011 mg/L dan 4.000 mg/L. Hasil ini menunjukkan bahwa air lindi dari IPAL A dapat dimanfaatkan untuk resirkulasi. Hasil renumerasi mikroorganisme total menunjukkan jumlah 1,04 x 106 sel/ml. Walaupun hasil perhitungan tidak secara spesifik menunjukkan jumlah mikroorganisme metanaogenik, namun dengan jumlah tersebut dianggap dapat menambah jumlah bakteri perombak. Analisis terhadap nitrogen menunjukkan hasil, konsentrasi NH4 adalah 394,17 mg/L; NO3 sebesar 80,50 mg/L dan NO2 sebesar 5,55 Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 45 mg/L. Ketiga jenis nitrogen dapat menjadi sumber nitrogen bagi mikroorganisme, terutama dalam bentuk nitrat. Namun perlu diperhatikan, karena pada konsentrasi tinggi dapat bersifat toksik terhadap mikroorganisme metanaogen dan menyebabkan pembentukan metana terhambat. Status pembangunan pilot projectsaat ini telah dapat diujicobamenggunakan gas LPG dan berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, diharapkan dapat diujicoba dan selesai tepat waktu menggunakan gas sanitary landfill. Untuk menghindari peledakan gas metana, pada frekuensi waktu tertentu sebagian sumur-sumur gas dilepas kemudian ditutup kembali. Pedoman Lingkungan Kesehatan dan Keselamatan Kerja (LK3) telah selesai disusun dan sudah dilaksanakan. C. Konservasi Energi 1. Percontohan Konservasi Energi pada Penerangan Jalan Umum (PJU) di 6 Kota Tim : M Indra Al Irsyad, Sarimin Emo dan Abdul Rivai Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Teknoekonomi Konservasi dan Lingkungan, Puslitbangtek KEBTKE Email:[email protected], [email protected], [email protected] Kebutuhan listrik untuk penerangan jalan umum (PJU) rata-rata di tahun 2010 adalah 2,85% dari konsumsi listrik di tiap provinsi. Adanya PJU yang digunakan pada malam hari menambah beban puncak rata-rata sebesar 4,95% (Gambar 39). Pertumbuhan sistem ketenagalistrikan di Indonesia tidak mencukupi baik dari pembangkit listrik, transmisi maupun distribusi. Untuk itu, dibutuhkan langkah penghematan pemakaian energi listrik termasuk di PJU. 30% 25% % Konsumsi listrik PJU terhadap konsumsi listrik total % Beban PJU terhadap beban puncak 20% 15% 10% 5% 0% Gambar 39. Persentase konsumsi listrik dan kapasitas PJU di berbagai wilayah(Sumber : PLN Statistics 2010, 2011) Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 46 Badan Litbang ESDM memandang penghematan energi di PJU merupakan prioritas karena tidak hanya mengurangi beban puncak namun juga pelaksanaannya tidak butuh audit energi khusus sebelumnya sehingga dapat dilakukan relatif seragam untuk 127.054 sistem PJU yang ada di Indonesia (PLN, 2010). Terkait hal tersebut, pada 2012, Badan Litbang ESDM telah melakukan penyusunan pedoman penghematan energi di PJU, pemasangan percontohan sistem PJU pintar di Jl. Kebon Sirih, Jakarta Pusat dan pengukuran tingkat hemat energi pada lampu-lampu PJU yang beredar di Indonesia. Gambar 40. Sistem PJU Pintar yang Gambar 41. dipasang di jalan raya Rumah/ruang kontrol PJU Pintar Uji coba pemantauan konsumsi daya percontohan PJU pintar dapat dilakukan melalui akses website http://www.greendigitalcity.com/smartgrid/ dengan username: moeuser dan password: q7HcgdhSar. Username untuk otoritas pengendalian hanya dimiliki oleh P3TKEBTKE dan Dinas Perindustrian dan Energi. Pengelola dapat melihat pemakaian daya secara total dari pilihan yang diberikan pada tampilan ataupun melihat pemakaian daya di tiap lampu dengan memilih lampu yang diinginkan seperti pada Gambar 42. Sistem akan otomatis membandingkan pemakaian daya total dengan penjumlahan pemakaian daya di tiap lampu sehingga apabila nilainya berbeda maka sistem akan memberikan peringatan adanya pencurian listrik ke pengelola PJU. Peringatan tersebut bahkan akan langsung memberi tahu lokasi terjadinya pencurian listrik. Peringatan juga akan diberikan sistem kepada pengelola PJU secara otomatis apabila lampu mengalami kerusakan. Informasi pada peringatan tersebut sangat rinci hingga jenis kerusakan apakah itu lampu mati atau kerusakan lainnya sehingga teknisi akan siap dengan peralatan yang dibutuhkan sebelum berangkat ke lapangan. Hal ini berarti sistem akan menghemat biaya pemantauan PJU dan juga sekaligus meningkatkan respon pengelola PJU dalam mengatasi kerusakan. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 47 Gambar 42. Tampilan muka website pengunaan daya, analisis pemakaian dan kegagalan Tujuan kegiatan adalah memberikan percontohan teknologi PJU pintar yang dapat menghemat pemakaian energi di PJU. Manfaat dari kegiatan ini adalah menghemat energi di PJU sekaligus mendorong pemerintah daerah untuk melakukan penghematan energi di PJU.Kegiatan yang dilakukan meliputi studi literatur, perhitungan dan analisis data sekunder dan primer, konsultasi dan diskusi, survei langsung ke lokasi potensial untuk audit energi PJU dan memperoleh data pendukung lainnya, dan penyusunan laporan. Hasil dari kegiatan sebagai berikut: 1. Audit Energi PJU Kota Sleman Hasil audit di Pemerintah Kabupaten Sleman diperoleh data sebagai berikut: a. Dengan pemasangan 13.000 lampu PJU, konsumsi listrik 64 MWh/ hari. b. Tagihan listrik pada awal September 2013 (saat audit dilakukan) adalah sebesar Rp 1.843.318.692,-. c. Dilakukan estimasi jika dilakukan meterisasi, tagihan akan turun sebesar Rp 889.366.430,-, jika menggunakan lampu hemat energi, tagihan akan turun menjadi Rp 471.364.208,-, sedangkan jika menggunakan Lampu Balast serta PJU Pintar tagihan akan turun menjadi Rp 400.659.577,-. d. Telah dilakukan penggantian 16 unit HPS 250 W dengan lampu LED 120W yang dilengkapi teknologi PJU pintar bantuan Kementerian ESDM pada tahun 2013. 2. Audit Energi PJU Kota Denpasar Hasil audit di Pemerintah kota Surakarta diperoleh data sebagai berikut: a. Dengan pemasangan 17.135 lampu PJU, konsumsi listrik PJU 29 MWh/ hari. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 48 b. Tagihan listrik per Awal Desember 2013 (saat audit dilakukan) sebesar Rp 900.461.936. c. Dilakukan estimasi jika menggunakan lampu hemat energi, tagihan akan turun menjadi Rp 477.244.826,-, sedangkan jika menggunakan Lampu Balast serta PJU Pintar tagihan akan turun menjadi Rp 405.658.102. d. Telah dilakukan penggantian 42 unit HPS 250 W dengan lampu LED 120W yang dilengkapi teknologi PJU pintar bantuan Kementerian ESDM pada tahun 2013. 3. Audit Energi PJU Jembatan Suramadu Hasil audit di Pemerintah Kabupaten Sleman diperoleh data sebagai berikut: a. Dengan pemasangan 326 lampu PJU, konsumsi listrik 4 MWh/ hari. b. Tagihan listrik pada awal November 2013 (saat audit dilakukan) adalah sebesar Rp 166.332.170,-. c. Dilakukan estimasi jika menggunakan lampu hemat energi, tagihan akan turun menjadi Rp 66.949.655,-, sedangkan jika menggunakan Lampu Balast serta PJU Pintar tagihan akan turun menjadi Rp 57.308.905. d. Telah dilakukan penggantian 16 unit HPS 250 W dengan lampu LED 120W yang dilengkapi teknologi PJU pintar bantuan Kementerian ESDM pada tahun 2013. Gambar 43. Estimasi hemat energi di Kabupaten Sleman dan Denpasar. 4. Audit Energi PJU Kota Surakarta. Hasil audit energi di Kota Surakarta diperoleh data sebagai berikut: a. Tagihan listrik PJU abonemen lebih besar daripada kapasitas daya terpasangnya. Estimasi kelebihan pembayaran mencapai 16,48 miliar/ tahun; b. Tagihan listrik PJU secara keseluruhan lebih besar daripada daya pengukuran, sehingga berpotensi kelebihan pembayaran sebesar Rp 2,06 miliar/ tahun; c. Penggantian lampu merkuri dengan lampu yang lebih efisien di PJU abonemen berpotensi mengurangi tagihan listrik sebesar Rp 199 juta per 1.000 lampu per tahun; d. Penggunaan lampu yang efisien dan PJU cerdas pada PJU meter berpotensi mengurangi tagihan listrik sebesar 1,5 miliar rupiah per tahun (1.702 MWh); Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 49 e. Penghematan energi di PJU Surakarta berpotensi menurunkan konsumsi listrik JAMALI sebesar 5,7 GWh dan beban puncak hingga 1,3 MW (asumsi 17.000 lampu MV 125W diganti HPS 70W). Rekomendasi yang diberikan kepada Pemerintah Kota Surakarta adalah Melakukan Klarifikasi Data Tagihan PJU Abonemen ke PLN, Meterisasi dan/atau mengganti Lampu PJU Abonemen, serta Mengganti Lampu dengan PJU Pintar. 5. Audit Energi PJU Kota Bandung Hasil audit energi di Kota Bandung diperoleh data sebagai berikut: a. Tagihan listrik PJU abonemen menggunakan tarif tenaga listrik (TTL) yang lebih besar daripada ketentuan Permen ESDM 30/2012. Estimasi kelebihan pembayaran mencapai Rp 67.260.064,-/bulan. Tagihan listrik PJU secara ratarata 55,2 % lebih besar daripada daya pengukuran KESDM. b. Tagihan listrik PJU abonemen tidak mengikuti Keputusan Direksi PLN No. 212.K/010/DIR/2002 sehingga terjadi kekurangan tagihan listrik sebesar 4.941 kWh/bulan atau sekitar Rp 4 juta/bulan. c. Meterisasi PJU abonemen akan mengurangi tagihan listrik sebesar Rp 660 juta/ bulan namun membutuhkan biaya investasi sebesar Rp 10,7 miliar. d. Penggunaan lampu efisiensi tinggi perlu segera dimulai dengan pengadaan berdasarkan total biaya operasi lampu yang memperhatikan harga, tingkat hemat energi dan usia lampu. e. Aplikasi lampu efisien bersama PJU pintar pada PJU yang disurvei berpotensi mengurangi konsumsi listrik sebesar 153 MWh/tahun (49%) atau setara dengan Rp 153 juta/ tahun. Rekomendasi yang diberikan kepada Pemerintah Kota Bandung adalah program meterisasi yang akan menghemat minimal 50% tagihan listrik PJU abonemen atau setara Rp 660 juta/ bulan dengan asumsi TTL sebesar Rp 904/kWh (TTL Mei 2013), Penggantian lampu yang akan mengurangi ½ konsumsi listrik PJU, dan Pemasangan PJU pintar yang bisa membuat pengelolaan PJU lebih mudah dan praktis untuk menuju pelayanan prima. 6. Audit Energi PJU Kota Bengkulu Hasil audit energi di Kota Bengkulu diperoleh data sebagai berikut: a. Pada Mei 2013, Pemkot Bengkulu membayar tagihan listrik sebesar Rp 309 juta untuk 192 sistem PJU yang terdistribusi pada 4 Rayon PLN. b. Mayoritas PJU kota Bengkulu telah dipasang kWh meter, namun beban terpasangnya hampir sama dengan PJU abonemen dan tagihannya 1/3 tagihan PJU abonemen 3. c. Beberapa sistem PJU meter dikenakan tagihan melebihi kapasitas beban maksimumnya. Kemungkinan penyebabnya ada 2 yaitu pembacaan kWh meter tidak akurat atau adanya penggantian fuse/ sekring yang lebih besar tanpa melapor ke PLN; d. Secara rata-rata, kapasitas beban PJU meter yang digunakan hanya 19%.Beberapa penyebabnya adalah banyaknya lampu yang mati dan penggantian lampu dengan daya yang lebih rendah; Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 50 e. Dari total 6.769 unit lampu PJU Kota Bengkulu, jumlah lampu yang disurvei sebanyak 517 unit. Lampu terdistribusi pada Rayon Nusa Indah sebanyak 402 unit dan Rayon Teluk Segara sebanyak 115 unit; f. 41,2% lampu yang disurvei dalam kondisi tidak menyala dengan rincian 41,5% untuk PJU Nusa Indah dan 40% untuk PJU Teluk Segara. Dengan asumsi nilai ini berlaku untuk seluruh lampu kota, maka jumlah lampu yang mati mencapai 2.809 titik lampu. g. Distribusi lampu PJU Kota Bengkulu didominasi lampu 250W (61,3%) dan lampu 125W (21,5%); h. Menyalakan 100% lampu PJU Kota Bengkulu dengan lampu efisiensi tinggi membutuhkan biaya Rp 799 juta dan menaikkan konsumsi listrik PJU 127.984 kWh/bulan atau setara dengan Rp 115 juta/ bulan (TTL Mei 2013). Rekomendasi yang diberikan kepada Pemerintah Kota Bengkulu adalah mengubah orientasi pengadaan lampu dari “berapa watt yang dibutuhkan” menjadi “berapa lumen yang dibutuhkan”, penggantian lampu yang akan mengurangi 39% konsumsi listrik PJU, dan penggantian lampu dengan PJU pintar yang membuat pengelolaan PJU lebih modern untuk menuju pelayanan prima. II. PENINGKATAN SUMBER DAYA DAN NILAI TAMBAH A. Peningkatan Sumber Daya Mineral 1. Pemetaan Landas Kontinen Di Perairan Utara Papua Dengan Menggunakan Kapal Geomarin III Tim : C.Purwanto, N. D. Hananto, M. Hanafi, H. C. Widiatmoko, Rahadian, R. A. Troa, T. Bernhard, B. J. Zakaria, R. D. Michel, dan A. Wisnu Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Pemetaan Geologi Kelautan, Puslitbang Geologi Kelautan Email : [email protected] Pemetaan Landas Kontinen di Perairan Utara Papua dengan menggunakan Kapal Geomarin III merupakan upaya dalam rangka melengkapi data yang dibutuhkan untuk submisi Landas Kontinen.Kegiatan ini dimaksudkan untuk mengetahui data kedalaman dasar laut dan ketebalan sedimen yang dapat digunakan sebagaimana yang disyaratkan di dalam ketentuan Article 76 UNCLOS-82 untuk dilakukan penentuan dan submisi Batas Landas Kontinen Indonesia, baik dari aspek hukum maupun aspek teknis. Lokasi kegiatan secara geografistermasuk ke dalam wilayah Perairan Papua dengan batas koordinat 2°00’00’–3°00’00” Lintang Utara dan 140°00’00”– 143°00’00” Bujur Timur. Di bagian utara dibatasi oleh wilayah Republik Mikronesia, bagian selatan oleh wilayah Papua Nugini, dan bagian barat oleh wilayah Republik Palau (Gambar 44). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 51 Gambar 44. Lokasi penelitian (daerah yang diarsir, GMT Map v.3) Kedalaman laut di daerah pemetaan berkisar dari 2.000 meter yaitu pada lintasan 3 sampai dengan 4100 meter pada lintasan 5. Kedalaman dangkal terdapat di daerah bagian tengah survei dengan kedalaman 2000 meter, sedangkan paling dalam terdapat dibagian barat dengan kedalaman 4100 meter. Di bagian tengah daerah survei terdapat pematang dengan kedalaman sekitar 2000 sampai dengan 2600 meter (Gambar 45 dan Gambar 46). Gambar 45. Peta Batimetri daerah penelitian (GEBCO, 2013). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 52 Gambar 46. Morfologi dasar laut daerah penelitian (GEBCO, 2013). Morfologi dasar laut di daerah survei merupakan suatu bentuk tinggian yang dikenal dengan nama Eauripik Rise dengan bagian tubuhnya terbagi atas puncak dan kedua sayap kanan dan kiri yang dikenal dengan nama East Caroline Basin dan West Caroline Basin (Gambar 45). Kedalaman puncak Eauripik Rise adalah sekitar 2500 m sedangkan kedalaman sayap kanan dan kirinya (East and West Caroline Basin) sekitar 4200 m. Tinggian ini ditutupi oleh pelagic sedimen setebal 0,5 – 0,75 s (500 – 1000 m). Di sayap barat sedimen ini terlihat lebih tipis dengan morfologi yang mengikuti lapisan sebelumnya yaitu kerak samudera. Ketebalan kerak samudera ini tidak dapat ditentukan. Pada Shot Point 2600 – 3100 di Lintasan JYPR-05 (Gambar 49) ditemukan struktur oceanic intrusion dan adanya cekungan dengan struktur oceanic vulcanism pada Shot Point 7800 – 8300 (Gambar 47 dan Gambar 48). Struktur ini jika dipetakan akan berarah utara-selatan dengan bagian selatan lebih aktif daripada bagian utara. Rekaman seismik tersebut menunjukkan bahwa Eauripik Rise telah terbentuk zaman Oligosen dengan beberapa bagian mengalami sesar geser (Hamilton, 1979). Sedimen permukaan dasar laut yang menutupi Eauripik Rise terdiri dari lempung pasiran di lapisan paling atas dan pasir lempungan di lapisan terbawah. Kehadiran fosil foraminifera planktonik cukup melimpah. Penarikan batas untuk pengajuan klaim Landas Kontinen di utara Papua ini ditentukan dari Foot of Slope sisi barat Eauripik Rise (Gambar 49). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 53 Gambar 47. Peta lintasan pengukuran dan lokasi pengambilan contoh sedimen Gambar 48. Gambar 49. Interpretasi seismik terpilih Lintasan JYPR-05 Potential Extended Continental Shelf Papua for Joint Submission. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 54 Hasil pemetaan ini sebagai dasar dalam diskusi lanjutan dengan pihak Papua Nugini, Mikronesia dan Palau serta sebagai data submisi klaim Landas Kontinen Indonesia ke PBB. 2. Pemetaan Potensi Mineral Sulfida Bawah laut di Perairan Komba dan Sekitarnya, NTT. Tim : Lili Sarmili, H.C. Widiatmoko dan P. H. Wijaya Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Sumber Daya Geologi Kelautan, Puslitbang Geologi Kelautan Email: [email protected] Daerah pemetaan terletak di sebelah tenggara P. Komba tepatnya di utara pulaupulau Pantar, Lomblen, Adonara dan pulau kecil lainnya. Lokasi pemetaan termasuk ke dalam wilayah provinsi Nusa Tenggara Timur tepatnya terletak diantara koordinat 123º 43’ 12” - 123º 54’ 00” BT dan 07º 55’ 12” - 08º 04’ 48” LS. Lokasi pemetaan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu lokasi bagian utara, ditandai adanya gunung api muda yang masih aktif, yaitu Gunung Komba yang muncul ke permukaan dan dikenal juga sebagai P. Batu Tara (ketinggian hampir mencapai 700 meter di atas permukaan laut). Di bagian selatan, ditandai dengan muncul 3 (tiga) gunung api yang lebih tua yaitu gunung Baruna Komba, Abang Komba dan Ibu Komba (Halbach, drr, 2003 dan Sarmili drr,2003, 2004). Tujuan pemetaan adalah untuk mencari mineral sulfida/hidrothermal yang terjadi di dalam salah satu rangkaian gunung api bawah laut, terutama di sekitar laut Banda dan sekitarnya. Hasil dari kegiatan kajian ini diharapkan dapat menunjang pada inventarisasi data keberadaan mineral logam dan genesanya, serta sebagai penyedia data aktual di daerah frontier terutama di bawah laut di kawasan perairan Indonesia Timur. Gambar 50. Lokasi Penelitian di Perairan Flores Timur, NTT Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 55 Pemeruman (sounding) dilakukan di sepanjang lintasan survei dengan total lintasan keseluruhan adalah lebih dari 1165 km. Dari seluruh lintasan ini, daerah penelitian terdapat tiga lokasi gunung bawah laut yaitu Baruna Komba, Abang Komba dan Ibu Komba. Rangkaian gunung bawah laut ini dikelilingi oleh kedalaman laut yang dalam hingga mencapai lebih dari 3.000 meter. Hasil pemetaan batimetri menunjukkan bukit bawah laut Baruna Komba yang lebih mendekat ke arah gunung api Komba sehingga diperkirakan adanya endapan piroklastik yang terendapkan di atasnya akibat letusan gunung api Komba pada tahun 2007. Percontohan batuan/sedimen dilakukan di 12 lokasi dengan kedalaman mulai dari yang paling dangkal 150 meter hingga 900 meteran. Didapat beberapa contoh batuan beku yang segar dan beberapa contoh batuan sedimen. Contoh batuan segar secara megaskopik, antara lain batuan plutonik Granodiorit, batuan vulkanik bersifat DasitAndesitik, sedangkan batuan sedimen berupa sedimen batugamping, pasir, kerakal hingga pumice. Hasil penafsiran dari seismik pantul terutama pada lintasan yang tegak lurus rangkaian gunung bawah laut tersebut, memunjukkan banyak yang tersesarkan. Munculnya sesar-sesar normal yang berarah baratlaut-tenggara ditafsirkan sebagai sesar yang lebih tua dibandingkan sesar-sesar yang berarah timur laut – barat daya. Sesar yang berarah barat laut-tenggara ini sebagai sesar besar dan dalam yang ditafsirkan sebagai penyebab munculnya rangkaian gunung bawah laut tersebut dan bukan dalam rangkaian gunung api di selatannya yang sebagai daerah busur gunung api yang berkaitan dengan penunjaman saat ini. Rangkaian gunung bawah laut Baruna, Abang dan Ibu Komba jika dikaitkan dengan kedalaman tunjaman sangat dalam hingga mencapai 300 km. Selain sesar yang berarah barat laut-tenggara, ditemukan juga sesar yang berarah timur laut-barat daya yang ditafsirkan sebagai sesar yang lebih muda dan memotong rangkaian gunung bawah laut dan sesar yang berarah barat laut-tenggara. Dari sebaran batuan dari percontohan batuan, didapat beberapa jenis batuan beku dan sedimen. Batuan beku yang terdiri dari batuan beku dalam berupa Granodiorit hingga batuan lelehan berupa dasit andesitik dan basalt. Sedangkan batuan sedimen berupa batugamping, pasir dan lempung pelagik. Yang menarik dari sebaran batuan ini adalah ditemukannya batuan beku dalam granodiorit yang didapat di ujung barat dari gunung bawah laut Komba sedangkan batuan beku lelehannya berupa dasitandesitik tersebar ke arah timurnya. Ke tiga gunung bawah laut yang ditemukan dari utara hingga selatan adalah Baruna Komba, Abang Komba dan Ibu Komba. Terdapat perubahan morfologi dari gunung bawah laut Baruna Komba yang diperkirakan akibat hasil endapan baru sebagai endapan lahar yang dihasilkan dari letusan gunung api Komba pada tahun 2007 yang lalu. Data magnetik di daerah penelitian menunjukkan anomali positif di atas puncakpuncak gunung bawah laut Abang dan Ibu Komba dibandingkan dengan Baruna Komba yang mempunyai anomali magnetik negatif. Hal ini dapat ditafsirkan bahwa anomali positif menunjukkan adanya batuan vulkanik dengan kandungan besi/magnetit yang lebih tinggi. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 56 3. Penelitian Potensi Keterdapatan Mineral Berat dan Unsur Logam Tanah Jarang (Rare Earth Element) di Perairan Tanjung Pandan - Belitung Tim : Maman Surachman, Udaya Kamiludin, I. Nyoman Astawa, Ai Yuningsih, Priatin Hadi Wijaya, M. Akrom Mustafa, Delyuzar Ilahude, Noor Cahyo D. Aryanto Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Sumber Daya Geologi Kelautan, Puslitbang Geologi Kelautan Email: [email protected] Unsur tanah jarang (Rare Earth Element) merupakan unsur yang terletak di dalam golongan lantanida dan termasuk tiga unsur tambahan, yaitu Yttrium, Thorium dan Scandium. Mineral yang mengandung unsur tanah jarang disebut sebagai mineral tanah jarang (Rare Earth Mineral), antara lain monasit, xenotime, zircon, columbitetantalite. Di Indonesia, mineral tanah jarang yang telah diusahakan terdapat di sepanjang jalur timah, antara lain di Pulau Belitung. Pada jalur timah, mineral tanah jarang umum dijumpai berupa monasit, xenotim dan zirkon yang diperoleh sebagai produk sampingan dari penambangan dan pengolahan timah. Sampai saat ini kegiatan penelitian maupun eksplorasi mengenai potensi sumber daya unsur tanah jarang (REE) di Indonesia terbilang masih sedikit terutama keterdapatan REE dalam sedimen permukaan dan bawah permukaan dasar laut. Tujuan penelitian yaitu untuk mengetahui sejauh mana prospek keterdapatan mineral berat dan unsur tanah jarang, khususnya unsur logam tanah jarang dalam lapisan sedimen permukaan dan bawah permukaan dasar laut di daerah penelitian berkaitan dengan keterdapatan singkapan granit Tipe-S (granit Tanjungpandan) sebagai granit yang kaya akan mineralisasi timah dan mineral-mineral pembawa unsur tanah jarang. Lokasi kegiatan penelitian mencakup pantai dan lepas pantai Tanjungpandan dan sekitarnya, Belitung (Gambar 51). Secara geografis terletak pada koordinat antara 107°31' - 107°41' Bujur Timur dan antara 02°36' - 02°53’ Lintang Selatan. Secara regional daerah Bangka – Belitung merupakan bagian dari jalur granit yang kaya akan mineralisasi timah. Jalur granit tersebut membentang dari Myanmar, Thailand, Malaysia, Kepulauan Riau, Bangka dan Belitung, terus ke Pulau Karimata di sebelah barat Kalimantan. Berdasarkan Peta Geologi Lembar Belitung, Sumatera (Baharudin dan Sidarto, 1995) (Gambar 52), formasi batuan yang terdapat di daerah penelitian dari tua ke muda adalahFormasi Kalapakampit (PCKs), Formasi Tajam (PCTm), Granit Tanjungpandan (Trtg), dan Endapan Aluvial dan Pantai (Qa). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 57 Gambar 51. Gambar 52. Lokasi daerah penelitian Peta Geologi Belitung Secara batimetris, kedalaman laut di daerah penelitian umumnya kurang dari 20 meter bahkan di bagian selatan umumnya kurang dari 15 meter. Pola garis kontur relatif tidak beraturan antara lain berkelok-kelok dan melingkar. Kondisi tersebut disebabkan banyaknya dangkalan berupa gosong-gosong pasir, terumbu karang, dan pulau-pulau kecil. Kedalaman lebih dari 20 meter terutama terdapat pojok barat laut daerah penelitian dengan pola kontur umumnya melingkar dan membentuk Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 58 cekungan hingga kedalaman lebih dari 55 meter (Gambar 53). Di perairan dekat pantai kira-kira pada kedalaman kurang dari 2 meter tampak merupakan perairan yang sangat dangkal bahkan saat surut sekali terbentuk dataran pasir yang muncul ke permukaan yang sangat luas dan jauh menjorok ke arah laut. Gambar 53. Peta kedalaman laut daerah penelitian. Berdasarkan sebaran lateralnya, pasir kerikilan menempati kira-kira 54,1% luas wilayah dasar laut daerah penelitian, pasir sedikit kerikilan 22%, pasir lumpuran kerikilan 9%, pasir lumpuran sedikit kerikilan 7%, lanau pasiran 7% dan lanau 0,9% (Gambar 54). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 59 Gambar 54. Peta sebaran sedimen permukaan dasar laut. Berdasarkan luas sebaran pasir kerikilan dan pasir sedikit kerikilan, maka 76% luas dasar laut daerah penelitian ditutupi oleh sedimen dengan kandungan fraksi pasir 74,1% hingga 99,9% dan kerikil 0,1% hingga 25,3%. Penampang litologi hasil pemboran tangan sedimen pantai (beach sediment) di10 lokasi yang tersebar dari ujung utara hingga ujung selatan daerah penelitian dengan kedalaman pemboran 100 cm hingga 150 cm menunjukkan bahwa secara vertikal sedimen pantai di daerah penelitian tersusun endapan pasir dengan ukuran butir berkisar antara pasir halus hingga pasir sangat kasar. Kecuali lokasi BT-01 yang terletak dekat dengan muara Sungai Cerucuk, Tanjungpandan, bagian atas sedimen (ketebalan 0 – 130 cm) tersusun oleh pasir lumpuran dimana ukuran pasirnya adalah pasir sangat halus. Mineral berat yang dijumpai dalam konsentrat dulang sedimen permukaan dasar laut adalah ilmenit, piroksen, amfibol, leukosen, zirkon, dan magnetit. Mineral ringan yang dijumpai adalah kuarsa dan karbonat (kalsit). Selain mineral, dijumpai juga Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 60 cangkang forminifera.Ilmenit umumnya kurang dari 1,5% dengan persentase tertinggi 12,3% percontoh BLT-05. Leukosen umumnya berupa jejak (trace) dengan persentase tertinggi adalah 0,27% (BLT-46). Zirkon dijumpai dalam 2 percontoh (BLT-18 dan BLT-30) dengan pesentase masing-masing trace dan 1,0%. Kuarsa umumnya lebih dari 70% dengan persentase tertinggi adalah 97% (BLT-07). Kalsit/karbonat sangat bervariasi berkisar antara 1,35% (BLT-07) hingga 53,06% (BLT-05). Kandungan fosil/foraminifera berkisar antara 0,01% (BGC-04) hingga 58,89% (BGC-01). Secara komposisi konsentrat sedimen pantai didominasi oleh kuarsa dengan persentase berkisar antara 95 - 99%. Mineral berat yang dijumpai adalah ilmenit, piroksen, amfibol, dan leukosen. Ilmenit dijumpai dalam 7 percontoh dengan persentase berkisar antara 0,09 - 2,0%. Leukosen dijumpai dalam 9 percontoh dengan kadar sangat sedikit sekali (trace). Percontoh LP-12A merupakan satu-satunya percontoh batuan sedimen daratan yang dianalisis konsentrat dulangnya. Percontoh ini lebih banyak mengandung mineral berat dibanding percontoh sedimen permukaan dasar laut maupun percontoh sedimen pantai. Mineral berat yang dijumpai adalah ilmenit (46,65%), leukosen (1,91%), zirkon (9,78%), monasit (9,57%), xenotim (6,38%), kasiterit (3,62%), turmalin (Trace), rutil (Trace), anatase (Trace). Kandungan unsur tanah jarang dalam sedimen permukaan dasar laut ditampilkan dalam Gambar 55 dan unsur tanah jarang dalam sedimen pantai dan percontoh batuan asal ditampilkan dalam Gambar 56. Gambar 55. Diagram batang kandungan REE dalam sedimen permukaan dasar laut. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 61 Gambar 56. Diagram batang kandungan REE dalam sedimen pantai dan batuan darat. Kadar unsur tanah jarang Cerium(Ce), Lantanum (La), Praseodymium (Pr) dan Neodymium (Nd) baik dalam sedimen permukaan dasar laut maupun dalam sedimen pantai umumnya lebih rendah dibanding kadar tiga unsur tersebut dalam beberapa percontoh batuan yang diperoleh dari daratan. Kadar Ce umumnya < 40 ppm, La umumnya < 20 ppm, Pr umumnya < 3 ppm dan Nd umumnya < 15 ppm. Dalam batuan granit (LP-01C) kadar Ce adalah 89 ppm, La 52 ppm, Pr 3 ppm, dan Nd 38 ppm. Hasil analisis petrografi menunjukkan granit biotit. Dalam batulempung putih (LP-12B) kadar Ce adalah 145 ppm, La 26 ppm, Pr 8 ppm dan Nd 18 ppm. Hasil analisis X-RD menunjukkan batulempung ini tersusun oleh mineral lempung kaolinit dan illit serta kristal kuarsa. Dalam batuan/tanah lateritik (LP-13) kadar Ce, La, Pr dan Nd masing-masing adalah 51 ppm, 13 ppm, 63 ppm dan 12 ppm dan dalam batuan/tanah lateritik (LP-17) masing-masing adalah 70 ppm, 3 ppm, 93 ppm dan 17 ppm. Secara kimiawi sedimen permukaan dasar laut didominasi oleh senyawa SiO2 dan CaO. Kandungan SiO2 umumnya lebih dari 30% dengan persentase tertinggi 70,61 % dan terendah 6,1%. Kandungan CaO umumnya lebih dari 20% dengan persentase tertinggi 50,02% dan terendah 2,46%. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 62 Sekuen sedimen bawah dasar laut didaerah penelitian dapat teridentifikasi adanya 2 (dua) unit sekuen sedimen. Selain itu dapat ditafsirkan juga adanya morfologi berupa tonjolan yang dapat diduga sebagai batuan intrusi. Unit 1 merupakan unit yang posisinya terdalam di daerah penelitian dan sekaligus merupakan “basement aqoustic”. Unit 2 merupakan unit termuda yang proses sedimentasinya masih berlangsung hingga sekarang. Batuan intrusi diduga merupakan batuan tertua di daerah penelitian.Unit 2 diduga dapat disebandingkan dengan endapan aluvial dan pantai (Qa), yang terdiri atas kerikil, kerakal, pasir, lanau, lempung, dan pecahan koral. Unit 2 merupakan unit termuda di daerah penelitian di mana proses sedimentasinya masih berlangsung hingga sekarang. Ketebalan Endapan Aluvial dan Pantai tersebut dapat mencapai hingga 8 (delapan) meter. Umur dari Endapan Aluvial tersebut adalah Holosen Gambar 57. Gambar 57. Hasil Penafsiran Rekaman SBP Lintasan 8 (L-8) 4. Penelitian Lingkungan Geologi Kelautan Pulau Kisar, Kabupaten Maluku Barat Daya, Provinsi Maluku (Pulau Terluar, Berbatasan dengan Timor Leste) Tim : Godwin Latuputty, Yogi Noviadi, Nineu Yayu Geurhaneu, Fauzi Budi Prasetio, Ai Yuningsih, Sahudin, Yani Permawati, Mario Dwi Saputra Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan (KP3) Lingkungan dan Kebencanaan Geologi Kelautan, Puslitbang Geologi Kelautan Email: [email protected] Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 63 Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki sekitar 17.506 buah pulau dan 2/3 wilayahnya berupa lautan.Dari 17.506 pulau tersebut terdapat pulau pulau terluar yang menjadi batas langsung Indonesia dengan negara tetangga. Berdasarkan hasil survei Base Point atau Titik Dasar yang telah dilakukan DISHIDROS TNI AL, untuk menetapkan batas wilayah dengan negara tetangga, terdapat 183 titik dasar yang terletak di 92 pulau terluar, sisanya ada di tanjung-tanjung terluar dan di wilayah pantai. Permasalahannya bukan hanya sekedar menarik garis-garis batas yang bersifat maya di lapangan, tetapi juga memerlukan pemahaman tentang kondisi lingkungan geologi, sumberdaya yang ada dan potensi-potensi lainnya, serta implikasi legal dan teknis implementasinya di lapangan. Kerentanan lingkungan geologi merupakan parameter penting dalam mempertahankan eksistensi titik terluar batas wilayah NKRI. Kebijaksanaan umum dalam pengelolan secara terpadu kawasan Pulau Kisar – TD. 111 sebagai titik batas terluar merupakan hal mutlak yang perlu diupayakan. Tujuan kegiatan penelitian ini adalah untuk menghimpun data dan informasi geologi dan geofisika kelautan sebagai upaya pengelolaan kawasan pulau terdepan NKRI. Lokasi penelitian adalah Pulau Kisar yangterletak di timur laut Pulau Timor, dalam punggungan busur luar Banda yang terletak di selatan Pulau Romang dan di bagian barat Pulau Leti dan Pulau Moa. Secara administratif kawasan tersebut termasuk Kabupaten Maluku Barat Daya, Provinsi Maluku dan secara geografis terletak pada 08˚ 06' 10'' LS dan 127˚ 08' 36'' BT (Gambar 58). Penelitian meliputi kegiatan di pantai (karakteristik pantai dan georadar) dan kegiatan di laut (oseanografi: pasang surut dan arus), batimetri, sampling sedimen, sampling air (kualitas air) dan sub-bottom profile. Gambar 58. Peta Lokasi Penelitian Berdasarkan deskripsi kualitatif terhadap aspek geologi, relief, karakteristik garis pantai (Shoreline character) dan proses dominan (Dolan et al, 1975) maka tipologi pantai daerah penelitian dapat dibedakan ke dalam tipe pantai bertebing batuan (Rock cliff), berkantong pasir (Pocket beach), dan bergisik pasir/sand beach. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 64 Tipologi pantai bertebing batuan disusun oleh Batugamping Koral berumur kuarter, membentuk undak-undak/Terrace. Tebing batuan (Rock cliff) yang mencerminkan sebagai relief bagian muka dan karakter garis pantai (Shoreline character) mempunyai tinggi antara 10 - 20 m. Tipologi ini mendominasi daerah penelitian. Pada dasar tebing di batas tukas air pasangnya berkembang takik-takik (Notchs) akibat proses marin berupa erosi gelombang yang sebagian disertai oleh jatuhan batuan (Rock fall) akibat gravitasi. Tipologi pantai berkantong pasir disusun oleh batuan lepas Aluvium Holosen dan Batugamping Koral berumur Kuarter, menempati morfologi pedataran pantai-lereng pebukitan berelief rendah dengan proses dominan marin. Aluviumnya berukuran pasir, sebagian kerikilan dan merupakan endapan pantai yang disusun oleh biogenik, sedangkan batugampingnya merupakan endapan laut. Dikatakan berkantong pasir (Pocket beach) oleh karena materialnya hanya menempati celah-celah yang relatif sempit dan tersebar secara terpisah diantara tipologi pantai bertebing batuan, pantai jenis ini mendominasi daerah penilitian seperti dijumpai di pantai Kiasar, pantai Mulikaur, pantai Kimur, pantai Uhum, pantai Nama dan pantai Tanjung Airami. Berdasarkan data pemeruman di lapangan yang kemudian menggunakan metode interpolasi maka dihasilkan kontur kedalaman perairan Pulau Kisar dengan kedalaman laut berkisar 5-1000 meter(Gambar 59). Secara umum pola kedalaman P. Kisar dari arah pantai ke arah laut. Gambar 59. Kedalaman dasar laut Perairan Kisar dengan interval 50 meter. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 65 B. Pengolahan dan Pemurnian Mineral dan Batubara 1. Peningkatan Kadar dan Pemrosesan Bauksit Bernilai Tambah serta Pemanfaatan Tailing-nya Tim : Husaini, dkk. Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan(KP3) Teknologi Pengolahan dan Pemanfaatan Mineral, Puslitbangtek Mineral dan Batubara Email : [email protected] Penelitian yang dilakukan bertujuan: a. Mendapatkan alat pencucian bauksit atau upgrading crude bauxite (CBX) menggunakan rotary drum scrubber (RDS) kapasitas 1600 kg/jam, tervalidasi, alumina hidrat dan koagulan (PAC dan tawas) dari tailing, dan flotasi bauksit dari bauksit kadar rendah. b. Kajian keekonomian upgrading crude bauxite dengan RDS kapasitas komersialnya. c. Diperolehnya bauksit hasil cucian atau washed bauxite (WB) yang bersih berkadar minimum 47% Al2O3 dan SiO2 reaktif maksimum 3,5% (ICA 5% SiO2 reaktif), PAC cair berkadar 9,5% Al, 9,5% Cl dan maksimum 3,5% SO4, dan tawas berkadar di atas 17% Al2O3, dan hasil kajian keekonomian RDS berkapasitas 50 ton/jam (150.000 ton/tahun). Pada proses validasi bauksit menggunakan RDS, telah dilakukan percobaan pencucian sebanyak 10 kali dari percontoh bijih bauksit yang diambil dari daerah Mempawah, yaitu lokasi Toho, Pinang, Spais dan Mentonyek. Hasil peningkatan ratarata: 1) Bijih bauksit Toho : dari 41,4% Al2O3 menjadi 48,6%Al2O3 2) Bijih bauksit Mentonyek : dari 37,1% Al2O3 menjadi 41,8% Al2O3 3) Bijih bauksit Pinang : dari 26,3% Al2O3menjadi 32,4% Al2O3 4) Bijih bauksit Spais : dari 22,1% Al2O3 menjadi 26,5% Al2O3 Kebersihan hasil cucian ditunjukkan dengan kadar lumpur yang rendah (<1%) dan SiO2 reaktif rata-rata <5%.Kadar Al2O3 yang diperoleh sangat tergantung dari bijih bauksit asalnya, dan jika dilihat ukuran butirnya untuk mencapai kadar yang diharapkan ukuran washed bauxite(WB) yang diambil yang lebih dari 2 mm. Hasil uji validasi menunjukkan bahwa alat RDS memberikan kinerja dan hasil yang baik untuk pencucian semua jenis crude bauxite (CB) menjadi washed bauxite (WB). Pada percobaan pembuatan PAC (poloaluminium clorida) cair, telah dilakukan sebanyak 20 kali pembuatan pada skala laboratorium dan 8 kali disertai proses pengeringan dengan alat spray drier. Untuk mendapatkan kondisi proses pembuatan PAC cair yang optimum, komposisi bahan yang digunakan adalah Al(OH)3, H2SO4, HCl dan kapur dengan perbandingan 100:127:180:100. Penggunaan kapur 135 g, dengan komposisi Al2O3 86,1% dan Cl 75,5%. Hasil uji jar tes menunjukkan mutu PAC yang baik, dan lebih baik dari PAC pasar. Selain itu, dilakukan juga optimalisasi digesting bauksit dan hidrolisis untuk mendapatkan alumina hidrat. Optimalisasi digesting Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 66 dicapai dengan penambahan ekses NaOH rata-rata 16-22%, dengan hasil ekstraksi alumina >80%. Penambahan ekses NaOH sejumlah itu adalah sesuai dengan rekomendasi percobaan optimalisasi hidrolisis yang telah dilakukan untuk selama waktu 72 jam.Dari hasil percobaan optimalisasi hidrolisis, ekses NaOH sekitar 15% dapat menurunkan alumina dalam larutan dari semula 166,4 g/l menjadi 62,5 g/l (larutan yang tak menjadi kristal). Sedangkan, untuk percobaan ekses NaOH lebih dari 30%, hanya dapat menurunkan alumina dalam larutan dari 161,3 g/l menjadi 119,2 g/l. Ini artinya, ekses NaOH yang terlalu tinggi akan menghasilkan filtrat NaAlO2 yang sulit dihidrolisis. Pembuatan tawas dilakukan pada kondisi konsentrasi asam sulfat 50%, persen solid 22%(alumina hidrat atau bauksit), suhu 100oC, dengan variasi waktu 30, 60, 90, dan 120 menit, menghasilkan produk tawas yang memenuhi syarat ditinjau dari komposisi kimianya, yakni kandungan Al2O3 dapat mencapai lebih dari 17% dengan kandungan Fe2O3 relatif kecil yakni <0,1% (persyaratan tawas pasaran Al2O3 sekitar 17% dan Fe2O3< 0,5%). Percobaan skala laboratorium telah dilakukan sebanyak 4 kali, dan untuk skala pilot plant sebanyak 3 kali, dan dikeringkan dengan spray drier menjadi bubuk sebanyak 1 kali. Tawas (alum) dapat diperoleh dari reaksi Al(OH)3 dengan asam sulfat, dengan perbandingan yang tepat, sehingga diperoleh tawas dengan kandungan yang memenuhi persyaratan, yaitu Al2O3>17% dan Fe2O3<0,5%. Gambar 60. Produk hasil pengolahan bauksit Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 67 Upgrading bauksit dengan cara flotasi skala laboratorium dilakukan menggunakan variasi pH, dosis kolektor, dan waktu gerus. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali. Percontoh bauksit yang digunakan berkadar Al2O3 35,5% dan SiO2 reaktif 10,3%. Hasil terbaik yang dicapai adalah konsentat berkadar Al2O3 41,1% dengan SiO2 reaktif yang masih cukup tinggi, yaitu 6,9 %, dan hasil recovery-nya masih rendah, yaitu 52,4%. Upgrading ini menggunakan pH 2,5, kolektor dengan perbandingan aeropromotor 801 dan 825 adalah 1:1 (325 : 325 g/ton), persen solid 25%, waktu gerus 90 detik dan waktu skimming 5 menit. Gambar 61. RDS di Sentra Pengolahan Mineral, Citatah, Bandung Pada penelitian juga dilakukan kajian ekonomi. Untuk kapasitas 150.000 ton/tahun, diperkirakan memerlukan investasi sebesar Rp 29.330.000.000,- (untuk peralatannya saja memerlukan dana sekitar Rp 2,6 miliar). Dari hasil analisis ekonomi, usaha pencucian bauksit ini menguntungkan dan layak untuk dilakukan ini terbukti melalui analisis finansial didapatkan NPV=Rp 24.866.108.200,71,-, IRR sebesar 24,12% dan pengembalian modal selama 4 tahun 1 bulan. 2. Pembuatan dan Uji Pembakar Siklon Rendah Emisi Partikulat Tim : Ikin Sodikin, dkk. Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pengolahan dan Pemanfaatan Batubara, Puslitbangtek Mineral dan Batubara Email : [email protected] Untuk meningkatkan peran batubara dalam bauran energi nasional sampai 33% pada tahun 2025, perlu terus dikembangkan teknik-teknik pengolahan dan pemanfaatan batubara. Khususnya teknik pembakar siklon yang telah mulai diterapkan di berbagai fasilitas industri, perlu terus ditingkatkan kinerjanya, untuk meningkatkan kehandalam dan memperluas aplikasinya di industri termasuk untuk PLTU kecil kurang dari 10 MW. Untuk boiler PLTU dan keperluan-keperluan lain kadang-kadang diperlukan pembakar siklon yang rendah emisi partikulatnya, karena banyaknya partikulat dikhawatirkan dapat mengganggu kinerja pipa air atau pipa api dalam boiler. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 68 Penelitian yang dilakukan menghasilkan rancang bangun pembakar siklon rendah emisi partikulat sehingga meningkatkan kinerja dan kehandalan untuk memperluas pangsa pasarnya, termasuk ke boiler-boiler PLTU yang banyak diperlukan di Indonesia khususnya di daerah-daerah terpencil atau pulau-pulau kecil berupa PLTU skala kecil < 10 MW. Pembakar siklon ini diujicobakan pada PT Kertas Leces, Probolinggo, Jawa Timur. Dalam percobaan ini sistem penangkap debu yang digunakan dua jenis, yaitu penangkap debu sentrifugal dan gravitasi (Gambar 62 dan Gambar 63). Gambar 62. Penangkap debu sentrifugal Gambar 63. Penangkap debu gravitasi Hasil percobaan menunjukkan penangkap debu sentrifugal cenderung memperangkap partikel-partikel karbon yang belum selesai terbakar, jadi selanjutnya hanya digunakan penangkap debu gravitasi. Uji emisi dilakukan dengan memeriksa asap dari pembakar siklon di cerobong sekunder yang temperaturnya dapat diatur sesuai dengan yang disyaratkan untuk pengukuran. Hasil uji emisi partikulat tersebut menunjukkan konsentrasi partikulat dipengaruhi oleh kadar abu dari batubara yang dibakar. Untuk kadar abu 8,25 – 12,49%, emisi partikulatnya antara 165 – 482 mg/m3 atau abu yang diemisikan kurang dari 3%. Dibanding pembakar siklon biasa, jika ruang bakar terisi 50% abu kemudian abu yang diemisikan 50% maka penggunaan pembakar siklon rendah emisi mengurangi emisi abu sebanyak 47% dari sasaran 40%. Hasil rancang bangun penangkap debu gravitasi akan diujikan pada pembakar siklon untuk substitusi BBG pada boiler PLTU 20 MW di PT Kertas Leces. Boiler mempunyai 2 lubang pembakar, pada tahap ini digunakan 1 lubang terlebih dahulu dengan pembakar siklon ½ kapasitas boiler sebenarnya. Jika hasil uji dengan ½ kapasitas menunjukkan karakteristik yang dapat diterima, dilanjutkan pemasangan pembakar siklon pada lubang kedua sehingga dapat dicapai kapasitas penuhnya. Kegiatan yang dilakukan adalah pembersihan konstruksi (plant clearing), pemasangan pembakar siklon dan uji kinerjanya. Ukuran pembakar siklon yang dipasang adalah 300 cm, panjang 580 cm dengan kapasitas 6 ton/jam (Gambar 64). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 69 Gambar 64. Pembakar Siklon 6 ton/jam telah terpasang Fasilitas penunjang yang dipasang adalah ducting dari blower utama dengan spesifikasi 300 kw, 120.000 kg/jam udara dengan tekanan 6.750 pa, untuk di kirim ke pembakar siklon. Pengumpan batubara dengan bin berkapasitas 1 ton batubara di lengkapi dengan pengumpan sistem bernoulli. Hasil uji pembakar siklon 6 ton batubara/jam pada boiler PLTU, baru mencapai kapasitas 4,5 ton batubara/jam sebab output udara pembakar dari blower terlalu kecil akibat pemasangan ducting dengan head yang terlalu besar. Sampai tingkat pembakaran batubara 4,5 ton/jam ini, diperoleh uap 14 Bar 140° C dalam waktu 49 menit. Api dari pembakar siklon mulai terlihat dari jendela boiler, 2,5 m di depan pembakar siklon. Hal ini mengindikasikan api pembakar siklon cukup efektif untuk memanaskan boiler 90 ton uap/jam ini, walaupun baru mencapai sekitar 30% input energi yang di perlukan. Tahap selanjutnya adalah mengurangi head dari ducting dari blower ke pembakar siklon sehingga diharapkan pembakar siklon mampu membakar 6 ton batubara/jam atau lebih. Selain itu pembakar siklon perlu perbaikan manholenya dengan penggunaan semen castable yang lebih banyak. 3. Pengembangan Gasifikasi Batubara untuk Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)Dual Fuel Tim : Fahmi Sulistyohadi, dkk. Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pengolahan dan Pemanfaatan Batubara, Puslitbangtek Mineral dan Batubara Email : [email protected] Kondisi geografis Indonesia yang terdiri dari kepulauan dan masih banyak daerah terisolir menyebabkan sistem penyediaan energi listrik tidak dapat dilayani oleh satu sistem jaringan listrik. Terdapat banyak kebutuhan energi listrik dalam jumlah kecil tetapi tersebar diseluruh wilayah Indonesia. Sistem pasokan energi listrik ini cocok dilakukan menggunakan Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Kenaikan harga BBM menyebabkan kenaikan biaya produksi listrik. Untuk mengurangi pemakaian Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 70 BBM,PT PLN telah memodifikasi PLTD menggunakan sistem dual-fuel (BBM - gas alam)antara lain di PLTD Tarakan, Kalimantan Timur kapasitas 5 MW. Puslitbang tekMIRA sejak tahun 2006 telah melakukan litbang pemanfaatan gas dari hasil gasifikasi batubara untuk pembangkit listrik sistem dual fuel. Kegiatan ini bertujuan untuk melakukan optimalisasi dan penyusunan desain sistem pemanfaatan gas hasil gasifikasi batubara untuk PLTD dual fuel pada mesin diesel kecepatan tinggi sistem turbo dan otomatis, membuat laporan sistem pengusahaan batubara serta melakukan ujicoba pemanfaatan tar dari hasil samping proses gasifikasi batubara untuk bahan bakar. Puslitbang tekMIRA telah berhasil melakukan ujicoba gasifikasi batubara untuk PLTD dual fuel (BBM – gas batubara), di sentra teknologi pengolahan dan pemanfaatan batubara Palimanan, menggunakan reactor fixed bed berukuran diameter 2 meter dengan umpan batubara 400-500 kg/jam atau 55-65% kapasitas. Kegiatan ujicoba ini merupakan kelanjutan yang telah dilakukan pada tahun 2012 yang masih belum optimal. Reaktor gasifikasi berjenis fixed bed memerlukan umpan batubara yang sangat khusus seperti ukuran butiran, titik leleh abu, free swelling index dan lainnya. Pada PLTD tersebut dilakukan dua kali percobaan, percobaan pertama dilakukan selama 18 hari dan percobaan kedua selama 21 hari termasuk kegiatan persiapan dan pendinginan reaktor dan berlangsung selama 12 x 24 jam yang dibagi dalam 3 shift kerja. Dari hasil uji pertama, rasio gas/diesel a sekitar 39 – 44 % pada pemakaian output beban sekitar 80 - 100 KWe atau sekitar 28% dari beban maksimum genset. Semnetara target rasio G/D adalah 60-75% yang belum dapat dilakukan mengingat kabel beban yang tersedia kapasitasnya terbatas sehingga diupayakan pada ujicoba berikutnya. Selain itu, dilakukan analisis terhadap gas batubara yang dihasilkan untuk mengevaluasi kinerja gasifier menggunakan metoda orsat. Hasilnya, komposisi gas batubara tertinggi adalah N2 dengan rata-rata 59,1%, dan disusul berturut-turut rata-rata CO 26,3%, rata-rata H2 5,29%, rata-rata CH4 4,78%, rata-rata CO2 4,11%, dan rata-rata O2 0,4%. Pada uji coba kedua, proses gasifikasi batubara berlangsung tanpa ada kendala yang berarti. Pembangkit listrik untuk gasifier menggunakan listrik dari PLN dengan genset uji sebagai back-up saat PLN padam. Ujicoba berlangsung selama 17 hari berturut-turut, selama 24 jam nonstop. Uji coba beban gasifikasi batubara untuk PLTD dual fuel tahap-2 dilakukan dengan beban 240-250 KW dengan rasio Gas/Diesel = 45-62%. Penggunaan beban di atas 250 KW tidak direkomendasikan karena pada beberapa silinder mengalami over heat (>580°C). Sementara dari hasil perhitungan neraca massa total (base N2), gas yang dihasilkan sekitar 1100 Nm3/jam dengan kalori 1100-1600 kkal/Nm3. Pemanfaatan gas hasil proses gasifikasi batubara selalu menyisakan tar yang dikategorikan limbah sehingga dilakukan juga penelitian agar produk samping gasifikasi dapat dimanfaatkan baik sebagai bahan bakar maupun bahan kimia. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 71 Untuk itu, dilakukan instalasi alat uji pemanfaatan tar sebagai hasil samping. Dari hasil uji coba, alat dapat beroperasi dengan baik yang ditunjukkan oleh temperatur siklon 850-1000°C dan temperatur cerobong 550-650°C dengan flowrate umpan tar 35-45 liter/jam. Dari hasil tersebut masih perlu penyempurnaan dalam pemanfaatan tar, beberapa alat ukur akan ditambahkan untuk menambah kevalidan data. Gambar 65. Pilot Plant Gasifikasi Batubara 4. Eksploitasi Tambang Batubara Melalui Metode Energi Bersih Underground Coal Gasification(UCG) Tim : Nendaryono Madiutomo, dkk. Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan(KP3)Teknologi Eksploitasi Tambang dan Pengelolaan Sumber Daya, Puslitbangtek Mineral dan Batubara Email : [email protected] Teknologi gasifikasi batubara di bawah tanah (underground coal gasification, UCG) disebut juga sebagai teknologi energi bersih (clean energy technologies) merupakan salah satu teknologi eksploitasi (ekstraksi) gasifikasi batubara bawah tanah yang dilakukan secara langsung di tempat (insitu) tanpa melakukan pembongkaran/penggalian batuan penutup (over burden, OB) dan lapisan batubara terlebih dahulu. Aplikasi teknologi UCG dilakukan dengan membuat dua lubang bor, dimana satu lubang (sumur) berfungsi sebagai media untuk injeksi katalis dan lubang lainnya berfungsi sebagai lubang (sumur) produksi. Tujuan aplikasi teknologi eksploitasi tambang dengan mengekstrak batubara melalui teknologi energi bersih UCG adalah untuk mengoptimalkan penggunaan batubara yang tidak layak lagi untuk ditambang secara konvensional sebagai konversi energi alternatif dari batubara ke gas dan mengurangi emisi gas. Lokasi kajian di Wilayah Kontrak Penambangan (WKP) PTBA, PT. Medco Mining dan PT. Odira, di Propinsi Sumatera Selatan. Luasan total dari keseluruhan cekungan batubara Indonesia adalah 423.348 km2, dengan asumsi bahwa 20% luasan tersebut merupakan luasan cekungan yang potensial untuk pengembangan UCG, maka didapat luas sekitar 77.377,1 km2 diperoleh volume potensi sumberdaya batubara untuk UCG di Indonesia sebesar 1.869.048.418.000 meter kubik, apabila density diasumsikan 1,3 ton/meter kubik, maka akan dihasilkan tonase batubara 2.429.762.943.400 ton (2,429 triliun ton). Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 72 Dalam perhitungan perkiraan jumlah gas yang akan dihasilkan dari proses UCG dapat diketahui, dengan asumsi bahwa 1 ton batubara akan menghasilkan 3.000 Nm 3 gas bakar (producer gas), dengan nilai panas rendah yaitu < 200 BTU/scf (sebagai pembanding nilai panas gas alam adalah 1.000 Btu/scf). Dengan konversi 1 Nm3 = 35,315 scf, maka perkiraan jumlah gas yang akan dihasilkan dari proses UCG di Indonesia diketahui sebesar 257.420 Tscf. Apabila diasumsikan nilai kalor dari gas bakar adalah 150 Btu/scf (< 200 BTU/scf), maka perkiraan besarnya produksi gas yang akan dihasilkan dari proses UCG di sebelas cekungan batubara di Indonesia adalah 150 Btu/scf x 257.420 Tscf = 38.613.000 TBTU setara dengan 38.613 x 109 MMBTU. Nilai tersebut masih jauh lebih besar dibandingkan dengan gas yang dihasilkan dari gas alam sebesar 487 x 109 MMBTU dan Coal Bed Methane (CBM) sebesar 453 x 109 MMBTU (Gambar 66). Sumber: Sinha, 2007 Gambar 66. Konversi batubara ke gas. Pada umumnya teknologi aplikasi UCG di dunia dikenal dengan teknologiReverse combustion/counter current combustion, old Russian methods(Cougar Energy, Angren Uzbek) dan pengeboran direksional (Carbon Energy, Linc Energy). Pemilihan teknologi UCG untuk Indonesia sangat erat kaitannya dengan kondisi struktur geologi daerah dan peringkat batubaranya. Mengingat kondisi struktur geologi di Indonesia cukup sederhana dan peringkat batubara pada umumnya adalah lignit dan subbituminus (Tabel 6), maka teknologi UCG yang dipilih adalah dengan menggunakan teknologi pengeboran direksional (Gambar 67). Aplikasi teknologi pengeboran direksional ini dilakukan dengan membuat dua lubang bor, dengan satu lubang berfungsi sebagai media untuk injeksi katalis dan lubang lainnya berfungsi sebagai lubang produksi. Ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan sebagai bahan untuk pemilihan teknologi UCG di Indonesia. Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 73 Tabel 6. Parameter yang dipersyaratkan UCG Sumber; Linc Energy, 2011 Gambar 67. Aplikasi teknologi UCG Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 74 ALAMAT UNIT SATUAN KERJA BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL Sekretariat Badan Litbang ESDM Jl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 Telp.72798311, Fax. (021) 72798202 Website : http//www.litbang.esdm.go.id Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan Jl. Dr. Djundjunan No. 236 Bandung – 40174 Telp. (022) 6032151, 6032020, Fax (022) 6017887 Website : http//www.mgi.esdm.go.id Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara “tekMIRA” Jl. Jend. Sudirman No. 623 Bandung 40211 Telp. (022) 6030483, Fax. (022) 6003373 Website : http//www.tekmira.esdm.go.id Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Jl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 Telp. (021) 7394422, Fax. (021) 7246150 Website : http//www.lemigas.esdm.go.id Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi Jl. Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 Telp. (021) 7253530, Fax. (021) 7203525 Website : http//www.p3tkebtke.esdm.go.id Buku Tahunan Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral Tahun 2013 75
