OLEH : Dhika Fitradiansyah Riliandi 2205 100 003

STUDI PEMANFAATAN KOTORAN SAPI UNTUK GENSET
LISTRIK BIOGAS, PENERANGAN DAN MEMASAK
MENUJU DESA NONGKOJAJAR (KECAMATAN TUTUR)
MANDIRI ENERGI.
OLEH :
Dhika Fitradiansyah Riliandi
2205 100 003
Dosen
Pembimbing
Dosen
Pembimbing 1
1
Ir. Syarifuddin Mahmudsyah, M.Eng
Dosen Pembimbing 2
Ir. Teguh Yuwono
LATAR BELAKANG
Kondisi ketenagalistrikan di Indonesia saat ini :
1.
Total Pembangkit di Indonesia sebesar 25.218 MW, yang
sebagian besar terdiri dari energi fosil. Pada saat ini di
Kabupaten pasuruan menggunakan bahan bakar minyak/gas
(PLTGU Grati) dengan kapasitas 500MW.
2.
Pertumbuhan permintaan tenaga listrik selama kurun
waktu 10 tahun terakhir mencapai rata-rata 6 – 9% setiap
tahunnya (Sumber Data Statistik PLN). Hal ini tidak
diimbangi dengan pasokan listrik yang cukup.
3.
Terjadi krisis energi listrik di beberapa daerah beberapa
tahun terakhir di indonesia. Khususnya di desa nongkojajar
yang sering mengalami pemadaman 3-8 kali dalam satu
bulan
Penggunaan Jenis Pembangkit Di Indonesia
Sumber: Data statistik PLN tahun 2008
KAPASITAS PEMBANGKIT TERPASANG
Panas Bumi
2%
PLTU
Batu Bara
27%
Gas Turbine
4%
Diesel
1%
Hidro
16%
Geothermal
2%
Combine Cycle
Gas
21%
Hydroelectric
14%
Fuel oil
34%
Natural gas
24%
PLTU BBM
5%
PLTU Gas
6%
Combine Cycle
BBM
18%
Coal
26%
PERMASALAHAN
1.
2.
3.
4.
5.
Bagaimana Kondisi energi dan ketenagalistrikan khususnya
di Kabupaten Pasuruan desa Nongko Jajar saat ini?
Bagaimana Penggunaan energi terbarukan di Kabupaten
Pasuruan?
Bagaimana cara mengatasi krisis energi listrik yang terjadi
di Kabupaten Pasuruan khususnya di desa Nongko Jajar?
Bagaimana Potensi energi baru terbarukan khususnya
biogas dengan menggunakan kotoran sapi perah di desa
Nongko Jajar-Kabupaten Pasuruan yang kaitannya terhadap
sumber energi listrik?
Apakah teknologi biogas dapat diterapkan sebagai sumber
energi baru dan terbarukan di desa nongko jajar dengan
menggunakan analisa keputusan?
TUJUAN PENELITIAN
1.
2.
3.
4.
5.
Menemukan sumber energi alternatif renewable baru untuk
menggantikan sumber energi non renewable.
Untuk mengidentifikasi jumlah produksi dan potensi kotoran
Sapi Perah di Nongko Jajar.
Membangun sumber pembangkit tenaga listrik agar ketersediaan
energi listrik terpenuhi.
Untuk mengetahui dampak pembangunan PLT Biogas kotoran
Sapi terhadap lingkungan sekitar.
Untuk mengetahui kelayakan investasi pembangunan proyek
pembangkit dari perspektif ekonomi.
METODOLOGI PENELITIAN
Studi literatur
Pengumpulan data
Analisis Peramalan Kebutuhan
Listrik
Analisa Investasi
Penulisan Buku Tugas
Akhir
Analisa Studi
Kelayakan
Analisa dampak
lingkungan
TEORI PENUNJANG
Sekilas Kecamatan Tutur
 Secara administrasi wilayah Kecamatan tutur terbagi atas 12 wilayah
kelurahan
 Pada tahun 2010 kecamatan tutur memiliki peternakan sapi perah
sebesar 16 ribu ekor sapi perah. Desa nongkojajar merupakan daerah
peternakan yang cukup besar kecamatan Tutur, pada tahun 2010 di
desa nongkojajar terdapat 10.400 ekor sapi perah.
• Berdasarkan registrasi penduduk tahun 2007 jumlah penduduk
Kecamatan Tutur sebesar 51.595 jiwa, terdiri dari laki-laki
25.998 jiwa (50.4 % ) dan perempuan 25.598 jiwa ( 49.6 % ).
Dengan luas wilayah sebesar 86,300 km2 , Kepadatan penduduk
di Kecamatan Tutur tahun 2007 adalah 598 per km2.
• Perekonomian Kecamatan Tutur dalam tahun 2007 tumbuh
sebesar 5.07%, pertumbuhan tersebut lebih besar dibandingkan
tahun 2005 yang hanya 4.06%.
Data kondisi ketenagalistrikan
Kabupaten Pasuruan
Dari total daya listrik yang digunakan pelanggan PLN di area
Kecamatan tutur Desa Nongkojajar, PLN mengalami devisit daya
hingga 18,23 MW. APJ PLN Pasuruan melakukan pemadaman
bergilir mengurangi pasokan listrik. RE di Pasuruan dari tahun
mengalami peningkatan sebesar 1.18% pertahun.
Peramalan Beban dengan metode DKL
3.01
Dengan metode DKL 3.01 didapatkan peramalan
Beban Puncak Kabupaten Pasuruan dan Neraca
Daya.
Dengan menggunakan
metode DKL 3.01 dapat
dihitung energi produksi
dan beban puncak setiap
tahunnya
Neraca Daya
Pada tabel dapat dilihat
bahwa pada tahun 2009
beban puncak sudah
melampaui
daya
mampu,
hal
ini
mengindikasi
bahwa
sudah terjadi defisit
energi
listrik
di
kabupaten pasuruan.
Analisa Pembangunan
Pembangkit Listrik Tenaga
BIOGAS Kotoran Sapi
Potensi Sapi Perah di Desa NongkoJajar
 Desa nongko jajar termasuk dalam
area kecamatan tutur, didesa
nongko jajar ini peternakan
merupakan peternakan sapi perah
terbesar di kecamatan tutur.
Perkembangan perternakan sapi
perah di desa nongko jajar
mencapai 3,35 % pertahun .
Biogas Untuk Genset Listrik
 Biogas merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang
dapat menjawab kebutuhan energi alternatif. Gas ini berasal
dari berbagai macam limbah organik seperti sampah
biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat
dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik
digestion.
 Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari
material organik dengan bantuan bakteri. Gas yang
dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana.
Komposisi Biogas
No
Komponen
%
1
Metana (CH4)
55-75
2
Karbon dioksida (CO2)
25-45
3
Nitrogen (N2)
0-0.3
4
Hidrogen (H2)
1-5
5
Hidrogen sulfida (H2S)
0-3
6
Oksigen (O2)
0.1-0.5
Semakin besar gas metana yang dihasilkan maka semakin besar pula energi
yang dapat dihasilkan
Tahap Awal Pembangunan Biogas
Proses Biogas Setelah Tercipta Gas Methan
Komponen Pembangkit Biogas di Desa Nongkojajar
Sistem Pengaduk
Saluran Gas
Saluran Masuk
kotoran segar
Saluran Keluaran
Residu
Reaktor Kubah Tetap
Genset Biogas
Genset Biogas
Genset biogas 800 Watt pada sistem bahan bakarnya. Sehingga
dibutuhkan Genset khusus untuk menghasilkan energi listrik
dengan menggunakan bahan bakar biogas.
4700-6000 Kkal
0,8 liter bensin
1 M3 Biogas
0,48 kg gas LPG
0,52 liter solar
4,7 kWh listrik
Di desa Nongko jajar menggunakan genset
berkapasitas 1200 VA, dengan daya yang dihasilkan
800 Watt. Sehingga dengan menggunakan 10 sapi
dapat menghasilkan daya 800 Watt secara kontinyu.
Penggunaan
Jenis
Sapi
Banyak
Tinja
(Kg/hari)
25
Kandung
an BK
(%)
20
Biogas
(m3 /kg.BK)
Memasak
Energi 1 m3 biogas
Untuk memasak 3 jenis makanan
untuk 5 – 6 orang
Bahan Bakar
0,8 liter bensin
Listrik
4,7 KWH listrik
0,023 - 0,040
Kambing/
Domba
1,13
26
0,040 - 0,059
Ayam
0,18
28
0,065 - 0,116
Itik
0,34
38
0,065 - 0,116
Babi
7
9
0,040 - 0,059
Manusia
0,25-0,4
23
0,020 - 0,028
Potensi Energi Biogas Di Desa NongkoJajar
Pada Tahun 2010 Potensi sapi di nongko jajar terdapat 10.400 ekor sapi perah, sapi dewasa
sekitar 8.525 ekor sapi yang mampu menghasilkan 25 Kg kotoran perhari. Dari populasi sapi
perah di desa Nongko Jajar, dapat dihitung besarnya energi listrik yang dihasilkan.
Produksi kotoran tiap harinya :
Sapi perah dewasa dengan populasi 8.525 ekor dengan rata-rata produksi kotoran tiap harinya 25
kg/hari maka produksi kotoran sapi perah di desa nongko jajar adalah :
8.525 x 25 = 213.125 kg/hari
Sedangkan kandungan bahan kering untuk kotoran sapi perah 20% maka kandungan bahan kering
total untuk kotoran sapi perah adalah :
213.125 x 0,2 = 42.625 kg.BK
Maka potensi biogas dari kotoran sapi di desa Nongko Jajar adalah :
42.625 x 0,04 = 1705 m3
Dengan demikian potensi biogas dari kotoran sapi di desa nongko jajar dapat menghasilkan
energi listrik sebesar :
1705 m3 x 4,7 kWh = 8,014 MWh/hari
Pada saat ini penggunaan biogas masih belum optimal karena beberapa
faktor. Didesa Nongko Jajar kubah dengan ukuran 8m3 hanya
menghasilkan 800 watt. Ketidakoptimalan biogas ini disebabkan
beberapa faktor seperti:
Temperatur
Temperatur yang optimal untuk digester adalah temperatur 30 – 35 C,
kisaran temperatur ini mengkombinasikan kondisi terbaik untuk
pertumbuhan bakteri dan produksi methana di dalam digester dengan
lama proses yang pendek. Di desa Nongko Jajar tergolong daerah yang
sangat dingin, sehingga temperature optimal tidak tercapai dengan baik
Zat Racun (Toxic)
Ada beberapa di desa nongkojajar yang menggunakan bahan kimia untuk
sapi perah dapat berupa makanan. Hal ini berpengaruh ke kinerja
biodigester
Digester
Ketidakoptimalan juga disebabkan oleh pembangunan digester, bila tidak
optimal akan menyebabkan banyak gas yang terbuang secara percuma.
Analisa ekonomi
Perhitungan Biaya Pembangkitan Total
Persamaan biaya pembangkitan total dalam
pembangkitan tahunan dapat dinyatakan sebagai berikut:
TC = CC + FC + O&M
dimana
Untuk suku bunga i = 9 % maka :
TC
= BiayaTotal
CC
= Biaya Modal
FC
= Biaya Bahan Bakar
O&M
= Biaya Operasi dan Perawatan
TC = 3.26 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh
= 3.67cent / kWh
= 0,0367 US$/kWh
= 367 Rp/kWh
Untuk Suku Bunga i = 6%
Untuk suku bunga i = 6 % maka :
TC = 2.54 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh
Untuk suku bunga i = 12 % maka:
TC = 4.14 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh
= 2.95 cent / kWh
= 4.55 cent / kWh
= 0,0295 US$/kWh
= 0,0455 US$/kWh
= 295 Rp/kWh
= 455 Rp/kWh
Biaya Pembangkitan PLT Biogas Kotoran Sapi
Bila harga 1 US$ = Rp 10.000,00
Analisa ekonomi Harga Jual Listrik
Harga jual listrik didapatkan dari hasil perhitungan sebagai berikut :
Untuk Suku Bunga i = 12%
Harga jual listrik
= 0,0455 US$/kWh+ (0,12 x 0,0455 US$/kWh)
= 0,05096 US$/kWh
= Rp 509.6/kWh
Untuk Suku Bunga i =9%
Harga jual listrik
= 0,0326 US$/kWh+ (0,09 x 0,0326 US$/kWh)
= 0,0355.34 US$/kWh
= Rp 355.34/kWh
Untuk Suku Bunga i =6%
Harga jual listrik
= 0,0254 US$/kWh+ (0,06 x 0,0254 US$/kWh)
= 0,026924 US$/kWh
= Rp 269.24/kWh
Daya Beli Penduduk Kab Pasuruan
Daya beli masyarakat sangat menentukan seberapa besar harga jual listrik yang mampu
dibayar oleh pengguna listrik. Besarnya biaya pembangkitan total akan dibandingkan dengan
harga energi listrik yang dapat dibeli masyarakat.
Dengan input data kabupaten Pasuruan sebagai berikut :
Pendapatan perkapita penduduk setiap bulan = Rp 671.722
Dengan mengasumsikan dalam 1 rumah tangga penduduk memiliki 4 anggota keluarga
sehingga didapat :
Pendapatan rumah tangga = Rp 671.722 x 4 = Rp 2.686.888
Sedangkan pengeluaran rumah tangga untuk konsumsi energi listrik rata-rata berkisar 6% 10%. Dengan diasumsikan pengeluaran rumah tangga untuk energi listrik rata-rata adalah
8%, maka pengeluarannya sebesar Rp. 241.820,2
Dengan sambungan daya pelanggan pada 900 VA maka dengan
asumsi power faktor 0,8 didapat sambungan daya dalam watt
sebesar :
900 VA x 0.8 = 0.72 kw
Maka konsumsi listrik dalam 1 bulan didapat :
Dengan faktor beban sebesar 54.73 % tahun 2008 maka :
Kwh 1 bulan = 0.72 kw x 30 x 24 x 0.5473
Kwh 1 bulan = 283.720 kw
Dengan biaya beban sebesar Rp. 17.000 (sesuai Keppres no. 103
tahun 2003 mengenai Tarif Dasar Listrik).
Biaya beban
= Rp 17.000
Biaya pemakaian = 283.720 kWh/bulan · Rp 630/kWh
= Rp 178.743
Biaya total
= biaya beban + biaya pemakaian
= Rp 195.743,8
Sehingga daya beli listrik masyarakat kabupaten Pasuruan adalah:
Daya beli
= (241.820,2/ 195.743,8) · Rp 630/kWh
= Rp 778.3 /kWh
Perbandingan dengan Beberapa Sumber PLT lain
Uraian
Satuan
PLT Biogas
PLT Diesel
PLT Surya
-
Kotoran Sapi
Solar
Surya
Tahun
25
25
25
Biaya Modal
US$/kWh
0.0254
0.00768
0.0523
Biaya Bahan
Bakar
US$/kWh
-
0.175
-
Biaya O & M
US$/kWh
0.0041
0.0425
0.0145
Biaya
Pembangkitan
US$/kWh
0.0295
0.22518
0.0668
Jenis Bahan
Bakar
Life Time
CDM(Clean Development Mechanism)
 Negara maju dapat menurunkan emisi gas rumah kacanya
dengan mengembangkan proyek ramah lingkungan di negara
berkembang, dan membebankan pajak karbon (Carbon Tax)
pada industri-industri penghasil karbon.
 CDM adalah mekanisme dibawah Kyoto Protocol, yang
dimaksudkan untuk membantu negara maju/industri
memenuhi sebagian kewajibannya menurunkan emisi serta
membantu negara berkembang dalam upaya menuju
pembangunan berkelanjutan dan kontribusi terhadap
pencapaian tujuan konvensi perubahan iklim.
Dampak Lingkungan Biogas
Tahap Konstruksi
Pada tahap konstruksi akan terjadi penurunan kualitas udara
berupa meningkatnya kandungan debu akibat transportasi
bahan bangunan, peralatan dan pekerja di sepanjang jalan yang
dilewati sarana transportasi menuju ke lokasi proyek.
Tahap Operasi
Dampak terhadap lingkungan dari tahap operasi pada PLT
Biogas adalah PLT Biogas ini tidak mengeluarkan emisi atau gas
buangan seperti pembangkit yang menggunakan bahan bakar
fosil. Selain itu PLT Biogas juga dapat mereduksi zat-zat dari
kotoran hewan yang dapat mencemarkan lingkungan dengan
menghasilkan gas-gas yang dapat menimbulkan efek rumah kaca
Kesimpulan
Besaranya daya mampu di Kabupaten Pasuruan saat ini sebesar 260.35
MW pada tahun 2008 beban puncak sudah mencapai 278,58 sehingga
mengalami defisit 18,23 MW.. Untuk mengantisipasi pemadaman
bergilir perlu dilakukan mengoptimalkan potensi Sumber daya daerah
(SDA) daerah.
2. Dengan memiliki sapi perah sebanyak 10 ekor dapat menghasilkan daya
800 watt untuk setiap rumah tangga. Seperti diketahui kotoran sapi
perah perhari bisa mencapai 25 kg, dengan jumlah potensi peternakan
sapi di desa nongkojajar sampai 10.400 ekor sapi. Dapat digunakan
sebagai sumber energi listrik, sehingga nongkojajar tergolong desa
mandiri energi
1.
Kesimpulan
3.
Dengan daya beli listrik rumah tangga sebesar Rp.778,3 dibandingkan
dengan harga jual energi listrik dari biogas sebesar Rp.509.6 maka
masyarakat kabupaten pasuruan/desa nongkojajar mampu untuk
membeli energi listrik dengan bahan bakar Biogas. Pembangkit Listrik
Tenaga Biogas dengan menggunakan Kotoran sapi perah layak untuk
dikembangkan di desa nongkojajar sesuai dengan analisa ekonomis dan
lingkungan.
Saran
1.
2.
3.
4.
Perlu diadakan pergantian dari bahan bakar fosil ke bahan bakar renewable,
untuk mengatasi permasalahan krisisnya energy listrik.
Pemanfaatan Biogas sebagai salah satu energi alternatif di Indonesia perlu
mendapat perhatian serius dari pemerintah karena potensi dari energi
terbarukan ini sangat besar dan potensial.
Perlunya penelitian lebih lanjut tentang pemanfaatan energi terbarukan untuk
pembangkit listrik sehingga didapatkan alternatif untuk diversifikasi dan
mendapatkan harga energi yang lebih kompetitif untuk jangka panjang.
Indonesia memiliki sapi perah yang tergolong sangat tinggi,dengan potensi itu
maka layak untuk dikembangkan energy biogas sebagai energy alternative
pegganti energy fosil.
Terima Kasih
Suplemen
1.
Dalam satu rumah tangga untuk memasak 2 kali dan
sambungan listrik 450VA, berapa sapi yang dibutuhkan?
Jawab:
Dengan daya 450 VA dan untuk memasak 2 kali diperkirakan
membutuhkan sapi sebanyak 5 ekor sapi perah. Dengan
kotoran setiap harinya 125 kg yang dimasukkan ke digester.
Pada data diatas 1m3 akan menghasilkan 4,7 KWh dan
membutuhkan lama proses 2 hari(48Jam). Sehingga 4,7 KWh
: 48 h = 98Watt, bila 5 sapi maka 5 x 98Watt = 490Watt.
2. Bila genset 1200 VA, dapat menyala berapa jam? Berapa
kapasitas yang terbangkit?
jawab:
Genset dapat menyala selama 5 jam dengan daya 800 watt,
bila menggunakan 2 genset akan dapat menghasilkan daya
secara kontinyu. Karena genset harus beristirahat selama 2
jam setelah pemakaian 5 jam.
Kotoran Ternak Briket dari Hasil Biogas
 10 batang briket sehari atau setara dengan 0,02m3
 0,02 m3
8 m3
0,02/8
briket
10 briket
?
= 10/x
x = (8 . 10) / 0,02 = 4000