LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) … · 2020. 8. 28. · Definisi Tujuan dan Makalah ini menggunakan metode studi literatur yang menganalisis LCA dari pembangkit listrik tenaga batu bara

Studi Komparatif

LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAPDI CHINA, INDIA DAN INDONESIA

Jakaria Aspan Latifah Mahasiswa S2 Unhan

Anti Khoerul Fikriyyah Mahasiswa S2 Unhan

Nugroho Adi Sasongko Dosen S2 Unhan

“Teknologi Penyimpan Energi Untuk Mendukung Pembangunan

Industri Kendaraan Listrik Nasional”

Seminar Teknologi Bahan dan Barang

Teknik

BEST FOR YouO R G A N I C S C O M P A N Y

PendahuluanBatubara (Coal)

2


Pendahuluan

3

30 % dari pasokan energi

dunia.

40 % dari produksi

listrik.

70 % bahan bakar

pembangkit listrik

tradisional.

Batubara adalah bahan baku yang murah,

proses penambangan dan pemrosesan lebih

sederhana dibandingkan dengan bahan

bakar fosil lainnya seperti minyak atau gas

alam.

Penambangan Transportasi Pembakaran

Electricity Coal Supply Chain


Pendahuluan

4

Cina adalah negara yang mengonsumsi

batu bara sebagai sumber energi 1,91

miliar MTOE dan tercatat sebagai

pengguna terbanyak di dunia.

India juga menempati posisi kedua

konsumen batubara terbesar di dunia.

Kebutuhan batubara di India dapat

mencapai 452 MTOE pada tahun

2018.

Kebutuhan batu bara sebagai sumber energi untuk

pembangkit listrik dipindahkan karena upaya untuk

mengurangi gas rumah kaca akibat proses pembakaran

batu bara yang menghasilkan emisi CO2 yang cukup

tinggi.

>Lingkungan

Namun, beberapa negara masih menggunakan batu bara

sebagai sumber energi utama untuk menghasilkan listrik.

Indonesia adalah negara penghasil

batubara terbesar kelima di dunia.

Indonesia diperkirakan memproduksi

lebih dari 386 juta ton per tahun.


Bahandan

Metode

5


Metode

Definisi Tujuan dan Makalah ini menggunakan metode studi

literatur yang menganalisis LCA dari pembangkit listrik

tenaga batu bara di Cina, India dan Indonesia. Peraturan

tentang LCA diatur dalam ISO 14040 [1] dan ISO 14044 [2].

Berdasarkan hal ini, LCA memiliki 4 fase yang terdiri dari [3]:

a. Tujuan dan Definisi (Goal and scope definition)

b. Analisis Inventaris (Inventory analysis)

c. Penilaian Dampak (Impact assessment)

d. Interpretasi (Interpretation)

6

Definisi Tujuan dan

Ruang Lingkup

Analisis Inventoris

Penilaian Dampak

• Pengemb

angan

Produk

• Rencana

Strategis

Interpretasi

Tahapan LCA

[1] ISO, “14040: Environmental management–life cycle assessment—Principles

and framework,” Int. Organ. Stand., 2006.

[2] ISO, “ISO 14044:2006,” Environ. Manag. - Life cycle assessement - Requir. Guidel.

ISO 14044, Int. Organ. Stand., 2006.

[3] F. Ailleret et al., “Comparison of Energy System Using Life Cycle

Assessment,” 2004.

LCA pada Cina, India, dan Indonesia


Cina

An LCA study of an electricity coal supply chain

(C. Wang and D. Mu)

» Studi kasus di Tiongkok, dilakukan analisis LCA pada pembangkitlistrik dengan menginvestigasi beban lingkungan kumulatif yangdihasilkan oleh rantai pasokan listrik untuk menghasilkan 1 kWh.

» Jiangzhuang Coal Mine (JZCM) dari Zaozhuang Coal Mining Groupdan ditransportasikan sejauh 93 Km menggunakan truk dandilakukan pembakaran pada Shiliquan Plant (SLQP) milikZaozhuang berkapasitas 1255 MW.

» Dilakukan evaluasi pada electricity coal supply chain meliputi 3proses, yaitu penambangan, transportasi, dan pembakaran.

8


9

Analisis Inventoris dan Penilaian Dampak

Didapatkan bahwa proses Pembakaran memberikan

dampak terbesar dalam menghasilkan gas buangan. Hal

ini diakibatkan pembangkit melakukan pembakaran pada

batubara yang digunakan memiliki nilai kalori yang

rendah (tinggi sulfur dan debu).

Dampak Lingkungan menggunakan GaBi 4’S CML 2001,

melalui 3 tahapan yaitu karakterisasi, normalisasi dan

pembobotan : Potensi Pemanasan Global (GWP), Potensi

Eutrotifikasi (EP), Potensi Pembuatan Foto Oksidan

(POCP), Potensi Pengasaman (AP), dan Potensi Deplesi

Ozon (ODP).

Potensi Pemanasan Global (GWP), dengan proses

Pembakaran, Penambangan, dan Transportasi.


Proses Penambangan :

CH4 terbanyak dihasilkan pada saat penambangan, sehingga pemanfaatan teknologi sepertipembangkit tenaga Methane yang telah banyak digunakan oleh Industri besar dapat diaplikasikan.

Proses Transportasi :

Transportasi merupakan proses dengan gas buangan terendah namun masih memiliki dampakterhadap lingkungan, aplikasi katalis oksidasi pada kendaraan sangat direkomendasi untuk mengoksidasi karbon monoksida menjadi karbon dioksida

Proses Pembakaran :

Mengubah efisiensi pembakaran batubara berpengaruh besar terhadap efisiensi energi dan rasioenergi juga merupakan cara untuk mengurangi beban lingkungan emisi gas buangan.

10

Interpretasi dan Analisis Perbaikan


Environmental life cycle assessment of Indian

coal-fired power plants(Udayan Singh, Naushita Sharma,Siba Sankar Mahapatra1)

» Pada studi kasus di India, dilakukan penelitian tentang skenario analisis LCAmenggunakan teori budaya.

» Terdapat dampak signifikan pada hasil LCA yang dihasilkan dari teori budayamenggunakan model Eco-indicator 99 (EI99), yang merupakan metodologi umumyang digunakan di seluruh studi global.

» Data inventaris Eropa untuk EI99 berdasarkan tiga kategori yaitu Egalitarian,Hierarchical Individualists.

» Studi Kasus pada Lapangan Batubara Sub-Bituminous Gondawa, Talchers.

11

India


12

Tujuan dan Definisi

» Tujuan utama dari makalah, melakukan analisis LCA dari pembangkit listrik tenaga batubaradi negara India dengan dan tanpa menggunakan teknologi mitigasi CO2, SO2 dan NOx.

» Walaupun menggunakan metodologi Eco-indicator 99 (EI99) namun terdapat sedikitperubahan, yaitu pada database emisi dan sumber daya yang mengikuti tingkat emisi dan polakonsumsi.

• Normalisasi : Pada tingkat emisi akan menggunakan Integrated Environmental Control Model

(IECM).

• Plant Inventory : Pada Pola Konsumsi mengacu pada 3 hal yaitu Human Health, QualityEcosystem, Resource.

» (Flue gas desulfurization (FGD), Selective catalytic reduction (SCR), dan Carbon capturestorage (CCS)) dalam mitigasi gas buangan pembangkit listrik di India 500 MW Sub Criticaldan 660 MW Super Critical.


» Dalam studi ini, langkah pertama memasukkan faktor normalisasi

untuk berbagai kategori LCA, seperti kesehatan manusia, kualitas

ekosistem dan sumber daya. Faktor normalisasi dikembangkan untuk tiga

perspektif yaitu Egalitarian, Hierarkis, dan Individualis untuk menilai

dampak tersebut. Begitu faktor normalisasi untuk berbagai dampak,

masing-masing faktor-faktor dinormalisasi dan kemudian diberi bobot

menggunakan faktor pembobotan berdasarkan EI99.

» Inventarisasi pabrik dilakukan dengan menggunakan Integrated

Environmental Control Model (IECM) yang dikembangkan oleh

Carnegie Mellon University, USA. Model ini adalah platform perangkat

lunak multiparameter yang memungkinkan pengguna untuk

mengkonfigurasi pembangkit listrik tenaga batu bara berdasarkan basis

pembangkit kondisi, jenis bahan bakar, kontrol tambahan yang

digunakan, dll. Pada jurnal ini, telah membuat pada model unit sub-kritis

500 MW dan 660 MW unit super kritis.13

Normalisasi dan Plant Inventory

Perbandingan Objektif Karateristik dari perspektif Egaliter,

Hirarkis, dan Invidualis

(Thompson et al. 1990; Hofstetter 1998; Goedkoop and

Spriensma 2000).


14

Hasil Penelitian

Normalisasi pada masing-masing perspektif

Skor EIE pada masing-masing perspektifpada pembangkit 500 MW Sub Critical

Skor EIE pada masing-masing perspektifpada pembangkit 660 Super Critical


» Hasil penelitian menunjukkan bahwa dalam semua perspektif, sangat penting untuk menggunakanteknologi mitigasi SO2 dan NOx di pembangkit listrik tenaga batu bara karena ada penurunanEIE di ketiga perspektif.

» Penggunaan CCS sangat tergantung pada perspektif :

• Skenario ini tidak menguntungkan bagi CCS dalam perspektif egaliter,

• Skenario ini mendekati netral dalam perspektif hierarkis dan

• Skenario ini cukup menguntungkan dalam perspektif individualis.

» Ini sesuai dengan situasi nyata CCS karena implementasinya sebagian besar didorong oleh sikappara pemangku kepentingan dalam pemerintahan pendidikan, industri dan akademisi.

» Saat ini, Pemerintah India tidak begitu menyukai CCS karena biaya yang sangat tinggi dan penaltienergi yang besar. Oleh karena itu, jika di masa depan, hukuman energi dan biaya untukmengimplementasikan CCS di mana pembangkit listrik India turun, itu akan mengarah padapengurangan EIE untuk CCS, yaitu perubahan karena kondisi teknis dan fisik pabrik dan jugaperubahan sikap pemerintah yang lebih menguntungkan.

15

Hasil Penelitian


Penakaran Daur Hidup Pembangkit Listrik Tenaga Uap (Pltu) Batubara Kapasitas 50 MW

(Kartini Megasari, Deni Swantomo, Maria Christina P)

» Pada studi kasus di Indonesia, dilakukan penelitian tentang skenarioanalisis LCA pada PLTU berkapasitas 50 MW, dilakukanpenakaran terhadap emisi, limbah, material, dan energi yangdigunakan.

» Dalam LCA ini mempunyai cakupan semua proses yang pentingdalam produksi listrik PLTU batubara mulai dari prosespenambangan batubara, pengolahan batu bara, transportasi danpengoperasian PLTU.

16

Indonesia


17

Analisis Inventoris

Inventori emisi dan limbah menggunakan data dari NERL (National Renewable Energy Laboratory)

Emisi Udara pada proses

Penambangan

Limbah Cair pada

proses Penambangan

Proses Penambangan Transportasi Pembakaran

Analisis Emisi Udara Pada PLTU

50 MWatt

Analisis Limbah Padat Pada PLTU

50 MWatt

Emisi yang Dihasilkan Pada Transportasi

Batubara


18

Penilaian Dampak

Data mengenai efek negatif yang diakibatkan dari masing-masing kategori telah peroleh padaTabel dibawah, walaupun tidak menjelaskan secara lengkap efek toksikologinya. Tujuan utamapenakaran/penilaian dampak ini hanya memberikan informasi mengenai dampak emisi PLTUbatu bara pada ekologi dan kesehatan manusia.

Potensi Dampak PLTU Batubara Terhadap Ekologi dan Kesehatan Manusia


19

Interpretasi atau Analisis Perbaikan

Proses Penambangan :

Usaha untuk mengurangi dampak negatif PLTU batubara dapat dimulai dari proses penambangan

batubara. Salah satu proses yang dapat digunakan adalah dengan teknologi Underground Coal Gasification

(UCG). Teknologi ini merupakan proses untuk mengkonversikan batubara secara in-situ menjadi bahan bakar

gas dan untuk penggunaan industri kimia lainnya.

Proses Transportasi :

Usaha untuk mengurangi dampak polusi udara dari kegiatan transportasi yaitu dengan mempersingkat rute yang

digunakan, pembangkit dapat diletakkan dekat dengan mulut tambang sehingga dapat memangkas jarak.

Proses Pembakaran :

Usaha lain yang dapat dilakukan untuk membuat PLTU batubara yang ramah lingkungan dapat menerapkan

teknologi bersih batubara. Batubara yang dibakar di boiler akan menghasilkan tenaga listrik serta

menghasilkan emisi seperti partikel, SO2, NOx, dan CO2. Emisi tersebut dapat dikurangi menggunakan

teknologi seperti denitrifikasi, desulfurisasi, electrostratic precipitator (penyaring debu), dan separator

CO2.

Proses Recyling :

Mengolah Polutan menjadi Gipsum menggunakan teknologi Gas buang dari cerobong dimasukkan kedalam fasilitas flue gas desulfurization (FGD) , Mengolah polutan menjadi pupuk menggunakan electronbeam machine atau Mesin Berkas Elektron (MBE).


Analisis LCA dilakukan oleh pembangkit listrik di tiga negara yangberbeda yaitu Ciba, India, dan Indonesia. Terdapat spesifikasipembangkit listrik yang diteliti dari tiga negara tersebut sepertipada tabel 1.

20

Komparasi

Spesifikasi Satuan Cina India Indonesia

kapasitas MW 1225 500 50

efisiensi % 32 85 65

HHV kJ/kg 22675 16360 31611.38

Parameter Satuan Cina India Indonesia

CO2 kg/kWh 0.91022 0.9647 0.096985

SO2 kg/kWh 0.000954 0.004774 0.0064

Nox kg/kWh 0.00082 0.00326 0.003039

Partikulat kg/kWh 0.000092 0.000135

Untuk membuktikan hal tersebut, dapat dilakukan analisa

terkait emisi udara yang dihasilkan dari setiap PLTU di tiga

negara. Pada tabel 2 menunjukkan dampak emisi udara yang

dihasilkan dari PLTU batubara

Berdasarkan hasil tersebut, PLTU batubara Cina, India dan Indonesia pada dasarnya

memiliki dampak lingkungan yang sama. Maka dari itu, perlu adanya pengelolaan lebih

lanjut melalui teknologi yang ada seperti CCS (Carbon Capture Storage), FSD (Flue Gas

Desulfurization), dan SCR (Selective Catalytic Reduction) untuk meminimalisir emisi

CO2, SO2, dan NOx.

Tabel 1 Spesifikasi Pembangkit Listrik Cina, India, dan

Indonesia

Tabel 2 Dampak pencemaran udara Pembangkit

Listrik Tenaga Uap di Cina, India, dan Indonesia


21

Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan

Hasil perbandingan yang dibuat dengan membandingkan analisis LCA antar 3 (tiga) negara,didapatkan kesimpulan :

1. LCA adalah metode yang tepat untuk digunakan dalam menganalisis dampak lingkungan yang dihasilkan oleh

pembangkit listrik.

2. Ketiga jurnal menghasilkan pernyataan bahwa emisi gas buang terbesar terjadi selama pembakaran batu bara,

kemudian proses penambangan batu bara, dan proses transportasi.

3. Efisiensi teknologi yang digunakan dalam setiap proses dianggap kurang sehingga diperlukan peningkatan pada segi

kualitas dan modernisasi sehingga gas buangan yang dihasilkan dapat berkurang.

Saran

1. Dibutuhkan peningkatan terhadap alat dan teknologi yang digunakan pada setiap prosesnya, meliputi pada saat

penambangan batubara, transportasi batubara, dan pembakaran batubara.

2. Kebijakan dan peraturan yang akan dibuat lebih bersifat meluas sehingga mencakup Pemrosesan segala bentuk emisi

buangan

Terima Kasih

Documents

LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) … · 2020. 8. 28. · Definisi Tujuan dan Makalah ini menggunakan metode studi literatur yang menganalisis LCA dari pembangkit listrik tenaga batu bara