Dosen Pembimbing 1Dosen Pembimbing 1

Ir. Syarifuddin Mahmudsyah, M.Eng

Dosen Pembimbing 2

Ir. Teguh Yuwono

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.

LATAR BELAKANGKondisi ketenagalistrikan di Indonesia saat ini :

1. Total Pembangkit di Indonesia sebesar 25.218 MW, yangsebagian besar terdiri dari energi fosil. Pada saat ini diKabupaten pasuruan menggunakan bahan bakar minyak/gas(PLTGU Grati) dengan kapasitas 500MW.

2. Pertumbuhan permintaan tenaga listrik selama kurunwaktu 10 tahun terakhir mencapai rata-rata 6 – 9% setiaptahunnya (Sumber Data Statistik PLN). Hal ini tidakdiimbangi dengan pasokan listrik yang cukup.

3. Terjadi krisis energi listrik di beberapa daerah beberapatahun terakhir di indonesia. Khususnya di desa nongkojajaryang sering mengalami pemadaman 3-8 kali dalam satubulan

Penggunaan Jenis Pembangkit Di Indonesia

Sumber: Data statistik PLN tahun 2008

Hidro

16%

Diesel

1%Panas Bumi

2%

Gas Turbine

4%

PLTU

Batu Bara

27%

PLTU BBM

5% PLTU Gas

6%

Combine Cycle

Gas

21%

Combine Cycle

BBM

18%

Geothermal

2%

Hydroelectric

14%

Coal

26%

Fuel oil

34%

Natural gas

24%

KAPASITAS PEMBANGKIT TERPASANG

PERMASALAHAN1. Bagaimana Kondisi energi dan ketenagalistrikan khususnya

di Kabupaten Pasuruan desa Nongko Jajar saat ini?

2. Bagaimana Penggunaan energi terbarukan di KabupatenPasuruan?

3. Bagaimana cara mengatasi krisis energi listrik yang terjadidi Kabupaten Pasuruan khususnya di desa Nongko Jajar?

4. Bagaimana Potensi energi baru terbarukan khususnyabiogas dengan menggunakan kotoran sapi perah di desaNongko Jajar-Kabupaten Pasuruan yang kaitannya terhadapsumber energi listrik?

5. Apakah teknologi biogas dapat diterapkan sebagai sumberenergi baru dan terbarukan di desa nongko jajar denganmenggunakan analisa keputusan?

TUJUAN PENELITIAN1. Menemukan sumber energi alternatif renewable baru untuk

menggantikan sumber energi non renewable.

2. Untuk mengidentifikasi jumlah produksi dan potensi kotoran

Sapi Perah di Nongko Jajar.

3. Membangun sumber pembangkit tenaga listrik agar ketersediaan

energi listrik terpenuhi.

4. Untuk mengetahui dampak pembangunan PLT Biogas kotoran

Sapi terhadap lingkungan sekitar.

5. Untuk mengetahui kelayakan investasi pembangunan proyek

pembangkit dari perspektif ekonomi.

METODOLOGI PENELITIAN

Studi literatur

Pengumpulan data

Analisis Peramalan Kebutuhan

Listrik

Analisa dampak

lingkungan

Analisa Studi

Kelayakan

Penulisan Buku Tugas

Akhir

Analisa Investasi

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 pendudukKecamatan Tutur sebesar 51.595 jiwa, terdiri dari laki-laki25.998 jiwa (50.4 % ) dan perempuan 25.598 jiwa ( 49.6 % ).Dengan luas wilayah sebesar 86,300 km2 , Kepadatan pendudukdi KecamatanTutur tahun 2007 adalah 598 per km2.

• Perekonomian Kecamatan Tutur dalam tahun 2007 tumbuhsebesar 5.07%, pertumbuhan tersebut lebih besar dibandingkantahun 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 dilihatbahwa pada tahun 2009beban puncak sudahmelampaui dayamampu, hal inimengindikasi bahwasudah terjadi defisitenergi listrik dikabupaten 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 Masuk

kotoran segar

Saluran Keluaran

Residu

Saluran Gas 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.

1 M3 Biogas

4700-6000 Kkal

0,8 liter bensin

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.

Jenis

Banyak

Tinja

(Kg/hari)

Kandung

an BK

(%)

Biogas

(m3 /kg.BK)

Sapi 25 20 0,023 - 0,040

Kambing/

Domba1,13 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

Penggunaan Energi 1 m3 biogas

Memasak Untuk memasak 3 jenis makanan

untuk 5 – 6 orang

Bahan Bakar 0,8 liter bensin

Listrik 4,7 KWH listrik

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:

TemperaturTemperatur 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 PembangkitanTotal

Persamaan biaya pembangkitan total dalam

pembangkitan tahunan dapat dinyatakan sebagai berikut:

TC = CC + FC + O&M

dimana TC = BiayaTotal

CC = Biaya Modal

FC = Biaya Bahan Bakar

O&M = Biaya Operasi dan Perawatan

Untuk Suku Bunga i = 6%

Untuk suku bunga i = 6 % maka :

TC = 2.54 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh

= 2.95 cent / kWh

= 0,0295 US$/kWh

= 295 Rp/kWh

Untuk suku bunga i = 9 % maka :

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 = 12 % maka:

TC = 4.14 cent / kWh + 0 cent / kWh + 0.41 cent / kWh

= 4.55 cent / kWh

= 0,0455 US$/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 mampudibayar oleh pengguna listrik. Besarnya biaya pembangkitan total akan dibandingkan denganharga 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 keluargasehingga 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 adalah8%, 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

Jenis Bahan

Bakar- Kotoran Sapi Solar Surya

Life Time Tahun 25 25 25

Biaya Modal US$/kWh 0.0254 0.00768 0.0523

Biaya Bahan

BakarUS$/kWh - 0.175 -

Biaya O & M US$/kWh 0.0041 0.0425 0.0145

Biaya

PembangkitanUS$/kWh 0.0295 0.22518 0.0668

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.

CDM(Clean Development Mechanism)

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

1. 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

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.

Saran1. Perlu diadakan pergantian dari bahan bakar fosil ke bahan bakar renewable,

untuk mengatasi permasalahan krisisnya energy listrik.

2. 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.

3. 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.

4. 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 10 briket

8 m3 ?

0,02/8 = 10/x x = (8 . 10) / 0,02 = 4000

briket