(Untuk Pembangkit Listrik Yang Menggunakan BBM Atau BBG)

Teknologi Kogenerasi

Untuk Pembangkit Listrik

Neraca Energi Sistem Pembangkitan PLN:(tahun 2011)

(Sumber Data: Statistik Ketenagalistrikan Tahun 2011, DJK-ESDM 2012)

3 Jenis Pembangkit Listrik Berbahan Bakar Minyak Atau Gas:

PLTD: Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, menggunakan mesin penggerak berbahar bakar

minyak diesel (dengan panas buang sekitar 400C)

PLTMG: Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas, menggunakan mesin penggerak berbahan

bakar gas (dengan panas buang sekitar 400C)

PLTG: Pembangkit Listrik Tenaga Gas, menggunakan turbin penggerak berbahan bakar

gas (dengan panas buang sekitar 400C -500C untuk turbin besar)

Diesel / Gas Engine

Gas Turbine

Kapasitas Terpasang Nasional :

PLTD, PLTMG, PLTG dan Pembangkit Listrik Lainnya

PLTD (MW) PLTMG (MW) PLTG (MW)

Lainnya Non-

Terbarukan

(MW)

Lainnya

Terbarukan

(MW)

TOTAL (MW)

Nasi-

onal

Oleh

PLN

Nasi-

onal

Oleh

PLN

Nasi-

onal

Oleh

PLN

Nasi-

onal

Oleh

PLN

Nasi-

onal

Oleh

PLN

Nasi-

onal

Oleh

PLN

2006 3.165 2.782 21 - 3.102 2.727 18.830 13.921 4.568 3.924 29.688 23.354

2007 3.211 2.829 33 - 3.220 2.743 19.714 14.175 4..674 3.916 30.853 23.6642007 3.211 2.829 33 - 3.220 2.743 19.714 14.175 4..674 3.916 30.853 23.664

2008 3.272 2.890 66 10 3.068 2.496 20.304 14.751 4.748 3.919 31.462 24.031

2009 3.256 2.829 71 14 3.135 2.563 20.604 15.015 4.890 3.943 31.958 24.366

2010 4.569 4.142 92 26 3.821 3.223 20.571 14.982 4.924 3.960 33.983 26.337

2011 5.471 5.020 169 80 4.236 3.391 24.840 18.019 5.180 3.943 39.898 30.528

(Sumber Data: Statistik Ketenagalistrikan Tahun 2011, DJK-ESDM 2012)

Kogenerasi (Cogeneration) adalah sistem konversi energi termalyang secara simultan menghasilkan manfaat listrik dan panas (uapair) sekaligus

Istilah lain: Kombinasi Panas dan Daya (Combined Heat and Power,CHP)

Definisi Sistem Kogenerasi

Pembangkit Listrik Konvensional BBM

Atau BBG, Tanpa Pemanfaatan Panas

Buang (Flue Gas) Yang Dibuang

PercumaListrik Dan Panas Yang Dihasilkan Dari Sistem

Kogenerasi

Neraca Energi Potensi Kogenerasi Dari PLTD Atau PLTMG

Neraca Energi Potensi Kogenerasi Dari PLTG

Energi Yang Dibangkitkan Melalui Teknologi Kogenerasi

Combine Heat, Power & Cooling, Atau

Tri-Generation

Combine Heat & Power, Atau Combined Cycle

Teknologi Untuk Kogenerasi Pembangkit Listrik(Combined Cycle Power Plant)

Steam Turbine Generator (STG):

Uap air bertekanan dari WHRB

dipergunakan untuk menggerakkan STG

Waste Heat Recovery Boiler (WHRB):

Panas buang (flue gas) dari keluaran mesin diesel, mesin gas atau turbin gas

dipergunakan sebagai sumber energi WHRB untuk memanaskan air hingga menjadi uap

air bertekanan

Condenser

dipergunakan untuk menggerakkan STG

(generator turbin uap) sehingga dihasilkan

listrik tambahan. Keluar dari dari STG, uap

air berubah menjadi kondensat air

Condenser:

Kondensat air dialirkan ke condenser untuk

didinginkan kembali menjadi air, sebelum

akhirnya dipompa kembali ke WHRBGas turbine / engine

Waste

Heat

Recovery

Boiler

Contoh Low Temperature (Wet) Steam Turbine

Technopa Micro Steam Turbine:Mampu beroperasi dengantemperatur uap air min. 130C dantekanan min. 4 bar. Menggunakanbristle, dan bukan blade sebagai

Uap air bertekanan dihasilkan WHRB yang tidak terlalu kering (temperaturnya tidak terlalu

tinggi) menyebabkannya tidak sesuai untuk penggerak turbin uap pada umumnya. Akan

tetapi untuk saat ini ada inovasi beberapa jenis turbin uap yang sesuai, antara lain :

bristle, dan bukan blade sebagaibilah turbin.

Capstone ORC 125 kW:

Menggunakan hydrocarbon (bukan air)

sebagai fluida penggerak turbin, sehingga bisa

beroperasi dengan temperatur panas buang

140C.

Contoh Combined Cycle Untuk PLTMG 2MW

WHRB STG

Exh

au

st

Exhaust Out

Steam

2MW

450kW

NaturalGas

(40% of fuel)

(30% of fuel)

PLTMG(2MWe)(100% of fuel)

Electric

ElectricWHRB(1,5MWt)

STG(450kWe)

Condenser

Steam

Condensate

Water

450kW

(= 22,5% of

Prime

Generator)

Electric

Model Ekonomi Sederhana Untuk Combined Cycle

Asumsi

STG Size: 100 kW

Operasi: (Capacity Factor 70%) 6.132 jam/tahun

Harga Listrik Rata-Rata: 0,08 USD/kWh

Harga STG (wet steam): 1.600 USD/kW

Biaya O&M: 0,025 USD/kWh

PerhitunganPerhitungan

Energi Listrik Terbangkitkan: 100 kW x 6.132jam = 613.200 kWh/tahun

Penghasilan Dari Energi Listrik: 613.200 kWh x 0,08 USD/kWh = 49.056 USD/tahun

Pengeluaran Untuk O&M: 613.200 kWh x 0,025 USD/kWh = 15.330 USD/tahun

Penghasilan Netto: (49.056USD 15.330USD) = 33.726 USD/tahun

Biaya Investasi: 100 kW x 1.600 USD/kW = 160.000 USD

Payback: 160.000 USD / 33.726 USD = 4,7 tahun

Potensi Combined Cycle:

Pada PLTD, PLTMG, dan PLTG Yang Dioperasikan PLN

BASIS DATA

Kapasitas Terpasang Pembangkit PLN (tahun 2011):

- PLTD 5.020 MW

- PLTMG 80 MW

- PLTG 3.391 MW

Energi Terbangkit PLN (tahun 2011):Energi Terbangkit PLN (tahun 2011):

- PLTD 16.125 GWh

- PLTMG 47,67 GWh

- PLTG 10.018 GWh

Rasio Tambahan Daya Dan Energi Combined Cycle Terhadap PLTD dan PLTMG 22,5%

Rasio Tambahan Daya Dan Energi Combined Cycle Terhadap Daya PLTG 65,0%

Harga Listrik 0,08 USD/kWh

Rata-Rata Emisi CO2 0,78 kg/kWh

Potensi Combined Cycle:

Pada PLTD, PLTMG, dan PLTG Yang Dioperasikan PLN

PERHITUNGAN

Potensi Combined Cycle

- Daya Combined Cycle dari PLTD 1.129,5 MW

- Daya Combined Cycle dari PLTMG 18,0 MW

- Daya Combined Cycle dari PLTG 2.204,2 MW

- Energi Terbangkitkan Combined Cycle dari PLTD 3.628,1 GWh/tahun

- Energi Terbangkitkan Combined Cycle dari PLTMG 10,73 GWh/tahun

- Energi Terbangkitkan Combined Cycle dari PLTG 6.511,5 GWh/tahun

Potensi Penghematan

- Combined Cycle dari PLTD 290.250.000 USD/tahun

- Combined Cycle dari PLTMG 858.060 USD/tahun

- Combined Cycle dari PLTG 520.920.920 USD/tahun

T O T A L P E N G H E M A T A N 812.028.980 USD/tahun

Pengurangan Emisi CO2

- Combined Cycle dari PLTD 2.829.938 Ton CO2/tahun

- Combined Cycle dari PLTMG 8.366 Ton CO2/tahun

- Combined Cycle dari PLTG 5.078.979 Ton CO2/tahun

T O T A L P E N G U R A N G A N E M I S I CO2 7.917.283 Ton CO2/tahun

Instalasi PLTMG PLN Terbaru

PLTMG Panaran, Batam: 3 x 8,1 MW (2012)

PLTMG Pulau Bunyu, Kaltim: 2 x 1 MW (2012)

PLTMG Balai Pungut, Duri Riau: 100 MW (2013)

PLTMG Lirik, InHu Riau: 20 MW (2012)

PLTMG Pulau Bawean: 4 MW (2014)

PLTMG Bagan Melibur, Riau: 1,5 MW (2012) PLTMG Bagan Melibur, Riau: 1,5 MW (2012)

PLTMG Lap. Mutiara, KuKer Kaltim: 2 MW, menggunakan gas CBM (2013-2014)

PLTMG Kota Tarakan, Kaltim: 2 x 4,3MW + 2 x 3,2MW + 3 MW

PLTMG Rawa Minyak, Riau: 25 MW (2012-2013)

PLTMG Rengat, Riau: 6 x 3,5 MW (2012)

PLTMG Penajam, Kaltim: 16,9 MW (2013-2014)

PLTMG Sematang Borang, SumSel: 2 x 7 MW (2013)

dll

MCTAP:

Microturbine Cogeneration Technology Application Project

Proyek kerjasama BPPT dan UNDP Indonesia untuk pengembangan aplikasi

teknologi mikroturbin kogenerasi yang bertujuan untuk mengurangi pertumbuhan

emisi CO2 di industri dan komersial.

Total Microturbine Cogeneration Technology (MCT) yang terinstal sebesar 435 kW

di Indonesia - dengan emisi CO2 yang hanya 0,16 kg/kWh - MCTAP turut

menyumbang pengurangan emisi GHG di Indonesia sebesar 114 ton.

Sebagai bentuk pengembangan teknologi MCT, studi dan pengembangan MCT Sebagai bentuk pengembangan teknologi MCT, studi dan pengembangan MCT

landfill gas telah dilakukan di 5 lokasi potensial (TPA Gampong Jawa Aceh,

Bengkala Buleleng Bali, Supit Urang Malang, Talangagung Kab. Malang dan Depok)

Bekerjasama dengan EBTKE-ESDM, BKF Kemenkeu dan BPPT turut mendorong

dialokasikannya dana sebesar 500 milyar mendukung aplikasi Efisiensi Energi dan

Konservasi Energi di Indonesia

Emisi CO2 gas mikroturbin hanyasekitar 0,12-0,17 kg CO2 / kWh

Kogenerasimengurangi emisiCO2 lebih jauh,

Wujud dari Waste-to-Energy

Biogas / landfill gas microturbine adalahpembangkit listrik energiterbarukan

Proses heat recovery bisa dihitung sebagaipemasukan (recovery profit)

Biaya aktualpembangkitan listriklebih murah, karena

Manfaat MCT

CO2 lebih jauh, karena tidak adaemisi tambahanyang dibangkitkan

Pasokan biogas /landfill gas bisa dikelola, sehinggaoperation capacity factormikroturbin cukup tinggi

Tersedia ultra low-BTU gas microturbine yang bisa menggunakan fuel gas dengan CH4 5%

lebih murah, karenabiaya bahan bakar gas dikurangi pemasukandari recovery panas

Pengurangan Emisi CO2 Melalui Aplikasi MCT

I. Pengurangan Langsung

- Emisi Rata-Rata Pembangkit PLN : 0,76 kg CO2/kWh

- Emisi Rata-Rata Microturbine : 0,16 kg CO2/kWh

Jadi, pengurangan emisi CO2 secara langsung = 0,60 kg CO2/kWh

II. Pengurangan Dari Heat Recovery (Cogen)

- Ratio Daya Output Thermal / Daya Output Listrik

(elec = 30%; ther. = 50%)1,67 kW(t)/kW(e)

(elec = 30%; ther. = 50%)1,67 kW(t)/kW(e)

Jadi, pengurangan dari hasil Cogen = 1,67 x 0,76 = 1,27 kg CO2/kWh

Total Pengurangan Emisi CO2 Dengan Cogeneration Tanpa Cogeneration

1. Per Jam : 1,87 kg CO2/kW 0,60 kg CO2/kW

2. Per Hari : 44,80 kg CO2/kW 14,40 kg CO2/kW

3. Per Bulan : 1.363 kg CO2/kW 438 kg CO2/kW

4. Per Tahun : 16.352 Kg CO2/kW 5.256 kg CO2/kW

Catatan :

kW(t) : kilowatt thermal; kW(e) : kilowatt electric

Demo Aplikasi MCT di Indonesia

PT. Hikari PT. Nipress PGN

1. Kapasitas : 65 kW 2 x 30 kW 30 kW

2. Operasi : grid connect grid connect stand alone

3. Cogeneration : direct heating direct heating chiller 1)

4. Bahan Bakar: Natural Gas (PGN) Natural Gas (PGN) Natural Gas (PGN)

5. Operasi : Sejak Des. '12, 8hr x 6d Sejak Maret '12, 24hr x 7d Sejak Nov. '12, 24hr x 7d

6. Output Listrik: 46 kW 15 kW & 15 kW 10 - 15 kW

7. Produksi Listrik (kWh (e) 2) : 84.000 106.000 83.0007. Produksi Listrik (kWh (e) 2) : 84.000 106.000 83.000

8. Produksi Panas (kWh(t) 2) : 176.000 204.000 --

9. Emisi CO2 (kg/kWh): 0,17 0,12 - 0,15 kg/kWh 0,14

10. Pengurangan Emisi CO2

(Ton)2): 81,4 96,8 53,4

11. Efisiensi : 83% (= 27% (e) + 56% (t)) 65 % (= 22% (e) + 43% (t)) 21% (e)

Note:

1) Direncanakan untuk absorption chiller

2) Data hingga Sept. 2012

Rp632

Rp530Rp428

Rp367

Rp224

Rp122

Rp20

Rp514

Rp387

Rp260

Rp183

Rp0

Rp397

Rp245

Rp92Rp200

Rp400

Rp600

Rp800

P

e

n

g

h

e

m

a

t

a

n

B

i

a

y

a

(

R

p

/

k

W

h

)

Penghematan Biaya Listrik

Microturbine Cogeneration Terhadap Harga Listrik PLN

Rp20 Rp0

-Rp122

-Rp249

Rp0

-Rp61

-Rp214

-Rp367

-Rp519(Rp600)

(Rp400)

(Rp200)

Rp0

20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%

P

e

n

g

h

e

m

a

t

a

n

Total Efisiensi MCT (%)

Harga Gas $8

Harga Gas $10

Harga Gas $12

Listrik PLN : Rp.1.100

(Sumber Data: Proyek MCTAP, BPPT-UNDP, 2013)

5 Rasionalitas Untuk KogenerasiEfisiensi Energi:

Energi terpakai di PLTD, PLTMG maupun PLTG rendah efisiensinya Efisiensi PLTD / PLTMG sekitar 40%,sedangkan efisiensi PLTG sekitar 30%. Ini berarti mesin/turbin menghasilkan panas buang tinggi yangmemungkinkan dibuat sistem Kogenerasi untuk memanfaat energi terbuang tersebut.

Potensi Melimpah Yang Belum Tergarap:Lebih dari 5GW (PLTD), 4GW (PLTG) dan 160MW (PLTMG) bisa di-kogenerasi-kan. Dengan sistemCombined Cycle, PLTG bisa ditingkatkan jadi PLTGU dan PLTD/PLTMG ditingkatkan menjadiPLTDU/PLTMGU

Penghematan Biaya:Penghematan Biaya:(Contoh Aplikasi Mikroturbine Kogenerasi) Dengan harga gas alam $8/MMBTU dan dibandingkan hargalistrik PLN Rp. 1000/kWh, maka sistem kogenerasi dengan efisiensi 60% - 80% akan memberikanpenghematan biaya setidaknya Rp.300 Rp.500 / kWh.

Keterbatasan Sumber Energi:Eksplorasi gas alam semakin mahal karena lokasi-lokasi baru yang makin sulit terjangkau, danvolumenya akan semakin terbatas karena tidak terbarukan. Biogas, landfill gas atau syn-gasmemerlukan proses tambahan yang berbiaya tinggi sebelum bisa dimanfaatkan sebagai BBG.

Pengurangan Emisi Gas Rumah Kaca:Kogenerasi yang menggunakan panas buang dari PLTD, PLTG atau PLTMG akan meningkatkanpemanfaatan energi primer (bahan bakar) tanpa tambahan pembakaran bahan bakar yangmengakibatkan emisi Gas Rumah Kaca

Terima KasihTerima Kasih