Buku Tahunan Badan Litbang Esdm 2014

7/25/2019 Buku Tahunan Badan Litbang Esdm 2014

1/135

BUKU TAHUNAN

PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN

SUMBER DAYA MINERAL

TAHUN 2014


2/135

Buku Tahunan Badan Litbang ESDM 2014 2

I. PENINGKATAN KETAHANAN ENERGI

A. Intensifikasi Energi

1. Peningkatan Sumber Daya, Cadangan dan Produksi Migas

a. PemetaanShale GasCekungan Sumatera Selatan (Sub-cekungan PalembangSelatan)

Tim: Julikah, Sri Wijaya, Panuju

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Eksplorasi

Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi

email: [email protected]

Tujuan penelitian adalah mengetahui gambaran geologi dan karakter datasingkapan Shale HC play di lapangan dan menghasilkan peta serta angka potensi

Sumber Daya Shale Hydrocarbon di Cekungan Sumatra Selatan, yaitu pada subCekungan Palembang Selatan dan Utara.

Target shale-HC play berada di Sub-cekungan Palembang Selatan dan Tengah,tepatnya pada Formasi Talangakar (TAF) dan Formasi Lahat/Lemat (LAF/LEF).Pengukuran dan pengamatan laboratorium terhadap data lapangan dilakukan untukmengetahui karakteristik kedua formasi tersebut sebagai source rock reservoir-hidrokarbon.

Total organic carbon (TOC) Formasi Lahat sangat bagus, contohnya di daerahKepayang mengandung TOC 8,5% (bagus), di daerah Limau dengan TOC: 1,7 4,1 %.Harga hydrocarbon index (HI) pada formasi ini bisa mencapai 130 290 mg HC/gTOC. Thermal maturityberkisar antara Ro: 0,64

1,40%. Berdasarkan data tersebut,

maka dapat disimpulkan Formasi Lahat dapat menghasilkan minyak dan gas dibagian yang lebih dalam.

Apabila ditinjau dari tingkat kematangannya, Formasi Lahat terklasifikasi sudahmatang seperti yang teramati di daerah Limau, Beringin dan Muaraenim Lematangdengan harga Tmax 436o - 441o C. Berdasarkan data tersebut, maka disimpulkanbahwa Formasi Lahat merupakan potensi yang baik untuk hidrokarboninconventional.

Pada penelitian ini, sedimen terbagi atas 3 sekuen. Sekuen-1 merupakan runtunansedimen Tersier paling bawah yang pada awalnya terdeteksi dari data seismik.Sekuen tersebut diduga identik dengan bagian bawah Formasi Lahat

Berdasarkan peta geologi dari Pusat Survei Geologi (PSG), Formasi Talang Akardan Formasi Lahat yang menjadi target tersingkap di sekitar daerah Muaradua danBungamas (Pegunungan Gumai). Di Bungamas, pengamatan dilakukan di SungaiEmpayang dan S. Cawang, sedangkan di sekitar daerah Baturaja-Muaradua dilakukandi Sungai Lengkayap dan di jalan Bumikaya.

Formasi Lahat yang tersingkap di hulu Sungai Cawang dan Sungai Saling disusunoleh perselingan batupasir konglomeratan, batupasir dan sisipan batulempungberwarna kehitaman. Secara umum Formasi Lahat di kawasan Pegunungan Gumai


3/135


dapat dibagi menjadi 2 (dua) satuan batuan yaitu, satuan serpih tufaan dan satuanbatupasir konglomeratan. Satuan serpih tufaan menyusun bagian bawah FormasiLahat seperti yang tersingkap di Sungai Cawang. Satuan batupasir konglomeratanyang tersingkap di lintasan Sungai Saling menunjukkan penghalusan ke atas.

Hasil analisis geokimia terhadap beberapa perconto batuan, menunjukkan

kandungan organik karbon (TOC ) antara 0,5 % - 1,02 % dengan tingkat kematanganTMaks442oC (mature).

Berdasarkan interpretasi bawah permukaan, Sekuen-1 terbentuk di bagianrendahan berupa graben-half graben sebagai depocentre pada kala Paleosen-Oligosen. Pola sebarannya secara umum baratlaut-tenggara yang dibatasi di bagiantepinya oleh sesar mendatar normal aktif strike slip fault. Pola sebaran tersebutteramati di beberapa lokasi seperti di sekitar Sumur Rukam-Kemang (Gambar 1).

Gambar 1. Peta Kontur Struktur SB-1.1 memperlihatkan sebaran Sekuen-1, Formasi LahatBawah.

Berdasarkan pengamatan seismik, Sekuen-2 secara umum merupakan kelanjutansedimentasi Sekuen-1, karakter dan fenomenanya hampir sama hanya di beberapa

lokasi dipisahkan oleh batas sekuen. Ke arah atas juga mirip dengan Formasi TalangAkar, hanya dapat dibedakan berdasarkan keragaman jenis batuan dalam satusekuennya.

Sekuen-3 yang diduga identik dengan Formasi Talang Akar, umumnya jugamenempati bagian rendahan dan pelamparannya secara horisontal mengarah kelingkungan marin. Kondisi tersebut teramati dengan baik di permukaan seperti diPerbukitan Gumai dan Baturaja.

Formasi Talangakar diendapkan tidak selaras di atas Formasi Lahat dan keduanyadibatasi oleh kontak sesar serta adanya batas sekuen. Berdasarkan jenis satuan


4/135


batuan penyusunnya, maka formasi ini dibedakan menjadi 2 (dua) satuan batuan,yaitu satuan Batupasir dan satuan Serpih.

Satuan batupasir di bagian bawah Formasi Talangakar ini beberapa penelitisebelumnya menyebut sebagai Gritsand Member(GRM). Satuan batupasir formasi initersingkap di hulu Sungai Saling (20 m), yaitu terdiri atas lapisan batupasir

konglomeratan dan batupasir masif berlapis. Sementara satuan serpih yangmenyusun bagian atas Formasi Talangakar ini oleh beberapa peneliti terdahuludisebut sebagai Transitional Mamber (TRM) dan diendapkan pada lingkunganpengendapan laut. Satuan ini sangat umum tersingkap di Pegunungan Gumai, terdiriatas perselingan tipis batulempung, batulempung pasiran, dan batupasir halusdengan nodul-nodul batupasir gampingan dan mengandung sisipan tipisbatugamping kalkarenit.

Hasil analisis biostratigrafi (nannoplangton dan palinomorf) terhadap beberapaperconto batuan menunjukkan umur tidak lebih tua dari Miosen Awal (tidak lebihtua dari NN1). Sedangkan lingkungan pengendapannya adalah darat-transisi laut

dangkal. Hal ini juga didukung oleh perkembangan runtunan serta struktursedimennya.

Sebaran kontur struktur SB-3 (Top Formasi Talang Akar) menunjukkan tendensiarah baratlaut-tenggara (Gambar 2). Hal ini menunjukkan, bahwa perkembangansedimentasinya juga dikendalikan oleh intensitas tektonik synrift yang telah aktifsejak kala Paleosen.

Ada 3 sekuen yang berpotensi sebagai shale gas/shale oil yaitu: Seq.1 TipeKerogen III, seq.2 dan seq.3 Tipe II/III. Pada Cekungan Sub-Palembang Selatan danTengah ada 3 area yang prospek sebagai area Shale HC (Shale Gas dan Shale Oil),yaitu area sekitar sumur: Tepus-1, Singa-1 dan Jelapang-1 dan Kemang-1.

Diperkirakan potensi Shale Gasdan Shale oilada pada area sekitar sumur Jelapang-Kemang dan sumur Singa, sedangkan pada area sekitar sumur Tepus hanyaterbentuk shale oil.


5/135


Gambar 2. Peta Kontur Struktur SB-3 (Top Formasi Talang Akar).

b. Evaluasi Bersama Kaji Ulang Wilayah Kerja (WK) Migas

Tim: Tri Bambang Sukmo Rasantyo, Naryanto Wiagimin, Eko Budi Lelono

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Eksplorasi



Evaluasi bersama kaji ulang data wilayah kerja (WK) migas dilakukan untukmeningkatkan Kualitas Informasi tentang Wilayah Kerja Migas yang masih terbuka,dalam rangka memberikan informasi yang lebih akurat dan menarik tentang potensimigas pada wilayah kerja migas yang akan ditawarkan, sehingga akan diminati olehinvestor, yang pada akhirnya akan menambah devisa

Lokasi Kaji Ulang berada di 10 wilayah kerja migas meliputi Blok Situbondo, NorthBali III, North Bone, Buton-III, Tarakan-II, Morowali, dan Blok Rote II, West Timor,West Abadi dan West Aru.

Konsep dan metodologi dalam upaya kaji ulang ini adalah melakukan identifikasipermasalahan aspek sistem hidrokarbon dilakukan dengan kegiatan review terhadapdokumen teknis penawaran WK migas yang telah ada, seperti informasi aspekpotensi batuan induk, batuan reservoir, batuan penudung, mekanismepemerangkapan, kematangan dan proses migrasi, serta ketersediaan data geoscienceyang terdapat di WK migas yang ditawarkan selanjutnya dilakukan analisis kualitatifdan kuantitatifpetroleum system, analisis potensi sumberdaya migas dan konsepplay


6/135


model dalam pelaksanaan eksplorasi migas pada masing-masing blok, sertarekomendasi. Hasil kaji ulang diperkaya dengan studi pustaka dan tinjauan datageologi dan geofisika guna mengetahui kondisi geologi regional dan kemungkinanpotensi migas disekitar area blok eksplorasi. Tahapan pelaksanaan kegiatanditunjukkan dalamGambar 3.

Gambar 3. Tahapan Program Kaji Ulang Wilayah Kerja Migas

Hasil evaluasi bersama Kaji Ulang WK Migas terhadap 10 Blok Wilayah KerjaMigas yang masih terbuka dapat di kategorikan dalam tiga kategori yakni (1) NorthBali III sudah menjadi WK baru pada pertengahan Kaji ulang; (2) 4 blok WK masihbisa ditawarkan dengan catatan adanya penambahan data yakni Blok Morowali,

Situbondo, Rote II dan West Timor dan 5 Blok WK tidak layak ditawarkan yakni :Blok Tarakan II, Blok Buton III, North Bone, South Aru dan West Abadi (3) 5 WKMigas yang ada mempunyai data seismik kurang dan tidak dapat dihitung sumberdayanya.


7/135


ambar 4. Hasil evaluasi bersama WK Migas

2. Pengembangan Kilang Minyak Skala Kecil Pada Lapangan Minyak Dengan

Produksi Relatif Kecil

a. Kelayakan untuk Insentif Pengembangan Kilang Baru

Tim: Holisoh

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Proses

Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi, email: [email protected]

Tujuan penelitian adalah mengkaji beberapa alternatif pembangunan kilang diIndonesia dan merekomendasikan alternatif terbaik yang dianggap layak dan mampudilaksanakan, termasuk dengan pola pendanaan oleh Pemerintah.

Untuk memenuhi kebutuhan BBM dewasa ini yang sudah mencapai sekitar 1,2juta barel per hari, pemerintah Indonesia harus melakukan impor BBM yang sangat

besar yaitu sekitar 580 ribu bph. Situasi ini sangat memberatkan beban fiskalPemerintah dan membuat rentan ketahanan energi nasional.

Untuk mengatasi hal tersebut, Indonesia saat ini memerlukan tambahan kilangbaru yang mampu memproduksi BBM minimal 580 ribu bph atau setara dengan duakapasitas kilang minyak baru masing-masing dengan kapasitas 300 ribu bph.Sedangkan pada tahun 2025, apabila tidak ada pembangunan kilang barusebelumnya, diperlukan tambahan tiga kilang lagi masing-masing dengan kapasitas300 ribu bph.

Kilang baru sebaiknya dirancang menggunakan minyak minyak berat, karenaketersediaan minyak ringan makin terbatas, sehingga harganya diperkirakan akan

Blok Situbondo : perlu

penambahan data

seismik untuk mencari

closure lain di area

WK karena minimnya

data seismik yang ada

Blok Rote II dan West Timor : Ada barrier

fault yang menghalangi migrasi

hidrokarbon dari dalaman kitchen dibagian utara/baratdaya ke arah tinggian

selatan/timur laut. Mina-1 dan Belalang-1

tidak terindikasi terdapat hidrokarbon (dry

hole) . Total Sumberdaya kurang dar i 1

TCF (Total jumlah dari 21 lead), dan high

risk dan tidak ekonomis untuk eksplorasi

lebih lanjut.

Blok West Abadi : Sebaknyatidak dtawarkan ulang sebelum

ada tambahan data geologi

bawah permukaan.

Blok West Aru : Seba iknya t idak

ditawarkan ulang karena beresiko

tinggi dan juga beberapa

permasalahan di daerah ini yai tu

keterbatasan data (tidak ada data

sumur dalam blok), kualitas

reservoi r yang buruk dari has il

analisis disekitar blok, ada event

unconformity yang mengakibatkan

beberapa sekuen target h ilang,

hingga masalah sealing regional

karena berkembangnya sandy

facies

Blok Morowali : sebaiknya tidak ditawarkan

ulang hingga ada penambahan data sumur

maupun seismik dengan kualitas yang baik,

hasil analisis sementara menunjukkanadanya Pengangkatan sebelum proses

sedimentasi Formasi Salodik yang diduga

mengakibatkan migas telah matang dan

bermigarasi sebelum benturan pada Miosen

Awal antara Blok Banggai Sula dan

Sulawesi Timur

Blok Tarakan II : daerah ini tidak

layak ditawarkan ulang, karena

memiliki gradien geothermal

rendah < 1,5, TOC rendah < 1,

walaupun batuan reservoir cukup

bagus tetapi diperkirakan belum

cukup matang untuk

meregenerasi hidrokarbon

Blok ButonIII :

Blok ini tidak direkomendasikan

untuk ditawarkan kembali karena

sealing untuk hidrokarbon tidak

berkembang dengan baik dan

juga kedalaman dasar laut lebh

dari5000 meter

Daerah North

Bone tidak

prospek (tidak

layak untuk

ditawarkan

kembali).

NorthBali III :

Sudah menjadi Blok

WK Baru


8/135


makin mahal. Minyak Espo dari Rusia meskipun termasuk light crude, saat ini danhanya untuk beberapa tahun kedepan diperkirakan masih akan dijual dengandiscount karena masih belum banyak peminat dan hubungan politik Rusia dengandunia Barat.

Kilang dirancang dengan konfigurasi yang dapat menghasilkan produk- produk

BBM dengan spesifikasi internasional yang mengikuti standar Euro 4. Konfigurasikilang minyak yang terintegrasi dengan kilang petrokimia pada umumnya dapatmeningkatkan marjin kilang.

Kilang swasta memberikan IRR sebesar 4,36 % tanpa insentif dari pemerintah.Dengan insentif (tax allowance atau tax holidaydan pembebasan PPN barang kenapajak strategis), IRR akan meningkat menjadi 5-5,32 %. Namun inipun belum cukupmenarik untuk investor swasta, yang memerlukan IRR minimum sebesar 12 %.

Skema kerja sama Pemerintah dan Swasta (KPS) memberikan IRR sebesar 12,93%tanpa insentif, pemberian insentif dapat meningkatkan IRR menjadi sekitar 15-17%.Kenaikan IRR ini diakibatkan oleh 70% equitymerupakan dana pemerintah sehingga

suku bunga bank menjadi BI rate yang diasumsikan sebesar 7,5%. Meskipundemikian, kemungkinan pelaksanaan pendanaan secara KPS akan memerlukanproses dan waktu cukup panjang.

Pembiayaan oleh Pemerintah seluruhnya dapat memberikan IRR 7,22 %. Ini akanmenarik apabila Pemerintah dapat menjual obligasi valas atau Sukuk valas/obligasisyariah yang dimasa lalu dengan kupon/imbal jasa lebih rendah dari 6% danmenurun.

Pembangunan kilang baru juga dapat meningkatkan ketahanan energi berupacadangan BBM nasional dengan sekitar 0,9 hari. Jika dikuantifikasi, ini memberikanmanfaat senilai Rp. 2,8 trilyun, berdasarkan biaya yang diperlukan untuk

mengadakan cadangan tersebut.Pembangunan kilang baru memberikan dampak positif yang besar terhadap

perekonomian Indonesia. Perhitungan dengan metode Input- Output (IO), dapatmemperkirakan masukan nilai aktivitas ekonomi dari proyek ini berupa dampakkepada PDRB, penerimaan pajak dan penciptaan lapangan kerja. Pembangunankilang ini diperkirakan memberikan nilai masukan sekitar Rp. 546,266 trilyun, yangcukup besar dibanding investasi sebesar Rp 94 trilyun. Di lihat dari sisi Benefit CostRatio(BCR), diperoleh BCR sebesar 3,32.

b. Pengembangan Kilang Minyak Skala Kecil

Tim: Husaini, Fiqi Giffari, Aziz Masykur Lubad

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Gas,

Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi, email: [email protected]

Dalam pengiriman minyak bumi dari sumber minyak ke kilang minyak melaluipipa sering terjadi hambatan/kendala yang menyebabkan adanya lossesyang cukupbesar. Kehilangan minyak tersebut dapat diakibatkan oleh adanya penyusutanminyak dalam pipa, penguapan minyak pada tangki timbun yang terdiri atasflashing,working and standing loss. Selain itu, kehilangan minyak dapat juga diakibatkanpencurian minyak oleh orang-orang yang tidak bertanggungjawab. Salah satu


9/135


alternatif untuk mencegah terjadinya losses minyak yang mengakibatkan kerugianNegara yang berkelanjutan adalah dengan membangun kilang minyak mini dilapangan minyak.

Kilang minyak mini adalah sebuah kilang kecil yang mengolah minyak mentahkurang dari 5000 barrel per hari yang dibangun secara modular sehingga dapat

dengan mudah diangkut dan dipindahkan.

Kilang minyak mini yang dibangun di lapangan minyak Jambi dengan kapasitas2.000 bbl/hari menghasilkan kondensat sekitar 90 bbl/hari, bensin on 80 sekitar 610bbl/hari, kerosin sekitar 122 bbl/hari, minyak solar sekitar 1.138 bbl/hari dan residusekitar 2 bbl/hari. Pembangunan kilang minyak mini dengan kapasitas 2.000bbl/hari memerlukan investasi sekitar 7,81 juta US$ dan biaya operasi sekitar 69,49juta US$.

Proyek pengembangan kilang mini merupakan proyek yang menguntungkan baikdari sisi pemerintah maupun dari sisi badan usaha. Hal ini terlihat dari tingkatpengembalian yang relatif singkat yaitu 3,2 tahun untuk pemerintah dan 4 tahun

untuk swasta. Dan IRR yamg relatif besar, yaitu 32,43% untuk pemerintah dan52,42% untuk badan usaha. Selain itu, jika besaran intangibleberupa efek bergandadari pengembangan kilang mini dimasukan dalam analisis kelayakan maka dari sisipemerintah proyek ini layak bahkan memiliki tingkat pengembalian kurang dari 1tahun.

3. Peningkatan Potensi Energi Baru Terbarukan

a. Pengembangan Peta Potensi Energi Terbarukan Indonesia

Tim : Marlina Pandin, Hari Soekarno, Harun Al Rasyid

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Energi Baru

TerbarukanPuslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi

Email:[email protected]

Saat ini sebagian besar energi yang digunakan rakyat Indonesia berasal dari bahanbakar fosil, yaitu minyak, gas, dan batu bara. Kerugian penggunaan bahan bakar fosilini selain merusak lingkungan, juga tidak terbarukan (nonrenewable) dan tidakberkelanjutan (unsustainable). Di sisi lain, ketersediaan potensi pasokan sumberdaya energi yang besar dari sektor energi terbarukan, seperti: biomassa, energisurya, energi air, energi angin, dan panas bumi, yang sampai saat ini belum banyak

dimanfaatkan. Pemanfaatan energi baru terbarukan dan penguasaan teknologi dalamnegeri sangat diperlukan untuk menjaga ketahanan energi nasional. Pemanfaatanenergi terbarukan di Indonesia masih menghadapi kendala, salah satunya adalahketerbatasan data dan informasi mengenai potensi energi terbarukan yang ada, yangtersebar di seluruh wilayah kepulauan Indonesia. Kondisi sekarang menunjukkanbahwa data potensi masih sangat terbatas sehingga perlu dikembangkan suatu petapotensi yang lengkap dan komprehensif.

Kegiatan Pengembangan Peta Potensi Energi Baru Terbarukan Indonesiamerupakan suatu kegiatan menyiapkan informasi berbentuk database mengenai


10/135


potensi energi terbarukan berbasis peta yang dapat diakses melalui websiteP3TKEBTKE yang kegiatannya meliputi:

a. Pembuatan/Pembangunan Peta Potensi Energi Terbarukan Indonesia

b. Membangun databasepotensi energi terbarukan Indonesia berbasis peta (PetaPotensi EBT Indonesia) yang dapat diakses melalui website P3TKEBTKE. Petapotensi EBT Indonesia ini mencakup data potensi energi angin, biomassa,mikrohidro, dan surya;

c. Menginventarisasi data hasil studi potensi Energi Terbarukan yang telahdilakukan oleh P3TKEBTKE untuk komoditas energi angin, biomassa,mikrohidro, dan surya;

d. Melakukan verifikasi data potensi energi mikrohidro, biomassa dan suryauntuk melengkapi data potensi pada daerah prospek;

e. Melakukan updatingdatabase peta potensi Energi Terbarukan Indonesia.

Hasil capaian kegiatan ini adalah telah tersedianya:

a. Peta potesi Energi Angin Indonesia resolusi 27x27 km;b. Peta Potensi Energi Surya Indonesia resolusi 27x27 km;

c. Peta Potensi Mikrohidro per provinsi untuk 18 Provinsi di Indonesia (Aceh,Sumatera Utara, Riau, Sumatera Barat, Sumatera Selatan, Bengkulu, Jambi,Lampung, Sulawesi Utara, Gorontalo, Sulawesi Tengah, Sulawesi Barat,Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Bali, NTB, NTT, Maluku);

d. Peta Potensi Energi Biomassa Indonesia per Kabupaten.

Selain itu, Puslitbangtek KEBTKE juga telah mengajukan paten dan hak ciptauntuk kegiatan ini, antara lain:

a. Paten Metodologi Pengembangan Peta Potensi Energi Angin Indonesia;

b. Hak Cipta Peta Potensi Energi Angin;

c. Paten Metodologi Pengembangan Peta Potensi Energi Surya Indonesia;

d. Hak Cipta Peta Potensi Energi Surya;

e. Paten Metodologi Pengembangan Peta Potensi Mikrohidro Pulau Sumatera;

f. Hak Cipta Peta Potensi Mikrohidro Pulau Sumatera.

Karya tulis ilmiah nasional juga telah diterbitkan pada majalah ilmiahP3TKEBTKE, yaitu Penggunaan Metode Krigging untuk Perapatan data SpasialRadiasi Surya dan Perbandingan Metode Interpolasi Inverse Distance Weighted,Natural Neighour, dan Splie untuk Perapatan Data Peta Potensi Energi Surya.

Peta kecepatan angin dan radiasi surya dihasilkan dengan melakukan prosesdownscaling terhadap data global final reanalysis (FNL) yang dikeluarkan olehNational Center for Environment Prediction (NCEP). Data global FNL tersebutmemiliki grid 1o atau 111 km. Proses downscaling ini dilakukan denganmemanfaatkan perangkat lunak Weather Research and Forecasting(WRF). Perangkatlunak WRF yang dikelola The Mesoscale and Microscale Meteorology Division dariNational Center for Atmospheric Research (NCAR) ini merupakan perangkat lunakyang berjalan di atas sistem operasi Linux, bersifat publik domain, dan free untukkomunitas penelitian di bidang cuaca dan iklim.
http://www.ncar.ucar.edu/http://www.ncar.ucar.edu/http://www.ncar.ucar.edu/


11/135


Pembuatan peta kecepatan angin rata-rata 10 tahun dari 2001-2011 tahun padaketinggian 10 m di atas permukaan tanah untuk wilayah Indonesia denganmelakukan proses downscaling menggunakan perangkat lunak WRF. Peta yangdihasilkan memilikigrid27 km, time sampling6 jam. Validasi telah dilakukan denganmenggunakan data hasil pengukuran lapangan yang telah dilakukan P3TKEBTKE di

Sukabumi pada tahun 2008.

Gambar 5. Peta potensi energi angin Indonesia

Dengan metode yang sama, dilakukan downscalinguntuk radiasi global surya padapermukaan horizontal di wilayah Indonesia untuk periode tahun yang sama.Sehingga diperoleh hasil downscaling dengan resolusi 27x27 km seperti padaGambar 6.


12/135


Gambar 6. Peta potensi energi surya Indonesia

Peta tematik total energi limbah biomassa disajikan dalam satuan Megawatt (MW)(Gambar 7). Besarnya nilai potensi energi diwakili oleh gradasi warna hijau hingga

merah, berdasarkan batas wilayah administrasi. Nilai terendah ditandai denganwarna hijau tua, sedangkan nilai tertinggi ditandai dengan warna merah.

Informasi besarnya persentase penyumbang nilai total energi ditandai dengandiagram energi. Diagram Energi menunjukkan besaran persentase limbah biomassaditiap kabupaten. Dalam satu diagram energi terdiri dari persentase keenamkomoditi, yaitu limbah padi, limbah jagung, limbah singkong, limbah kelapa, limbahkelapa, limbah hutan produksi.


13/135


Gambar 7. Peta potensi energi biomassa Indonesia

Pengembangan peta potensi mikrohidro pada tahun anggaran 2014 merupakanlanjutan dari pekerjaan yang sama pada tahun 2013. Setelah menyelesaikan modelpeta potensi MH pulau Sumatera pada tahun 2013, selanjutnya pada tahun 2014dilakukan pemodelan di beberapa pulau-pulau utama Indonesia, yaitu PulauSulawesi, Bali, NTB, NTT, dan Maluku mencakup 10 provinsi.

Gambar 8. Peta potensi energi mikrohidro pulau Sumatera


14/135


b. Studi Potensi Energi Angin

Tim : Dian Galuh Cendrawati, Syaiful Nasution, Hari Soekarno

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Energi BaruTerbarukan

Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru Terbarukan dan Konservasi EnergiEmail:[email protected]

Sebagai salah satu sumber energi terbarukan, energi angin dapat digunakansecara praktis untuk pembangkit listrik, pompa air, isi ulang tenaga baterai, danpenumbuk padi atau gandum baik secara stand alone (sendiri) maupun wind farm(bersama-sama), dan dalam perencanaan pembangunan pembangkit listrik tenagaangin sangat bergantung pada pemilihan lokasi (siting) yang tepat berdasarkan dataangin yang akurat yang berlaku sepanjang waktu guna mendukung mesin turbinangin.

Kajian potensi angin annual (tahunan) pada lokasi di daerah yang terindikasiberpotensi merupakan hal yang mutlak dilakukan sebelum memutuskanpembangunan suatu pembangkit tenaga angin di lokasi tersebut, oleh karena ituP3TKEBTKE memandang perlu untuk melakukan studi potensi energi angin yangkomprehensif sehingga memperoleh hasil yang realiable.

Tujuan kegiatan adalah menyediakan databaseprofil energi angin secara spesifikuntuk daerah-daerah terduga berpotensi energi angin, membantu daerah yang inginmengembangkan pemanfataan sumber energi baru terbarukan, dan mendorongkomersialisasi pemanfaatan energi angin di Indonesia. Sasaran kegiatan ini meliputipengukuran kecepatan angin, Down Scalling, Akuisisi Data di 4 lokasi menara ukur,

Pemasangan menara ukur baru di 4 lokasi, modelling potensi energi angin di 2lokasi.

Metodologi kegiatan ini adalah melakukan pengumpulan data sekunder angin,terrain dan lingkungan berdasarkan downscalling data satelit 3 km dan informasimasyarakat lokal, pengumpulan data primer profil kecepatan angin yang diperolehdari menara ukur kecepatan angin setinggi 50 m, dan melakukan analisis data dariprofil angin hasil pengukuran.

Hasil capaian kegiatan ini adalah telah dilakukan downscallingData FNL resolusi27 km kurun waktu 2001-2010 dengan wilayah kajian seluruh Indonesia. Akuisisidata telah dilakukan di 4 lokasi menara ukur eksisting, pemasangan menara ukurbaru di 4 lokasi, dan modeling potensi energi angin.

Untuk akuisisi data menara ukur kecepatan angin eksisting, hasil pengukurankecepatan angin yang dilakukan di beberapa lokasi, yaitu di Pulau Sabu (Sabu Raijua,NTT), Jonggol (Bogor), Pulau Moa (Maluku Barat Daya), dan Pulau Panjang (Serang).

Pada tahun 2014 ditetapkan 4 lokasi baru menara ukur kecepatan angin, yaitu diPacitan, Jawa Timur; Langgur; Saumlaki, dan Pulau Sumba Timur, Nusa TenggaraTimur. Pemilihan lokasi didasarkan pada pertimbangan topografi lokasi, aksestransportasi dan keamanan tanpa mengabaikan hasil pengukuran sesaat.

Kegiatan modeling potensi energi angin dilakukan dengan pemasangan remotemonitoringsemua lokasi menara ukur kecepatan angin P3TKEBTKE. Proses akuisisi
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]


15/135


data menara ukur kecepatan angin dilakukan secara otomatis. Data terkirim setiapjam ke server PC sebagai databasedi kantor P3TKEBTKE. Semua lokasi menara ukurkecepatan angin telah dipasang sistem remote monitoring sehingga memudahkandalam akuisisi data maupun dalam deteksi apabila terdapat permasalah pada sensor-sensornya.

Gambar 9. Diagram datalogger dan remote system.

ambar 10. Tampilan remote system

Pada tahun 2014, P3TKEBTKE telah memiliki delapan menara ukur kecepatanangin yang masih terpasang untuk pengambilan data, yaitu di lokasi Pulau Panjang,Kabupaten Serang, Banten; Desa Sukadamai, Kecamatan Jonggol, Kabupaten Bogor,Jawa Barat; Pulau Sabu, Kabupaten Sabu Raijua, Propinsi Nusa Tenggara Timur;Pulau Moa, Kabupaten Maluku Barat Daya, Propinsi Maluku; Dusun Buyutan, DesaWidoro, Kecamatan Donorejo, Kabupaten Pacitan, Jawa Timur; Desa Oidertutu,Kecamatan Kei Kecil Barat, Kabupaten Maluku Tenggara, Maluku; Desa Oililit,


16/135


Kecamatan Tanimbar Selatan, Kabupaten Maluku Tenggara Barat, Maluku; DesaKotakawau, Kecamatan Kahaungeti, Kabupaten Sumba Timur, Nusa Tenggara Timur.

c. Pengembangan Fuel CellUntuk Mobil Listrik

Tim : Bono Pranoto, Errie Kusriadi, Harun Al RasyidKelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Energi Baru

Terbarukan

Puslitbangtek Ketenagalistrikan Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi


Kendaraan Fuel Celladalah kendaraan yang menggunakan bahan bakar hidrogensebagai energi penggeraknya. Pembangkit listrikfuel cellmengubah energi kimia darihidrogen menjadi energi mekanik tanpa harus membakar hidrogen seperti mesinbakar lainnya. Ada banyak keuntungan dari penggunaan teknologi fuel cell untuk

kendaraan bermotor, antara lain ramah lingkungan, bersih, lebih aman, dan resikoyang relatif kecil. FCVs sangat kecil melepaskan COx dan NOx ke lingkungan danmempunyai resiko kebakaran yang cukup kecil dibandingkan dengan mobil mesinbakar internal ICE (internal combustion engine). Satu hal yang cukup mengesankanadalah unjuk kerja FCVs sangat baik saat berjalan dan berhenti. Hal ini tidak dimilikioleh mobil dengan sistem mesin konvensional ICE.

Tujuan kegiatan ini adalah melakukan perancangan sistem mobil fuel cell,melakukan perakitan mobil listrik, melakukan uji kinerja mobil listrik, danmelakukan uji kinerja sistem fuel cell sehingga terjadi sinkronisasi sistem fuel celldengan sistem mobil listrik. Metodologi yang digunakan dalam kegiatan ini adalah

studi literatur, diskusi teknis dengan praktisi dan akademisi, uji kinerja mobil listrik,uji kinerja sistem fuel cell, pembuatan detail desain sistem kendaraan fuel celluntukperakitan, layouting penempatan komponen-komponen sistem fuel cell, komponenmobil listrik dan komponen kontrol sesuai dengan kaidah keamanan dankeselamatan, dan perakitan kendaraan dan sistem kontrol sesuai dengan rancangan.

Hasil capaian kegiatan ini adalah telah selesainya perancangan sistem mobil fuelcell, uji kinerja mobil listrik, dan uji kinerja sistem fuel cell. Desain rangka mobil danpenempatan komponen mobil dirancang menggunakan software Catia. Perakitanmobil fuel cellyang telah dilakukan meliputi perakitan rangka mobil, perakitan remcakram, perakitan sistemfuel cell, dan perakitan rangka tangki gas.

Mobil listrik yang ada di P3TKEBTKE termasuk jenis mobil listrik battery operate.Mobil listrik jenis ini mengandalkan baterai sebagai sumber energi untukmenggerakkan kendaraan. Bagian yang sangat penting pada mobil listrik jenis ini,yaitu motor listrik, baterai, charger (pengisi ulang energi listrik pada baterai), dansistem kendali (controller). Motor yang digunakan pada mobil listrik ini adalah jenismotor DC seri tipe EJ4-4001 dengan tegangan output48 VDC 2.300 RPM dan dayayang dihasilkan sebesar 3,3 HP.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


17/135


Gambar 11. Desain mobilfuel celldan mobil aktual hasil rakitan

Gambar 12. Antara arus aktual, tegangan aktual dan tegangan ideal.

Total tegangan dan arus pada baterai mobil masing-masing 72 volt (6 buah baterai8 volt dan 2 buah 12 volt disusun seri) dan 100Ah pada tiap baterai mobil. Jumlahampere yang disarankan adalah 10 Ampere untuk pemakaian jangka panjang bateraitersebut sehingga total pengisian bisa mencapai 10 jam dan tegangan yangdianjurkan adalah 73-75 volt.

Aspek keamanan mobil fuel cell dibedakan atas keamanan kelistrikan dankeamanan hidrogen. Dalam hal keamanan listrik, total baterai yang digunakan adalahbaterai 72 Volt DC, sehingga diharuskan berhati-hati dalam pengerjaan pengujian,penginstalan dan pemakaian. Misalkan terjadi arus pendek yang mengakibatkanmunculnya titik nyala api, untuk memastikan keselamatan dalam pengerjaan makapastikan semua konduktor dan terminal di isolasi dan pasanglah sebuah sistemtombol emergency yang akan diaktifkan seperti memutuskan supply 12 Volt kesistem AutoPAK (menutup katup H2), memutuskan supply 48V ke motor (mencegah

mobil berjalan), dan memutuskan supply 72V ke baterai (mengurangi risikoterjadinya arus pendek. jika kabel 72 V menyentuh chasis mobil ).

Dalam hal keamanan hidrogen, hidrogen mendatangkan beberapa bahayakesehatan pada manusia, mulai dari potensi ledakan dan kebakaran ketikatercampur dengan udara, sampai dengan sifatnya yang menyebabkan asfiksia padakeadaan murni tanpa oksigen. Gas hidrogen yang mengalami kebocoran dapatmenyala dengan spontan. Selain itu api hidrogen sangat panas, namun hampir tidakdapat dilihat dengan mata telanjang, sehingga dapat menyebabkan kasus kebakaranyang tak terduga. Oleh karena itu, pastikan semua selang terhubung dengan baik,apabila diperlukan lakukan pengecekan dengan cairan sabun.

0

20

40

60

80

100

111

21

31

41

51

61

71

81

91

101

111

121

131

Arus aktual Fuel Cell

tegangan aktual

(voltage)

72 sell fuel cell ideal


18/135


Gambar 13. Efisiensi berdasarkan daya keluaranfuel cell.

Uji kinerja sistem fuel cell dilakukan dengan menghitung efisiensi, mengukurkebutuhan bahan bakar, pengujian pengisian baterai mobil dengan fuel cell, dan ujikeamanan sistem. Pada pengujian selama 0:12:19 ini efisiensi aktual yang terukurnaik turun dengan maksimum 64,91% dan minimum 45,59% dari efisiensi idealyaitu 83%. Hal ini dipengaruhi oleh arus semakin tinggi arus yang dihasilkan makasemakin rendah efisiensinya dan bila arus semakin rendah maka semakin tinggi jugaefisiensinya (Gambar 13). Kebutuhan bahan bakar hidrogen berbeda-bedatergantung dengan rata-rata target daya yang dibutuhkan. Misalnya pada rata-ratadaya yang dibutuhkan adalah 300 watt maka kebutuhan bahan bakar yangdibutuhkan adalah 4,995681 NL/min.

Kesimpulan kegiatan ini adalah bahwa karakteristik kelistrikan keluaran darisistem fuel cell berbeda dengan kebutuhan kelistrikan dari mobil listrik. Untuk ituperlu dilakukan beberapa penelitian yang bertujuan untuk mensinkronkan keluaran

dan kebutuhan listrik dari mobil fuel celltersebut. Beberapa uji coba telah dilakukanguna mencapai sinkronisasi keluaran, tetapi hngga saat ini masih dilakukanpenemuan metode yang paling aman dan efisien dalam mencapai tujuan tersebut.Hasil teknis pengujian atau keluaran uji coba mobil fuel celladalah kapasitasfuel cellmaksimum 3 kW, voltase output 72 Volt, ampere output makasimum 40 A, konsumsiH2 sebanyak 36 NL/min, kebutuhan H2 sebanyak 6.480 L = 40 L (150 bar), lamapengisian baterai + 3 Jam, jarak tempuh sejauh + 56 Km (2 orang), dengan kecepatan30 km/jam .

d. Asesmen Potensi Panas Bumi untuk Mendukung Pemanfaatan Teknologi

Siklus Biner

Tim : Hari Soekarno, Benny F. Dictus, Lia PutriyanaKelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Tenologi Energi Baru

Terbarukan



Indonesia terletak di pertemuan tiga lempeng aktif yang memungkinkan panasbumi dari kedalaman ditransfer ke permukaan melalui sistem rekahan. Posisistrategis ini menempatkankan Indonesia sebagai negara paling kaya dengan energi

0%

10%

20%30%

40%

50%

60%

70%

0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3

Daya Fuel Cell

Fuel

CellEfficiency
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]


19/135


panas bumi sistem hidrotermal yang tersebar di sepanjang busur vulkanik. Potensienergi panas bumi di Indonesia yang mencapai 28,617 GWe sangat erat kaitannyadengan posisi Indonesia dalam kerangka tektonik dunia. Ditinjau dari munculnyapanas bumi di permukaan per satuan luas, Indonesia menempati urutan keempatdunia, bahkan dari segi temperatur yang tinggi, merupakan kedua terbesar.

Saat ini sebanyak 299 area telah diidentifikasi melalui inventarisasi daneksplorasi, sebagian besar dari jumlah area panas bumi tersebut terletak dilingkungan vulkanik, sisanya berada di lingkungan batuan sedimen dan metamorf.Dari jumlah lokasi tersebut mempunyai total potensi sumber daya dan cadanganpanas bumi sebesar sekitar 28.617 MWe. Dari total potensi tersebut hanya 4,6%(1341 MWe) yang telah dimanfaatkan sebagai energi listrik dan menyumbangkansekitar 2,5% dalam pemakaian energi listrik nasional (Badan Geologi, 2012).

Mengacu pada UU No. 27 Tahun 2003 telah dibuat suatu peta jalan (road map)panas bumi dalam Kebijakan Energi Nasional 2006, sebagai pedoman dan pola tetappengembangan dan pemanfaatan energi panas bumi di Indonesia. Industri panas

bumi yang diinginkan yang tertuang dalam peta perjalanan tersebut antara lainpemanfaatan untuk tenaga listrik sebesar 9500 MWe dan berkembangnyapemanfaatan langsung (agrobisnis, pariwisata, dll) pada tahun 2025. Dalammencapai target pengembangan panas bumi sebesar 9500 Mwe dan pemakaianenergi terbarukan non hidro skala kecil dan besar 5% dalam energy mix untuk

tenaga listrik di tahun 2025 maka perlu percepatan investasi. Untuk itu, diperlukanpenelitian dan pengembangan teknologi ekstraksi panas bumi untuk memenuhikebutuhan energi domestik yang dapat mendorong pertumbuhan perekonomiannasional.

Tujuan penelitian ini adalah melakukan asesmen potensi panas bumi untuk

mendukung pemanfaatan Teknologi Siklus Biner pada lapangan panas bumi denganmembangun model melalui simulasi reservoir. Hasil dari kegiatan ini adalahrekomendasi yang dapat menjelaskan pengaruh pemanfaatan teknologi siklus binerpada lapangan panas bumi. data yang digunakan pada kegiatan tahun 2014 ini adalahdata lapangan panas bumi Lainea. Sumber data dari Pusat Sumber Daya Geologi(PSDG).

Kegiatan ini adalah kegiatan simulasi reservoir panas yang dilakukan denganmenggunakan simulator reservoir panas bumi TOUGH 2 dengan interface Petrasimv.5. Secara garis besar kegiatan simulasi reservoir pada tahun anggaran 2014 inimeliputi membangun model konseptual dan melakukan simulasi natural state dan 3.Skenario pengembangan lapangan (POD). Model konseptual merupakan dasar yang

akan digunakan untuk membangun model numerik pada kegiatan simulasi reservoir.Model koseptual menjelaskan batas lateral dan vertikal lapangan panas bumi. Selainitu juga menunjukkan arah pergerakan fluida, tekanan dan temperatur bawahpermukaan. Batas lateral meliputi Zona manifestasi permukaan, Zona upflowoutflow, Zona recharge, Zona produksi dan Zona injeksi. Batas vertikal meliputi Layeratmosfer, Layer soil, Layer batuan penudung (cap rock), Layer reservoir, dan Layerbasement. Model konseptual ini dibangun dari hasil studi 3G yaitu geologi, geofisikadan geokimia.


20/135


Gambar 14. Model konseptual lapangan panas bumi Lainea

Simulasi natural state adalah simulasi model numerik lapangan panas bumi yangmenggambarkan kondisi awal lapangan panas bumi sebelum ada sumur eksplorasidan produksi. Simulasi natural statemerupakan konversi dari model konseptual kedalam bentuk model numerik. Simulasi yang dilakukan meliputi pembuatan inputdata dan validasi model natural sate. Data yang dibutuhkan untuk membangunmodel natural state terdiri dari Geometri, Layer, Material, dan Initial condition. Hasilsimulasi natural statediketahui bahwa lapangan panas bumi Lainea adalah lapanganpanas bumi sistem hot waterdengan temperatur reservoir 230 C dan tekanan 127bar. Dengan demikian maka lapangan panas bumi Lainea paling cocok untukdikembangkan sebagai pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) menggunakanteknologi siklus biner.

Model konseptual menunjukkan bahwa lapangan panas bumi Lainea memilikiheatsourceberada tepat di bawah area prospek. Dengan demikian maka pada modelnumrik area heatsource juga berada pada layer paling bawah. Untuk mendapatkanheatdan mass balanceditentukan heatsource sebesar 10 kg/s dengan entalpi 1000kj/kg, dihasilkan total massa dari manifestasi permukaan sebesar 5 kg/s(Gambar15).

Gambar 15. Lokasi area heatsource.


21/135


Kondisi natural state lapangan panas bumi Lainea dicapai setelah runing modelselama 150 juta tahun. Untuk mengetahui model numerik lapangan panas bumiLainea pada kondisi natural state maka ditampilkan hasil runing model natural statedalam bentuk distribusi temperatur yang meliputi Distribusi temperatur arah lateral

dan Distribusi temperatur arah vertikal.

Gambar 16. Distribusi temperatur reservoir lateral @natural state.


22/135


Gambar 17. Distribusi temperatur reservoir vertikal @ natural state.

Skenario pengembangan lapangan (POD) lapangan panas bumi Lainea dapatdilakukan melalui dua skenario pengembangan, yaitu:

a. Skenario-1 : Pengembangan lapangan menggunakan teknologi siklus biner dengan1 sumur produksi dan 1 sumur injeksi, dapat membangkitkan listrik dengankapasitas daya sebesar 1250 kW selama 30 tahun.

b. Skenario-2 : Pengembangan lapangan menggunakan teknologi siklus biner dengan2 sumur produksi dan 1 sumur injeksi, dapat membangkitkan listrik dengankapasitas daya sebesar 2250 kW selama 30 tahun.

e. Simulasi dan Permodelan Sistem Pembakaran Batubara Pada Siklon Burner

Tim : Yohanes Gunawan, Andriyanto, Arief Aryanto

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistrikan


Email: [email protected]

Sumber daya batubara Indonesia sebanyak 104,8 milyar ton tersebar terutama di

Kalimantan (51,9 milyar ton) dan Sumatera (52,5 milyar ton). Namun cadanganbatubara dilaporkan hanya 21,1 milyar ton (Kalimantan 9,9 milyar ton, Sumatera11,2 milyar ton). Sekitar 22% dari batubara Indonesia berkualitas rendah (low rank)dengan kandungan panas kurang dari 5.100 kkal/kg, sebagian besar (66%)berkualitas medium (antara 5.100 dan 6.100 kkal/kg) dan hanya sedikit (12%) yangberkualitas tinggi (6.1007.100 kkal/kg) (Badan Geologi, 2010). Angka ini dalamadb(ash dried basis). Walaupun cadangan batubara Indonesia tidak terlalu besar,namun tingkat produksi batubara sangat tinggi, yaitu mencapai 370 juta ton padatahun 2011, sebagian besar dari produksi batubara tersebut diekspor ke China, India,Jepang, Korea Selatan dan Taiwan dan negara lain.

Siklon burner adalah tungku berbentuk silinder biasanya dipasang horizontaldengan dikelilingi pipa-pipa air yang berfungsi menyerap panas untuk merubahmenjadi steam sekaligus melindungi tungku agar tidak meleleh. Butiran batubaraberukuran 0,5 mm, dihembuskan ke dalam burner bersama-sama dengan udarasecara tangensial dengan kecepatan semprotan 100-150 m/detik. Selain udaraprimer, dihembuskan pula secara tangensial udara sekunder yang dipanaskan,sedangkan udara tersier dihembuskan secara aksial ke dalam Siklon Burner tersebut.Kondisi pembakaran batubara di dalam Siklon Burner susah untuk bisa diketahuidan sulit untuk dilakukan pengukuran. Salah satu metode yang efektif untukmemprediksi konsentrasi polutan, sebaran temperatur dan pengaruh perubahan


23/135


parameter-parameter aliran didalam ruang bakar dilakukan dengan simulasi didalam program komputer.

Tujuan kegiatan yang hendak dicapai pada kajian ini, antara lain:

a. Mengetahui kondisi/perilaku sistem pembakaran di dalam siklon burner dengan

bantuan simulasi program komputer/ Computational Fluid Dinamic(CFD).b. Mengetahui parameter-parameter pembakaran di dalam siklon burner.

c. Penguasaan teknologi pembakaran pada siklon burner.

Siklon burner mempunyai karakteristik pembakaran yang memungkinkancampuran udara dan bahan bakar mempunyai waktu yang cukup untuk terbakarsempurna dan mempunyai aliran turbulensi yang besar.Dua karakteristik siklonburner, yaitu time residensi dan turbulensi, disatukan dengan sebutan swirl number.

Pada sistem pembakaran, pengaruh kuat pengaplikasian swirl pada penginjeksianudara dan bahan bakar, digunakan sebagai bantuan untuk menstabilisasikan proses

pembakaran. Swirl pada siklon burner memanfaatkan pusaran kuat untukmeningkatkan kecepatan tumbukan (momentum) antara aliran aksial dengan alirantangensial sehingga mempercepat waktu percampuran bahan bakar dan udara danmemperpanjang waktu tinggal (residence time). Aplikasi swirl dapat membangkitkanzona resirkulasi internal, sehingga dapat menyempurnakan percampuran udaradengan bahan bakar akibatnya pembakaran dapat berjalan dengan sempurna, untukmenstabilkan beberapa fraksi hasil pembakaran, agar terbakar kembali sehinggakadar partikel padat pada exhaust dapat dikurangi.

Simulasi aliran dingin dilakukan sebelum proses pembakaran terjadi. Tujuannyaadalah untuk mengetahui pola aliran di dalam siklon burner utamanya untukkomponen kecepatan arah aksial dan tangensial.

Tingkat pusaran atau kekuatan pusaran dapat diindikasikan oleh bilanganpusaran (swirl number). Swirlmeresirkulasikan produk pembakaran tak sempurnayang bertemperatur tinggi kembali ke nyala api. Pembakaran yang baik padadasarnya mengurangi pembentukan jelaga dan meminimalisir kebutuhan udaraberlebih.Fungsi dari swirl adalah untuk menciptakan zona resirkulasi internal (IRZ).IRZ terbentuk oleh gradient radial positif tekanan yang ditimbulkan oleh swirlberkekuatan tinggi. IRZ inilah yang berperan dalam meningkatkan kualitaspercampuran udara-bahan bakar dan kestabilan nyala api.


24/135


Gambar 18. Pola aliran udara tangensial di dalam siklon burner dengan kecepatan udara masuk9,71 m/s

Gambar 19. Hasil Simulasi untuk sebaran kecepatan arah U pembakar siklon dan boiler

Gambar 20. Hasil Simulasi untuk sebaran temperatur pembakar siklon dan boiler arah aksial


25/135


Seperti terlihat pada Gambar 19, temperatur naik dari upstream menujudownstream (dari inlet fuel+air ke outlet). Proses pembakaran mulai terjadi saatbatubara dan udara masuk kedalam cyclone burnerhingga terbakar sempurna saatmenuju outlet. Temperature di zona stagnancy (dekat downstream) lebih besardibandingkan temperature zona outlet. Hasil simulasi tidak mengambarkan bentuk

api akan tetapi mengambarkan distribusi suhu yang terjadi hasil proses pembakaran.PadaGambar 20,dapat dilihat bahwa temperatur maksimal yang terjadi didalam

pembakar siklon adalah 2330 K, di mana temperatur tersebut terjadi di bagianbawah pembakar siklon. Pada temperatur 2330 K, sangat memungkinkan terjadiperistiwa peleburan abu pembakaran menjadi bentuk cair (slagging). Peristiwapeleburan abu diprediksikan akan banyak terjadi di zona yang ditunjukkan padalingkaran putih pada Gambar 20.. Untuk menampung abu cair yang terjadi selamaproses pembakaran, sangat disarankan untuk membuat tempat pengumpulan abucair di sekitar zona lingkaran diatas agar abu cair yang terjadi tidak terdepositdidalam siklon burneryang akibatnya akan menurunkan kinerja dari siklon burner

itu sendiri.Dari hasil simulasi, kemudian dilakukan perbandingan untuk masing-masing AFR

(Air Fuel Ratio). Data AFR diambil dari pengambilan data O2 yang terukur di Flue GasAnalyzer.

Proses pembakaran di dalam siklon burner diawali dengan proses ignitiondenganmenggunakan pembakaran kayu bakar sampai mendapatkan temperatur sekitar 8000C. Temperatur saat api di dalam siklon burnersetelah steadyadalah sekitar 1200 1300 0C. Pengambilan data dan variasi kecepatan udara bahan bakar masukdilakukan pada saat kondisi api didalam siklon burner sudah steady.

Gambar 21. Distribusi temperatur di dalam siklon burnerhasil pengukuran

Membakar batubara dengan ukuran 30 mesh pada siklon burner membuatpembakaran lebih stabil, suhu api lebih tinggi, dibandingkan dengan pembakarandengan sistem stoker (konvensional) di mana ukuran material bahan bakar lebihbesar, tetapi dengan konsekuensi, untuk mendapatkan ukuran batubara sebesar 30mesh, memerlukan usaha tersendiri.


26/135


Pembakaran di dalam siklon burner mempunyai karakteristik tingkat pusaranatau kekuatan pusaran yang dapat diindikasikan oleh bilangan pusaran (swirlnumber). Swirl meresirkulasikan produk pembakaran tak sempurna yangbertemperatur tinggi kembali ke nyala api. Pembakaran yang baik pada dasarnyamengurangi pembentukan jelaga dan meminimalisir kebutuhan udara berlebih.

Fungsi dari swirl adalah untuk menciptakan zona resirkulasi internal (IRZ). IRZterbentuk oleh gradient radial positif tekanan yang ditimbulkan oleh swirlberkekuatan tinggi. IRZ inilah yang berperan dalam meningkatkan kualitaspercampuran udara-bahan bakar dan kestabilan nyala api.

Tiga unsur yang mempengaruhi pembakaran yang baik adalah waktu persentuhan(contact time), temperatur, turbulensi.

Dengan bantuan software simulasi CFD dapat mempermudah dalam menganalisissuatu sistem, terutama untuk memprediksi suhu dan emisi CO. Dari hasil simulasi,dapat diketahui, variasi AFR sangat mempengaruhi hasil emisi dan total energi yangdibangkitkan. Adanya kandungan CO di dalam gas buang mengindikasikan

pembakaran belum sempurna, variasi AFR didalam simulasi memberikan gambarandan memprediksi hasil CO yang berbeda dari beberapa variasi AFR. DariGambar 22dapat dilihat bahwa variasi masukan udara pembakaran akan menghasilkan emisi COyang berbeda pula. Dapat disimpulkan, bahan bakar yang sempurna sangatditentukan oleh komposisi AFR yang tepat.

Gambar 22. Perbandingan fraksi gas CO sepanjang center siklon burner

Tabel 1.Perbandingan Total Energi yang dihasilkan


27/135


Total heat transfer ratedidapat dengan menjumlahkan semua boundary yang ada.Dari data di atas, untuk AFR 10,28 adalah AFR optimal (memiliki output energi palingbesar) adalah dengan laju massa udara = 0.092 kg/s, untuk kapasitas siklon burnertertentu.

B. Diversifikasi Energi

1. Pengembangan Teknologi yang Siap Pakai Untuk Mengurangi

Ketergantungan BBM

a. Prototipe Pabrikasi Rig CBM

Tim: Panca Wahyudi, Usman, Bambang Agus Wijayanto

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Eksploitasi



Coalbed Methane (CBM) merupakan salah satu sumber daya alam strategis yangcukup potensial memasok kebutuhan energi nasional dalam rangka diversifikasienergi. Potensi CBM Indonesia berdasarkan hasil studi Advance ResearchInternational (ARI) dengan Ditjen Migas dan Bank Pembangunan Asia tahun 2003

diperkirakan sebesar 453 Tcf (453109cubic feet), tersebar di 11 cekungan di pulauSumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Jawa. Potensi yang demikian besar telahmenarik minat pelaku bisnis mengembangkan sumber energi baru ini. Sampaidengan Juni 2013 telah ditandatangani 54 Wilayah Kerja (WK) CBM, meningkat pesatsejak pertama kali konsesi WK CBM ditawarkan pemerintah tahun 2008.

Banyaknya jumlah sumur yang harus dibor per tahun membutuhkan dukungan

ketersediaan anjungan pengeboran atau rig dalam jumlah yang cukup. Pemboransatu sumur CBM menghabiskan waktu kurang lebih 10 hari sehingga jika setahundiperlukan penambahan 25 sumur, maka minimal harus tersedia 2 rig untukmenunjang operasional pemboran pada lapangan tersebut. Disamping kegiatanpemboran, masih diperlukan tambahan rig untuk menunjang kegiatan perbaikan dankerja ulang sumur. Jadi diperlukan minimal 3 rig untuk menunjang pengembangantipikal lapangan CBM. Dengan 54 Kontraktor CBM yang ada saat ini, maka prospekindustri manufaktur rig kedepan sangat potensial.

Rig yang tersedia saat ini, umumnya jenis rig migas yang memiliki peralatansangat komplek dan memerlukan jumlah awak rig yang banyak. Akibatnya biaya


28/135


operasi pemboran dan kerja ulang sumur CBM menjadi sangat mahal. Penggunaanrig tambang yang relatif murah dapat digunakan dengan beberapa modifikasi yaitupenambahan peralatan blow out preventer (BOP) dan substructure untukmeninggikan posisi meja bor.

Selain faktor regulasi dan tumpang tindih lahan yang menyebabkan industri CBM

kurang memperlihatkan nilai pertumbuhan yang menggembirakan, mahalnya biayasumur CBM di Indonesia juga menjadi faktor penyebab keekonomian pengusahaanCBM menjadi marginal. Banyaknya shallow gasyang dijumpai saat pemboran sumurCBM mengharuskan penggunaan rig ukuran besar, minimal 550 HP. Hal inimenyebabkan biaya sewa rig menjadi sangat mahal.

Berdasarkan peluang dan tantangan seperti diuraikan di atas, Badan Penelitiandan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral telah mengembangkanprototyperig CBM yang memenuhi standar internasional, relatif murah, handal, danmudah operasionalnya dengan tingkat kandungan lokal tinggi. Diharapkan dapatmendorong manufaktur rig CBM dalam negeri serta menunjang pengusahaan

industri CBM yang mandiri, efisien, dan kompetitif dalam rangka memperkuatketahanan energi dan mewujudkan kemandirian industri energi nasional.Ketersediaan rig yang relatif murah akan memperbaiki keekonomian pengusahaanCBM sehingga industri ini akan berkembang dan memberi manfaat untuk kontraktordan pemerintah.

Pada tahun 2013 telah dibuat sebuah prototipe rig CBM. Desain pembuatan RigCBM ini merupakan prototipe rig dengan perpaduan teknologi yang digunakan dalamRig Migas dan Rig Tambang dengan spesifikasi kemampuan setara dengan Rig Migasberkapasitas 350 HP. Komponen TKDN telah mencapai lebih dari 40% padapembuatan RIG CBM ini, meliputi beberapa bagian struktur Rig antara lain unit cariar

rig yang terdiri dari chasis, cabin, roda dan sistim electrical telah dibuat dalamnegeri, serta beberapa komponen pada peralatan mesin, hidrolik, dan menara (mast).Unit pembawa Rig CBM (carrier) didesign dengan kondisi lebar jalan di Indonesiadan menggunakan sistem penggerak roda 8 x 8 dengan sistim matik, sehingga cocokdioperasikan pada medan berat dan berlumpur seperti kondisi geografis Indonesia.

Hasil pengujian rig up rig down dan koneksi pipa diperoleh catatan sebagaiberikut:

Waktu yang dibutuhkan untuk rig up dengan memposisikan rig padatempatnya dan pemasanganguidelinepada mush dibutuhkan kurang lebih 30menit

Waktu yang dibutuhkan untuk koneksi pipa dari sejak pengambilan pada piperackhingga siap pemboran memakan waktu 3 menit

Waktu yang diperlukan untuk rig downdiperlukan kurang lebih 25 menit

Kemampuan manuver hingga radius kurang lebih 10 meter

Kecepatan laju kendaraan bisa mencapai kurang lebih 60 km/jam

Pada tanggal 21 Juli 2014 telah diperoleh Sertifikat Kelayakan PenggunaanInstalasi Rig CBM LEMIGAS - Balitbang dari Direktorat Jenderal Migas dengan masaberlaku hingga 18 Juli 2017.


29/135


Presentasi mempromosikan Rig CBM dihadapan K3S CBM telah di lakukan dikantor SKK Migas pada bulan September 2014. Kunjungan melihat Rig CBM dandemo uji fungsi di Warehouse PT. Petrodril di Dawuan oleh K3S CBM dan SKK telahdilakukan pada awal bulan Oktober 2014. Presentasi dan kunjungan di beberapa K3SCBM telah dilakukan, di antaranya di K3S Nu Energy, K3S Pertamina Hulu Energy

CBM, K3S Epindo, dan K3S Medco.

Gambar 23. Rig CBM LEMIGAS - Balitbang

b. Pengembangan Aplikasi Teknologi Underground Coal Gasification(UCG) di

Indonesia Tahap I

Tim: Zulfahmi, Bukin Daulay, Binarko Santoso

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi EksploitasiTambang dan Pengelolaan Sumber Daya

Puslitbangtek Mineral dan Batubara

e-mail: [email protected]

Pengembangan teknologi UCGyang dilakukan pada tahun 2014 merupakan tahappertama. Pada tahap I ini dilakukan penyiapan data digital geologi, evaluasi subsurface geologi, penentuan titik pemboran rinci, pelaksanaan pemboran, kajianteknologi UCG, studi hidrogeologi dan geomekanika serta kajian regulasi sebagaiacuan dalam pengembangan teknologi UCGdi Indonesia.

Hasil kajian teknologi dan ekonomi UCG menyimpulkan bahwa ada teknologigasifikasi batubara konvensional yang dapat diterapkan pada UCG seperti carapengendalian gasifier, pembangunan fasilitas di permukaan baik untuk

menyediakan pereaksi maupun untuk mengolah produk reaksi, yaitu pemurniangas dari tar dan sintesis syngas. Namun perlu dukungan teknologi dari sub sektorminyak dan gas bumi terutama dalam pengeboran dengan coiled tubing.

Hasil kajian regulasi UCG menyimpulkan bahwa pokok-pokok bahasan regulasipengusahaan UCGini masih perlu disosialisasikan ke stakeholderdi Pusat, antaralain kementerian lain yang terkait (Kemendagri, Kementerian Lingkungan Hidup,Kemenhukham, dan lainnya), APBI, IMA, dan perusahaan pertambangan batubara.Sedangkan, stakeholderdaerah sebagai produsen batubara dan daerah lain yangmemiliki sumber daya batubara yang memungkinkan diusahakan dengan


30/135


teknologi UCG, antara lain Jambi, Lampung, Riau, Kalimantan Timur, danKalimantan Selatan.

ambar 24. Aktivitas pengambilan data menggunakan downhole seismik

c. Pengembangan Gasifikasi Batubara Untuk PLTD Dual Fuel

Fahmi Sulistyohadi, Datin Fatia Umar, Miftahul Huda

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pengolahan danPemanfaatan Batubara


e-mail: fahmi [email protected]

Puslitbang tekMIRA telah beberapa kali melakukan ujicoba gasifikasi batubarauntuk PLTD dual fuel. Kegiatan ini merupakan kelanjutan ujicoba pada tahunsebelumnya.

Prinsip gasifikasi adalah mereaksikan batubara (yang telah dipanaskan) denganuap untuk mendapatkan gas bakar sintetis (CO, H2, CH4). Ada berbagai reaktorgasifikasi, di antaranya adalah unggun tetap (fixed bed).

Produk gasifikasi batubara total adalah gas bakar (producer gas) yang dapatdigunakan untuk menggantikan sebagian solar pada generator diesel untukpembangkit listrik tenaga diesel (PLTD).

Pada tahun anggaran 2014, percobaan gasifikasi untuk PLTD duel fueldilakukan

sebanyak dua kali percobaan menggunakan dua jenis batubara yang berbeda.Percobaan pertama menggunakan batubara dengan nilai kalor 5.947 kal/g danpercobaan kedua menggunakan batubara dengan nilai kalor 5.587 kal/g.

Ujicoba burnerpembakar ter telah berhasil dikoneksikan dengan boiler sehinggadapat memproduksi steam pada tekanan 1-3 barg. Steam telah digunakan sebagaiseal gas saat pekerjaan poking (pemeriksaan level layer unggun tetap) di gasifierdengan stabil.

Hasil ujicoba menunjukkan bahwa gas bakar yang dihasilkan telah memenuhisyarat untuk diumpankan bersama-sama dengan minyak solar ke mesin generatordual fuelsekitar 50 - 60% dan rasio antara gas dan solar adalah 60 : 40.


31/135


Gambar 25. Pengerjaan modifikasi WS-2 dan WS-4

d. Implementasi Pembakar Batubara Pada Dapur Umum Lapas

Nining Sudini Ningrum, Sumaryono, Ikin Sodikin



e-mail: nining [email protected]

Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara (Puslitbang tekMIRA) telahmengembangkan tungku pembakar batubara skala kecil yang sesuai di gunakan didapur komunal. Tungku ini diharapkan menjadi alternatif pengganti LPG dimasyarakat. Walaupun demikian tungku ini masih perlu di ujicoba di tempatpengguna untuk mengetahui kesesuaian antara desain tungku dengan karakteristikpenggunaan. Untuk tahap awal (tahun 2014) tungku ini telah di uji coba di LembagaPemasyarakatan (LAPAS) Kuningan dan Indramayu selanjutnya akandiimplementasikan pada pengguna/ masyarakat lainnya.


32/135


Tujuannya adalah menjadi alternatif pengganti bahan bakar LPG di dapur Lapas,di samping itu juga untuk membekali para Napi yang akan bebas dengan pelatihanketerampilan penggunaan energi yang murah untuk industri kecil dan rumahan.

Pembakar siklon yang dibuat berukuran mini, berdiameter dalam 40 cm dantinggi 50 cm adalah jenis pembakar siklon vertikal. Di atasnya diletakkan alat masak

berupa drum stainless steel.

Pembakaran batubara di lakukan dengan teknik co-firing dengan perbandingancampuran batubara : serbuk gergaji 1:1 (berat). Dengan teknik co-firing dapatdihasilkan efisiensi energi yang lebih tinggi dan pencemaran udara yang lebihrendah.

Gambar 26. Kondisi dapur Lapas Kuningan dengan menggunakan LPG

Gambar 27. Pembangunan pembakar siklon di Lapas Kuningan


33/135


Gambar 28. Pembakar siklon siap digunakan di Lapas Kuningan

ambar 29. Ujicoba pembakar siklon di Lapas Kuningan


34/135


e. Implementasi GasifierUntuk Gas Engine/ Generator Listrik

Nurhadi, Yenny Sofaety, Miftahul Huda


Puslitbangtek Mineral dan Batubarae-mail: [email protected]

Uji coba pengoperasiangenset menggunakan gas bakar batubara dilakukan secaraparalel dengan uji coba pembakaran langsung. Uji coba ini menggunakan genset10kW jenis spark ignition engine berbahan bakar bensin (pertamax). Sebelum gensetdigunakan untuk uji coba menggunakan bahan bakar gas hasil gasifikasi, gensetdimodifikasi pada sistem pengumpanan bahan bakar, yaitu menambahkan sistempencampuran gas dan udara sebelum masuk ke ruang bakar.

Kandungan ter gas hasil percobaan adalah 4,04 mg/Nm3 lebih rendah dari

standar ter yang dipersyaratkan untukgas engineyakni


35/135


Gambar 31. Hasil kinerja genset 10 kW berbahan bakar gas batubara

f. Penelitian Dan Pengembangan Energi Angin Untuk Pembangkit Listrik

Tenaga Angin Kapasitas Menengah

Tim : Nanda Avianto W, Hari Soekarno, dan Harun Al Rasyid




Kegiatan ini dilatarbelakangi oleh beberapa studi potensi energi angin yang telahdilakukan sebelumnya, Indonesia memiliki karakteristik rata-rata kecepatan angin(Vmean) yang lebih rendah dibandingkan dengan negara-negara Eropa, AmerikaSerikat, dan lainnya. Rata-rata kecepatan angin di beberapa daerah di Indonesiaberkisar di antara 3-6 m/s atau lebih rendah dari rata-rata kecepatan angin dinegara-negara Eropa yang berkisar di antara 9-12 m/s.

Perbedaan karakteristik angin tersebut menimbulkan masalah ketika teknologisistem pembangkit listrik tenaga angin yang ada di pasaran tidak sesuai dengankarakaterisktik angin di Indonesia. Teknologi sistem pembangkit listrik tenaga angintersebut umumnya dirancang untuk mengikuti karakteristik angin negara-negaraEropa yang berbeda dengan karakaterisktik angin di Indonesia. Oleh karena itu,pengembangan teknologi PLT-Angin dalam negeri yang sesuai dengan karakteristikangin di Indonesia menjadi penting dan urgent untuk dilaksanakan. KegiatanPenelitian dan Pengembangan Energi Angin untuk Pembangkit Listrik Tenaga AnginKapasitas Menengah pada tahun 2014 merupakan kegiatan lanjutan dari kegiatan

multi-yearsyang dimulai sejak tahun 2009. Sedangkan pada tahun 2014, kegiatan inidifokuskan dan dibatasi pada Pengujian Performansi Protoype PLT Angin Kapasitas100 kW.

Tujuan kegiatan ini adalah melakukan Pengujian Performansi Protoype PLT AnginKapasitas 100 kW di desa Taman Jaya Kec. Ciemas Kab. Sukabumi Jawa Barat. Hasilcapaian kegiatan dibedakan dalam capaian pemeliharaan, hasil pengujianperformansi PLT Angin, dan output makalah ilmiah (paper) yang dihasilkan.Metodologi yang digunakan pada kegiatan pengujian performansi PLT Angin iniadalah meliputi 4 pengujian, yaitu pengujian performansi sistem pengereman,pengujian performansi sistem pengunci, pengujian performansi sistem yawing, dan

pengujian performansi produksi listrik.Seluruh kegiatan ini dilakukan dengan penggabungan antara swakelola dan pihak

ketiga, yaitu dengan melakukan studi literatur, koordinasi dengan narasumber danpihak-pihak terkait, perbaikan komponen dan pengujian sistem, serta pembuatanlaporan.

Hasil capaian kegiatan ini dapat dibedakan menjadi 3 bagian, yaitupemeliharaan(maintenance) yang telah dilaksanakan, hasil pengujian performansi PLT Angin, danoutput makalah ilmiah (paper) yang dihasilkan. Pemeliharaan yang telah dilakukanadalah perbaikan valve pada sistem hidrolik pengereman, penggantian oli hidroliksistem pengereman, modifikasi sistem pengunci yaw, pengencangan baut-baut
mailto:[email protected]:[email protected]


36/135


menara, pembuatan kopling pengganti, fabrikasi sistem lifting utk tujuanpemeliharaan ringan, dan pemeliharaan atap rumah kontrol.

Gambar 32. Pemeliharaan peralatan dan pendukung peralatan utama

Pengujian performansi yang telah dilakukan adalah

a. Pengujian performansi sistem pengereman

Sistem pengereman hidrolik ini di-design agar dapat memberikan variasi tekananketika melakukan pengereman. Hasil pengujian menunjukkan sistem hidrolikpengereman memiliki telah berhasil memberikan variasi tekanan hidrolik padacaliper dengan mengubah persentase bukaan variable valve.

b. Pengujian performansi sistem pengunci

Hasil pengujian menunjukkan performasi penguncian yang baik dan selaluberhasil selama pengujian.Kondisi kunci yang berada pada posisi full releasemerupakan syarat dapat dioperasikannya sistem yawing. Syarat kondisi tersebutdiimplementasikan dalam prosedur interlock operasi yawing yang dilakukan olehprogram otomatis PLC.

c. Pengujian performansi sistemyawing

Hasil pengujian menunjukkan sistem yawing dapat diputar dari 3600 hingga+3600.

d. Pengujian performansi produksi listrik

Pengujian produksi listrik telah membuktikan sistem elektrikal telah berhasilmemproduksi listrik atau dengan kata lain mengambil energi listrik dari turbin PLTAngin dan menyalurkannya ke jala-jala PLN hingga 28 kW. Variasi daya listrik yangberhasil dibangkitkan dan ditampilkan pada Powermater yang dioperasikan secaraonline dengan sistem elektrikal dan kontrol. Indikasi kondisi produksi jugaditampilkan pada screen peralatan listrikActive Front End.

Selain hasil pengujian, peneliti juga telah membuat makalah ilmiah yang berjudulPenelitian dan Pengembangan PLT Angin 100 kW dengan penulis Nanda AviantoWicaksono yang telah dipresentasikan pada acara Kolokium P3TKEBTKE tanggal 18-19 November 2014 dan makalah ilmiah yang berjudul Design of Induction Generator


37/135


for Wind Power Plant Capacity 100kW dengan penulis Andri Setiyoso, Agus Purwadi,dan Nanda Avianto Wicaksono yang telah dipresentasikan pada konferensiinternasional The ICSNE 2015: XIII International Conference on Sustainable NuclearEnergy di Jeddah tanggal 23-24 Januari 2015.

Gambar 33. Hasil pengujian PLT Angin 100 kW, indikator produksi listrik 28 kW, dan grafikscada display

Selain melakukan pengujian performansi dan pemeliharaan yang mendukungpengujian juga dilakukan kegiatan pendampingan terhadap kunjungan lapangan kelokasi PLT Angin P3TKEBTKE di Desa Taman Jaya Kec. Ciemas Kab. Sukabumi.Kunjungan yang didampingi adalah kunjungan ke lokasi PLT Angin P3TKEBTKE diDesa Taman Jaya Kec. Ciemas Kab. Sukabumi ini dalam rangka Training of TrainerEnergi Angin dan Teknologi PLTB. Training tersebut, dilaksanakan oleh WHyPGenBPPT dengan pesertanya adalah Widyaiswara dari Kemendikbud (Kementerian

Pendidikan dan Kebudayaan). Tujuan kunjungan selama training tersebut adalahmembekali pengetahuan tentang Energi Angin dan Teknologi PLTB (PembangkitListrik Tenaga Bayu) kepada Widyaiswara sehingga dapat diteruskan kepada guru-guru sekolah kejuruan di lingkungan Kemendikbud

Pengujian performansi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa

a. Sistem pengereman hidrolik dapat memberikan variasi tekanan ketika melakukanpada caliper dengan mengubah persentase bukaan variable valve;

b. Sistem pengunci mampu menunjukkan performasi penguncian yang baik danselalu berhasil selama pengujian;


38/135


c. Sistemyawingdapat diputar dari 3600hingga +3600;

d. Sistem elektrikal telah berhasil memproduksi listrik atau dengan kata lainmengambil energi listrik dari turbin PLT Angin dan menyalurkannya ke jala-jalaPLN hingga 28 kW.

g. Sistem Gasifikasi Biomassa Untuk Pembakaran KeramikTim : Aminuddin, Errie Kusriadi, Bono Pranoto


Puslitbang Ketenagalistrikan Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi

Email :[email protected]

Kegiatan ini dilandasi bahwa 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 konversithermal melalui jalur pirolisis, gasifikasi, dan pembakaran. Gasifikasi lebih ungguldibandingkan kedua teknologi lainnya karena menghasilkan produk yang dapatdigunakan pada berbagai aplikasi. Kegunaan produk tersebut antara lain: dibakarsebagai energi panas, pembangkitan listrik dengan genset yang dimodifikasi, atauuntuk bahan baku sintesis produk kimia yang termasuk diantaranya biofuel(BioDME, Bioethanol, dan bahan bakar cair lainnya). Kegiatan penelitian danpengembangan teknologi gasifikasi biomassa juga telah mulai dilakukan diP3TKEBTKE sejak tahun 2007.

Tujuan kegiatan ini adalah melakukan uji kinerja sistem gasifikasi unggun tetap diPlered, Purwakarta, untuk pembakaran keramik hingga standar kematangan

keramik/gerabah tercapai, melanjutkan pengoperasian gasifikasi unggun diam hasilmodifikasi sistem pembuangan abu, dan meningkatkan kapasitas reaktor di tahun2013.

Pelaksanaan kegiatan ini dilakukan melalui desk study dan studi lapangan baikyang dilaksanakan dengan cara swakelola, maupun dengan bantuan pihak ketiga,sebagai berikut studi literatur; diskusi dengan pakar/tenaga ahli; perhitungan dananalisis data sekunder dan primer, pembuatan model, simulasi model; surveilapangan ke lokasi gasifier yang telah ada di Indonesia, modifikasi peralatan danpercobaan gasifikasi di Plered (Purwakarta), studi banding, analisis kimia denganpihak ketiga: analisis hasil percobaan dilaksanakan oleh pihak ketiga

Sistem gasifikasi yang digunakan adalah gasifikasi dengan gasifier open core,downdraft. Laju gasifikasi dikontrol melalui pengaturan frekuensi motor blower (2kw) isap pada nilai 4 Hz hingga 15 Hz. Pembakaran keramik dilakukan dalam oventunnel dengan bahan bakar gas. Bahan baku gasifikasi adalah sekam padi, arangbatok kelapa, dan kayu. Bahan bakar gas untuk oven adalah LPG dan gas produkgasifikasi (gas bakar). Analisis gas yang digunakan adalah kromatografi.

Hasil pengujian sistem gasifikasi setelah perbaikan pengaduk dan penambahankolom pendingin menjukkan bahwa sistem mampu bertahan hingga pengoperasianselama 24 jam. Suhu gasifier diukur vertikal pada jarak 50 cm (CH01), 100 cm(CH04), 150 cm (CH03), 200 cm (CH02), dan 250 cm dari permukaan reaktor. Posisi


39/135


alat ukur suhu CH02 adalah posisi dimana reaksi gasifikasi berlangsung. Profil suhureaktor tidak konstan karena pengaruh aliran pereaksi tidak seragam sehinggareaksi yang terjadi tidak seragam pula.

Kualitas gas hasil gasifikasi juga tidak seragam. Sistem gasifikasi biomassa telahdiuji untuk pematangan keramik. Percobaan terdahulu dalam pembakaran keramik

dengan bahan bakar dari gas hasil gasifikasi biomassa hanya mampu menghasilkansuhu oven maksimal 250oC. Berdasarkan kajian terhadap oven keramik berbahanbakar gas LPG yang telah digunakan di litbang keramik Plered, diperoleh informasibahwa pematangan keramik pada suhu 1100oC dengan oven berukuran2mx1,5mx1,5m memerlukan LPG sebanyak enam tabung berukuran 50 kg atausetara dengan 3,36 juta kkal (6 tabung x 50 kg LPG/tabung x 11.220 kkal/kg LPG).Oleh karena itu, pengujian pembakaran keramik lanjutan dengan sistem gasifikasibiomassa dilakukan dengan penambahan bahan bakar LPG untuk mendapatkankeramik matang.

Oven keramik telah dimodifikasi untuk mengakomodasi penggunaan LPG pada

pematangan keramik. Modifikasi pertama adalah mengurangi jumlah burner yangmenggunakan gas bakar dari 6 (enam) buah menjadi 2 (dua) buah dengan caramemotong burner gas bakar yang terpasang pada bagian belakang dan depan ovenmasing-masing satu buah. Fungsi burner gas bakar kemudian digantikan denganburner gas jenis pre-mixed atmosferik. Hasil modifikasi kemudian diuji coba danmampu menghasilkan suhu oven hingga 750oC. Pada suhu tersebut, keramik telahmencapai titik kematangan suhu rendah yang ditandai dengan perubahan warnakeramik dari coklat menjadi kuning orange. Modifikasi dilanjutkan denganmenambah jumlah burner LPG pada bagian sisi kiri dan kanan bawah oven masing-masing sebanyak 3 (tiga) buah. Tujuan penambahan burner LPG ini adalah untukmeningkatkan kemampuan suplai energi ke oven keramik. Hasil modifikasi diuji cobadan suhu oven mampu mencapai 900oC. Tingkat kematangan keramik juga lebih baikyang ditunjukkan oleh suara ketukan pada keramik hasil pembakaran lebih nyaringdan warna lebih orange.

Gambar 34. Hasil Pembakaran keramik sebelum dan setelah pembakaran


40/135


Gambar 35. Profil suhu gasifier pada gasifikasi biomassa

Kesimpulan kegiatan ini adalah sistem gasifikasi telah mampu beroperasi selamawaktu yang diperlukan untuk pematangan keramik, reaktor gasifikasi tidak dapatmemenuhi keseluruhan kebutuhan energi bahan bakar dalam pembakaran keramik,dan pematangan keramik yang memanfaatkan sistem gasifikasi biomassa yang ada dilapangan hanya dapat dilakukan dengan penambahan bahan bakar gas seperti LPG.

h. Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas

Bumi

Tim : Didi Sukaryadi, Guntur Tri Setiadanu, Lia Putriyana

Kelompok Pelaksana Penelitan dan Pengembangan Teknologi KetenagalistrikanPuslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi

Email :[email protected]

Sumber energi panas bumi banyak tersebar hampir di seluruh kepulauanIndonesia dari P. Sumatera hingga Kep. Maluku, baik yang berentalpi tinggi, menegahdan rendah. Berdasarkan hasil survei Badan Geologi, potensi energi panas bumipada status Desember 2012 tersebar di 299 lokasi dengan total potensi adalahsebesar 28.635 MWe dan baru terbangkitkan sebesar 1.341 Mwe atau kira-kira 4%dari total potensi yang ada inipun berasal dari reservoir panas bumi berentalpi

tinggi/memiliki temperatur tinggi.

Di Indonesia sistem reservoir panas bumi entalpi rendah-menengah (Low-intermediate enthalpy) belum banyak diteliti atau dikembangkan sebagai pembangkitlistrik. Binary Cycle merupakan salah satu teknologi pembangkit listrik denganmemanfaatkan fluida panas bumi yang mempunyai entalpi rendah-menengah, salahsatu contoh yang sudah menerapkan sistim ORC ini adalah Negara Austria yangmemanfaatkan fluida panas bumi bertemperatur 106oC dengan laju alir 81,7 kg/sdapat dibangkitkan daya listrik sebesar 1 MW.


41/135


Kegiatan pada tahun 2014 merupakan kelanjutan, yaitu melakukan pengujiansecara off grid PLTP Siklus Binari yang sudah terpasang di PAD-29 PLTP Unit Dieng.PLTP siklus binari ini akan diuji coba dengan memanfaatkan limbah air panas bumi(brine) dari sumur HCE-29 yang masih bertemperatur 160-170oC, tekanan sebesar8,91 10 bar dan total laju alir brine sebesar 97,2 ton/jam atau 27 kg/detik. Potensi

ini sangat mencukupi sebagai sumber energi dari PLTP siklus binari yang didesainmemanfaatkan brine sebesar 15 kg/detik dan outlet brine yang dekat dengan inletPLTP siklus binari mengurangi terjadinya pressure drop yang besar. PLTP siklusbinari yang dikembangkan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan TeknologiKetenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi (P3TKEBTKE),Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral inimempunyai kapasitas sebesar 50 kW, memanfaatkan limbah air panas bumi sebagaisumber energinya dan menggunakan normal pentana (nC5H12) sebagai fluidakerjanya.

Tujuan kegiatan ini adalah melakukan pengujian kinerja PLTP Siklus Binari secara

off griddan melakukan pengamatan proses terbentuknya scalingdi dalam pipa heatexchanger dengan memantau tekanan di heat exchanger. Metodologi kegiatan inimeliputi pengumpulan data-data teknis dan diskusi, uji individual komponen dansistim peralatan siklus binari, pemasangan genset; ijin-ijin dari instansi terkait,pekerjaan sipil, mobilisasi peralatan dan setting peralatan di lokasi, dan pemasangangas sensor pada sistim siklus binari.

Gambar 36. Skema siklus binari kapasitas 50 kW

Pembangkit listrik tenaga panas bumi siklus binari (PLTP binari) skala 50 kWyang dibangun pada Tahun 2014 ini memanfaatkan brine(air sisa fluida panas bumi)dari sumur HCE-29 dan sudah terpasang di PAD-29 lapangan panas bumi Dieng.Reservoir di lapangan panas bumi Dieng memproduksi fluida fasa dengan kandunganair cukup banyak. Fluida reservoir 2 fasa ini dipisahkan di separator pada tekanankerja di atas 10 bar dimana fasa uap dialirkan untuk menggerakan turbin sedangkan


42/135


fasa air (brine) akan dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik dengan teknologiPLTP siklus binari. Ada beberapa kegiatan penunjang untuk pengujian ini antara lain;

1. Pemasangan Genset Di Lokasi

Genset yang digunakan untuk start up adalah tipe silent dengan ukuran genset

panjang genset : 3,121 meter, lebar genset 1,068 meter, ukuran bangunan pelindungpanjang rumah: 5 me, lebar rumah: 3 meter. Genset 150 kVA/120 kW diperlukansebagai start up ketika sistem PLTP siklus binari akan dioperasikan. Suplai tegangan400/230 -50 Hz berfungsi sebagai power untuk panel kontrol mesin listrik PLTPbinary cycle. Setelah sistem siklus binari menghasilkan listrik secara otomatis sistemkontrol akan mematikan genset.

2. Pemantauan Tekanan Kepala Sumur HCE-29

Sumur HCE-29 dikomplesi pada kedalaman 2700 m. Dari hasil uji sumur yangdilakukan dari tanggal 22-09-1997 s/d 04-10-2014 menunjukkan tekanan kepalasumur tertinggi adalah 1500 psig dengan total laju alir air panas adalah 150 ton/jam.

Grafik 3 menunjukan profil tekanan kepala sumur, total aliran massa, aliran uap danenthalpi hasil uji alir sumur HCE-29.

Gambar 37. Profil tekanan kepala sumur, total aliran massa, aliran uap dan entalpi hasil uji alirsumur HCE-29

DariGambar 37 dapat diketahui bahwa sumur HCE-29 mengalir secara alami padatekanan kepala sumur 630 Psig dengan total laju alir sebesar 437,4 kg/jam dan stabilpada laju alir 300 kg/jam. Pengamatan dan pencatatan kenaikan tekanan kepalasumur HCE-29 dimulai pada tanggal 11 Juli 2014 dan secara perlahan sumurmengalami pemanasan (heating up) dan tekanan kepala sumur naik mencapai

tekanan dimana sumur dapat mengalir secara alami (natural flow) yaitu padatekanan 600 psig, kemudian sumur mulai mengalir hingga saat ini.

3. Pengujian Off GridSiklus Binari Secara Individual dan Keseluruhan Sistim

Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui kinerja masing-masing komponendari sistim siklus binari seperti pompa n-pentana, preheater, evaporator, sistimpendinginan (kondenser, cooling tower, sistim pendinginan pada mechanical seal dansistim kontrol. Tahapan yang harus dilakukan sebelum melakukan pengujianperalatan siklus binari, yaitu antara lain;

200

300

400

500

600

700

800

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

21/09/97

22/09/97

23/09/97

24/09/97

25/09/97

26/09/97

27/09/97

28/09/97

29/09/97

30/09/97

01/10/97

02/10/97

03/10/97

04/10/97

05/10/97

Enthalpy(Btu/lb)

WHP(psig),MassRate(kph)

Waktu

WHP

Total Rate

Steam Rate

Enthalpy


43/135


a. Mengecek dan memastikan keperluan peralatan tambahan yang diperlukan.

b. Uji Kebocoran (leakage Test), dilakukan untuk mengetahui ada tidaknyakebocoran diseluruh sistim siklus binari (Heat exchanger, sambungan pipa, dllkecuali pada sistim turbin) dengan memberikan udara ke dalam sistim hinggatekanan kurang lebih 3 bar, kemudian pada setiap flange (sambungan) dicekdengan menggunakan busa sabun, kebocoran dijumpai pada sambungan pompanpentana karena baut kendur, segera diperbaiki dan dilakukan pengetesaankembali dengan memberikan tekanan selama 24 jam, tekanan tidak mengalamipenurunan dan disimpulkan sudah tidak ada kebocoran di sistim siklus binari.

c. Purging (proses vakum) sistim siklus binari, pengisian dengan nitrogen danpengisian fluida n-pentana. Purging dilakukan dengan memberi tekanan gasnitrogen hingga 2 bar ditahan beberapa saat kemudian di tekanan di turunkanhingga -0,5 bar, proses ini diulang beberapa kali hingga seluruh udara keluar darisistim. Gambar 3 menunjukkan proses purgingdengan memasukan gas nitrogensedangan proses pengisian fluida kerja ditunjukkan padaGambar 38.

Gambar 38. Proses saat pengisian nitrogen untuk membuang udara di dalam sistimsiklus binari

Gambar 39. Proses saat pengisian fluida npentana ke dalam sistim siklus Binari

4. Mengalirkan brine(air panas bumi) ke sistim siklus binari.

1 Glass level

2 inlet valve

3 PT ua e4 tabun as N


44/135


Pada kesempatan ini dilakukan uji pemanasan Fluida kerja dengan brinem yangdimaksudkan untuk memperkenalkan fluida kerja dan pipa-pipa heat exchangerberinteraksi dengan brineyang mempunyai temperatur tinggi sehingga fluida kerjadan pipa-pipa tidak mengalami thermal shock sehingga menyebabkan kerusakan.Pengujian dilakukan pada tanggal 27-28 November 2014.

Tabel 2.Hasil uji sistim siklus binari secara keseluruhan

Gambar 40. Kebocoran pada mechnical seal

Evaluasi dan perbaikan mechanical seal sudah dilakukan, disebabkan karenatekanan pada sisi keluaran turbin masih lebih besar dari 2 bar. Karena per di dalamsistim mechanical seal di desain untuk menahan tekanan maksimum 2 bar, sehinggaper tidak bekerja secara baik, hal ini yang menyebabkan kebocoran, sehinggadiperlukanpressure regulator yang dapat menurunkan tekanan dari 15 bar menjadi

Ambient

No. TIME Geodipa Temperature

Pipe I nl et Ou tle t I nl et Ou tl et I nlet Outlet I nlet Out let I nlet Outlet I nlet Outlet I nlet Outlet (C)

1 10 0 22,3 22,0 2 2,5 2 3,3 2 0,7 2 1,4 2 1,4 23,7 24,9 2 0,0 - - 18,8 1 8,9 -

2 20 0 21,6 2 1,4 2 1,7 22,6 20,2 20,5 20,5 2 2,9 2 3,7 1 9,0 - - 18,3 18,5 20,5

3 30 0 21,2 21,1 21,1 22,4 20,0 20,6 20,6 22,4 23,5 19,2 18,4 18,2 20,5 120 C

4 40 0 21,5 21,4 21,5 22,6 20,2 20,8 20,8 22,9 23,5 19,4 18,9 19,0 21,0

5 50 0 21,4 21,7 21,5 22,7 20,3 20,9 20,9 22,8 23,3 19,7 18,8 19,2 20,2

6 60 0 21,3 21,3 21,3 22,4 20,3 20,6 20,6 22,3 23,0 19,3 18,8 18,9 20,0 125 C

7 70 0 21,2 21,1 21,0 21,9 20,0 20,5 20,5 21,7 22,8 19,2 18,7 18,7 20,9

8 80 0 20,6 20,7 20,5 21,4 19,6 20,1 20,1 20,4 21,7 18,7 18,1 18,0 20,2

9 90 cv.2 100%

cv. 1 100% 31,1 20,3 88,9 20,7 19,4 55,9 55,9 24,5 21,2 18,2 18,2 18,3 20,3 cv.2 100% 125C

10 100 25% 93,7 102,6 111,1 102,5 1 9,8 99,8 99,8 79,0 76,8 20,7 24,5 25,2 20,3 25% Braine. 10.4

11 110 100,0 97,8 109,0 96,5 20,4 103,7 103,7 80,0 102,8 24,8 26,3 26,6 20,5

12 120 103,0 98,2 120,3 96,7 22,1 105,6 105,6 68,6 101,9 25,9 26,8 27,4 21,0

13 130 50% 100,3 9 8,4 122,3 9 8,0 23,2 105,7 105,7 6 9,5 106,4 2 6,3 - - 27,2 27,7 21,1 125 C

14 140 50% 100,2 107,7 120,9 102,2 24,5 107,2 107,2 72,0 106,0 26,8 27,6 28,3 21,4

15 150 75% 100,9 100,3 117,2 97,5 25,2 108,5 108,5 68,5 104,6 27,3 28,1 28,5 20,7

16 160 100% 103,5 89,1 122,0 95,0 25,5 99,1 99,1 69,3 92,8 30,1 38,2 41,5 21,5

17 170 100% 101,2 104,5 118,7 100,8 58,7 101,0 101,0 62,0 95,6 53,0 54,3 56,8 22,3 motor n - pentane

cv1 = 100%

cv2 = 100%

cv3 = 100%

cv4 = 25%

cv5 = 75%

cv6 = 0%

RemarksTurbine (C)Condensor (C)Evaporator (C)Pre Heater (C)

BRINE WATER N-PENTANE Cooling Tower

(C)Evaporator (C) Pre Heater (C)


45/135


kurang lebih 1,5 bar jika tekanan ini tidak digunakan untuk bekerja memutar turbin.Dan tekanan keluar setelah memutar turbin harus lebih kecil dari 2 bar, untukmencegah terjadinya kebocoran di mechanical seal. Gambar-2.11 perbaikanmechanical sealdi lokasi siklus binari.

Gambar 41. Perbaikan dan penggantian mechnical sealsiklus binari

i. Kajian Teknis Potensi Sumber Energi Arus Pasang Surut di Selat Molo,

Pantar, Boleng, dan Riau

Tim: Evie H. Sudjono

Kelompok Pelaksana Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Energi Kelautan

Email: [email protected]

Tujuan kegiatan adalah tersedianya data potensi energi arus laut untuk sumber

pembangkit energi listrik. Untuk mengetahui potensi energi arus pasang surut(pasut) sebagai sumber energi baru terbarukan, maka di Selat Boleng, Pantar, danMolo (Nusa Tenggara Timur) serta Riau digunakan pemodelan numerik.

Simulasi kecepatan arus pasut di Selat Molo, Boleng, dan Pantar menggunakanmodel hidrodinamika barotropik 3 dimensi The Regional Ocean Modeling System(ROMS). Gaya pembangkit pasut menggunakan komponen K1, O1, P1, Q1, M2, S2, K2,dan N2. Sedangkan simulasi di Selat Riau menggunakan the Princeton Ocean Model(POM). Untuk nilai di batas terbuka menggunakan komponen S2, M2, N2, K1, dan O1 .


46/135

Buku Tahunan Badan Litb

Buku Tahunan Badan Litbang Esdm 2014

Documents

Transcript of Buku Tahunan Badan Litbang Esdm 2014