STUDI POTENSI ENERGI TERBARUKAN DARI SISTEM KOGENERASI DI PABRIK GULA - Studi Kasus di Pabrik Gula Gempolkrep PT. Perkebunan Nusantara X (Persero)

FATHUR RAHMAN RIFAI, Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D; Dr.-Ing. Ir. Sihana

2015 | Tesis | S2 TEKNIK SISTEM

Kebutuhan energi untuk keperluan hidup manusia semakin meningkat sejalan semakin meningkatnya dan berkembangnya kebutuhan manusia. Dengan semakin menipisnya sumber energi yang berbasis energi fosil maka perlu dilakukanlah diversifikasi pemanfaatan sumber energi dengan mencari alternatif sumber energi. Energi baru dan terbarukan (EBT) yang berasal dari produk samping pabrik gula dari tebu berupa ampas (biomassa) merupakan salah satu solusinya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui gambaran potensi energi terbarukan (dinyatakan dalam bentuk energi listrik) yang dapat dihasilkan dari Pabrik Gula dari produk samping berupa ampas yang digunakan sebagai bahan bakar sistem kogenerasinya. Penelitian ini mengambil obyek Pabrik Gula Gempolkrep yang merupakan salah satu dari pabrik-pabrik gula di lingkungan PT. Perkebunan Nusantara X (Persero). Metode penelitian melalui pengumpulan data, analisis data dan melakukan simulasi perhitungan potensi surplus energi dari model neraca massa dan neraca energi di pabrik gula yang ditinjau. Hasil analisis menunjukkan bahwa PG Gempolkrep memiliki potensi surplus energi dari kelebihan produk samping berupa ampas sebanyak 11.44 Ton/jam, setara dengan 2149 kW (2.15 MW) atau 8.24 kWh/tc. Upaya optimasi dengan melakukan full elektrifikasi pada kondisi saat ini dapat meningkatkan potensi surplus hingga menjadi 3.30 MW (12.66 kWh/tc) atau peningkatan sebesar 53.70 %. Optimasi dengan mengganti tekanan ketel (tekanan uap baru) mencapai titik optimum pada tekanan 30 kg/cm2a dengan potensi surplus listrik menjadi 3.4 MW (13.04 kWh/tc). Upaya optimasi dengan meningkatkan efisiensi ketel dan optimasi kondisi bahan bakar ampas yang lebih baik (kadar sabut tebu 16 %, zat kering ampas 52 %, pol ampas 1 %), optimum hingga tekanan 80 kg/cm2a dengan potensi surplus listrik hingga 8.16 MW (31.27 kWh/tc). Hasil simulasi perhitungan menunjukkan bahwa potensi surplus energi dari ampas pabrik gula yang digunakan sebagai bahan bakar sistem kogenerasi di pabrik gula dapat dioptimalkan dengan melakukan optimasi-optimasi terhadap sub-sistem sub-sistem dari pabrik gula baik sub-sistem produsen energi maupun pemakai energi. Sehingga dengan optimalnya sub-sistem akan berdampak pada optimumnya sistem pabrik gula secara keseluruhan yang dibuktikan dengan meningkatnya potensi surplus energi yang dapat diekspor keluar pabrik gula.

Energy needs for the purpose of human life is increasing in line with the increasing and growing of human needs. With the depletion of energy sources based on fossil energy, it needs to perform the diversification of energy resources by finding alternative sources of energy. Renewable energy which is derived from sugar factory cane based byproducts in the form of bagasse (biomass) is one of the solution. This study aims to describe the potential of renewable energy (expressed in the form of electrical energy) that can be produced from bagasse of sugar factory byproducts which is used as fuel for its cogeneration system. This study takes an object Gempolkrep Sugar Factory which is one of the sugar mills owned by PTPN X (Persero), Indonesia. Research methods through data collection, data analysis and conduct simulation calculations of potential surplus of energy which is derived from mass balance and energy balance calculation model of the sugar factory being reviewed. The analysis showed that Gempolkrep Sugar Factory has the potential surplus of excess energy in the form of bagasse byproducts as 11.44 Tons/hour, equivalent to 2149 kW (2.15 MW) or 8.24 kWh/tc. Optimization efforts by making full electrification on the current conditions can increase the potential surplus to be 3.30 MW (12.66 kWh/tc) or an increase of 53.70%. Optimization by replacing the boiler pressure (superheat steam pressure) reach optimum pressure of 30 kg/cm2a with a potential surplus electricity into 3.4 MW (13.04 kWh/tc). Optimization efforts by improving boiler efficiency and optimization of fuel conditions better bagasse (sugar cane fiber content of 16%, bagasse dry matter of 52%, bagasse pol of 1%), reach optimum up to pressure 80 kg/cm2a with a potential surplus of electricity until 8.16 MW (31.27 kWh/tc). Simulation results show that the calculation of the potential surplus energy from the sugar factory bagasse used as fuel for cogeneration system in the sugar factory can be optimized by perform such optimizations of the sub-systems of both sugar factory energy producer sub-system and energy consumer sub-system. So that the optimum conditions of each sub-system will have an impact on the optimum condition of the overall system which is evidenced by an increase in potential energy surplus that can be exported out of the sugar factory.

Kata Kunci : energi terbarukan, kogenerasi, pabrik gula, ampas, biomassa