community based waste to energy as distributed … · waste to energy as distributed generation...
TRANSCRIPT
COMMUNITY BASED WASTE to ENERGY
as DISTRIBUTED GENERATION
Supriadi legino
DIREKTUR KONSTRUKSI DAN ENERGI TERBARUKAN
PT HEXA INTEGRA ELECTRICA
Dosen FEB Universitas Indonesia
Penulis Buku Inisiatif Listrik Kerakyatan
LISTRIK KERAKYATAN YANG RAMAH LINGKUNGANsebagai model DISTRIBUTED GENERATION Energi terbarukan
Menanggulangi masalah sampahMendidik rakyat agar daerahnya bersih sampah
Menanggulangi daerah defisit listrik
Mempercepat sasaran 23% ETB
LISTRIK KERAKYATAN (LK)
Current Flow of CSFlow of LK
Model pengembangan kelistrikan dengan menggunakan pembangkit sederhana skala kecil dengan memanfaatkan energi terbarukan yang tersedia di sekitar komunitas yang dibangun secara gotong royong oleh masyarakat lokal
Dilema Ketenaga Listrikan: Rencana vs Kenyataan
100 % rasio elektrifikasi 100% Listrik pedesaan23 % energi terbarukan Solusi masalah sampah domestik
Proyek acap terlambat
Dominasi energi Fosil
Tersebar di ribuan pulau
Solusi mitigasiLISTRIK KERAKYATAN (LK)
Energi terbarukan
Aljabar LK: 1000x1 = 1x1000
Membangun 1 unit @1000
MW = membangun
1000 unit @ 1MW.
Energi dimiliki dan dikelola oleh rakyat setempatPeluang usaha dan
peluang kerja masyarakat
setempat
?TARGET TANTANGAN
Model penyediaan dan pengembangan energi listrik yang terdiri dari bauran
pembangkit sederhana skala kecil dari energi bersih yang tersedia di sekitar
komunitas* sehingga dapat dibangun sendiri dilakukan secara bergotong-royong oleh berbagai kelompok masyarakat di tingkat kelurahan di seluruh tanah air.
DEFINISI LISTRIK KERAKYATAN
Energi sampah menjadi prioritas karena sekaligus bisa menjawab permasalahan sampah perkotaanProses probiotik “peuyeumisasi”
Merubah sampah menjadi pelet dalam waktu 10 hari
Sampah: Energi terbarukan dengan siklus produksi tercepat
➢ Sampah adalah biomasa dengan siklus produksi tercepat:
(Batubara ratusan juta tahun, kayu hutan puluhan tahun, kayu perkebunan 1-5 tahunan, padi dan palawija bulanan, sampah kota harian)
➢Setiap manusia memproduksi sekitar 0,5 kg sampai 0,9 kg sampah setiap hari
➢Hasil studi STT PLN, bahan bakar pelet bisa dibuat dari sampah dalam waktu kurang dari 10 hari dengan proses peuyeumisasi
➢Sampah merupakan energi terbarukan yang paling cepat siklus produksinya melalui proses PEUYEUMISASI
Renewable energy (RE) that can be renewed
• Hydro and Geothermal are RE that have large reserve potential but often conflicting with social and environmental issues... This kind of RE could not be renewed by human
• Solar, wind, or tidal energy are RE but they are still facing intermittency problems and high cost of energy storaged...This kind of RE also could not be reewed by human
• Unlike the Natural giving RE above, Biomass is the type of RE that can be intentionally renewed by human
Biomass as RE that is realy renewed
• BIOMASS is renewable energy that can be renewed by human effort
• For examples, wooden biomass from natural forest or jungle can be renewed in 10 years cycle, woods plantation and oil palm will take around 5 year cycle, and there are some biomass with less than 1 year cycle such as rice husk, straw, vertifer grass,
• Waste is the type of biomass, which automatically renewed in a daily cycle produced by every people
• This study will propose a TOSS method to convert waste into commodity as Biocoal
Keunggulan Listrik Kerakyatan
Pemerintah dapat memberdayakan masyarakat setempat untuk terlibat dalam
pengembangan ketenaga listrikan melalui UMKM.
Sebagai distributed generation skala kecil LK memiliki fleksibilitas dan lebih
mudah dalam memanfaatkan pembangkit energi terbarukan seperti matahari,
angin dan biomasa termasuk sampah
LK is sufficient for Indonesia, a country with 17,000 islands because LK can
produce energy any place in the country in a shorter time without necesseraly
building the conventional but expensive T/D lines
Rencana pengembangan Energi terbarukanRUPTL 2018-2027 dengan opsi LK ( MW)
Type (Cap)*
2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 Total
Geo t 210 150 221 235 405 445 355 2537 20 5 4,583
Hydro 66 287 193 755 315 196 635 4,461 564 7,472
M Hyd 108 202 366 103 31 811
Solar 5 22 214 281 200 325 1,047
Wind 70 60 5 45 10 30 300 60 589
Bio M 53 53/200 41/1000 19/1000 235/1000 1300 10 411
Total 512 774 1,040 1,438 996 871 1,299 7,323 20 639 14,912
+4500
-3500
-2000
+1000
PARIS COMMITMENT
Waste to Coal potential# of people p 200 Million
annual waste potential Wa = p . a 43.200.000 ton/year
people to waste production a 0,6 kg/day
pellet to waste factor b 0,3
annual pellet potential Pa = b . Wa 12.960.000 ton/year
Annual energy in kWH 1 kg = 1 kWh 12.960.000 MWH/year
Waste to Coal potential
For low rank coal (3800 kCal/kG) 10.231.579 ton/year
For High rank coal (5000 kCal/kG) 7.776.000 ton/year
• Waste is potential to reduce around 10 million ton of coal per year • The potential will be higher from year to year along with increasing world population• The potential will be higher if the calculation include all renewed biomass
Focus of the studyto compare the cost to attain 100% rural electrification Distribution lines vs. LK Model
Figure 1 Distribution lines vs LK model
Figure 3. LK vs. Conventional diagram
Cust
100 kVA
Cust
Cust
Cust
Cust
LV lines MV lines
2x20 kW
Cust LK
40 kVA
2x50 kW
LK
Distribution lines model
LK model asdistributed generation
Data dan Simulasi perhitungan
Region MV lines/kms
(Mio USD)
LV lines/kms
(Mio USD)
Dist.Trf /kVA
(Mio USD)
National 31 17 0,8
West Java 28 15 0,7
NTT 37 20 0,9
Papua 62 33 1,52
Table 2. Capital Expenditure of LK unit (in USD)
Unit size 2x20 kW 2x50 kW
Gasifier USD 15.600 28,100
Genset (USD) 25.200 45,400
Control n monitor 1.250 1,800
LV lines cost West Java 17,162 38,614
LV lines cost of NTT 37,756 84,951
LV lines cost of Papua 22,825 51,357
Total Capex West Java 59,212 113,854
Total Capex NTT 79,806 160,191
Total Capex Papua 64875 126597
Figure 3. LK vs. Conventional diagram
Cust
100 kVA
Cust
Cust
Cust
Cust
LV lines MV lines
2x20 kW
Cust LK
40 kVA
2x50 kW
LK
Bila diasumsikan kapasitas per
konsumen 1 kVA, Maka jumlah
konsumen minimal untuk kapasitas
trafo distribusi, 40 kVA adalah 40
konsumen
Kajian Perbandingan Lisdes Jaringan vs LK
Table 4. NTT capex of distribution lines vs. LK
#of
Cust
MV
(kms)
LV
(kms)
Tr Dis
(kVA)
Dist cost
(USD)
LK cost
(USD
40 3 1 40 268182 79,806
80 3 2 80 358069 159612
120 3 3 120 447596 239418
240 3 6 240 472901< 478836
Table 5. Papua capex of distribution lines vs. LK
#of
Cust
MV
(kms)
LV
(kms)
Tr Dis
(kVA)
Dist cost
(USD)
LK cost
(USD
40 3 1 40 162128 64.875
80 3 2 80 216469 129,751
120 3 3 120 270810 194,626
240 2 5 240 433832 < 478836
Untuk NTT, sistim Jar dis dipilih bila jumlah
konsumen lebih dari 240 dengan JTM kurang dari 3
km dan JTR kurang dari lines is less than 6 kms.
Bila tidak, LK menjadi pilihan yang lebih baik
untuk NTT yang mewakili daerah dengan pulau
kecil tersebar di Indonesia bagian timur
Untuk Papua, jaringan distribusi lebih baik jika
minimal ada 120 pelanggan dengan JTM
sepanjang kurang dari 2 km, dan JTR kurang
dari 5 km. Bila tidak LK lebih baik
Untuk Jabar, jaringan distribusi lebih baik jika
jumlah konsumen lebih dari 120 dan panjang
JTM kurang dari 2 kms dan JTR kurang dari 3
kms.
Perbandingan Biaya Operasi LK vs Jar Dist
CONVENTIONAL SYSTEM
Electricity production cost:
• West Jawa : USD 0.0681
• NTT : USD 0,20
• Papua : USD 0,016
While production cost of LK
2x20 kW : USD 0.06
2x50 kW : USD 0.07
Capacity 2x20 kW 2x50kW
Operator 6,000 9,000
Fuel cost (USD) 8300 16,600
Material & spare part (USD 1,000 4,000
Overhead & other cost (USD) 400 1,000
Total operation cost (USD) 15,700 30,600
Energy production (kWH) 262,800 657000
Operation cost (cent/kWh) 6 4,7
Dalam semua hal, biaya operasi dari LK lebih ekonomis dibandingkan dengan biaya listrik desa menggunakan jaringan distribusi konvensional
Listrik Kerakyatan
KALKULATOR BISNIS TOSS
BIAYA VARIABEL
Honor operator (rp/bl) 3.000.000 Jasa OM (x Opex) 0,08 Iuran war (Rp/bln)
Harga pelet (Rp/ton) 300.000 Bioaktivator (rp/ton) 40.000 Jumlah rumah
Sewa tanah/m2/th 250.000 Discount Factor 12%
Sewa mobil/hari 300.000
PROFITABILITAS
Volume (kg per hari) CAPEX OPEX Jum. Rumah IRR
3.000 225.700.000 696.100.006 1.000 15%
6.000 399.400.000 696.100.006 2.000 29%
10.000 695.500.000 1.128.800.010 3.333 34%
Iuran warga per bulan 50.000 Harga eqv. Batu bara 500.000
Dashboard LK-TOSS
Uraian Volume sampah
Kapasitas pembangkit (kW) 30 60 100
Biaya investasi (Rupiah) 433.000.000 760.000.000 1.275.000.000
Efisiensi Listrik 0,8 0,8 0,8
Jam op Har 24 24 24
Kebutuhan energi (kWH/hari) 900 1800 3000
Kebutuhan pelet per hari (kg) 900 1.800 3.000
Kebutuhan pelet per tahun (kg) 328.500 657.000 1.095.000
Harga pelet (rp/kg) - - -
Ratio konsumsi Pelet/Solar 0,8 0,8 0,8
Biaya total b bakar per tahun (Rp) 518.400 576 576
Jumlah operator 3 4 6
Gaji operator (rp/bulan) 3.000.000 3.000.000 3.000.000
Sewa tanah (Rp/tahun) 22.500.000 45.000.000 75.000.000
suku cadang, mat, jasa OH (%Capex) 10% 10% 10%
Biaya operasi (Rp/th) 174.318.400 265.000.576 418.500.576
Biaya operasi dg overhead,pajak 15% 200.466.160 304.750.662 481.275.662
Harga listrik Feed in Tariff (Rp/kWH) 1100 1100 1100
Pendapatan (RP/Tahun) 289.080.000 578.160.000 963.600.000
Total generating cost (USD) 109.906 159.965 247.396
Prod kWH/th 262.800 525.600 876.000
LCOE (cent USD/kWH) -0,042 -0,030 -0,028
Payback period (tahun) 3 3 3
IRR 7% 20% 22%
CALCULATION SUMMARY
Potential saving: 2.2 Million USD~ 31 Trilliun Rupiah
AREAS MV length LV length Dist. Trsf. # of Cust LK 40 LK 100 Dist Capex LK Capex
Km Km KVA Thousand unit unit T USD T USD
Java & Bali 3.059 7.778 153.914 390.966 1.655 786 310.062 187.538
Sumatera 16.485 13.204 297.582 859.976 29.603 7.893 921.589 476.413
Kalimantan 10.041 5.246 124.290 187 933 249 556.575 228.369
Sulawesi 11.512 11.383 200.050 720 3.001 800 652.973 228.598
Maluku 3.320 872 30.990 133 465 124 168.171 49.516
NTB & NTT 6.528 4.300 58.720 247 881 235 322.444 83.946
Papua 3.997 9.038 58.845 248 883 235 635.512 87.062
Total Indonesia 54.942 51.821 924.391 1.252.477 37.421 10.322 3.567.326 1.341.442
Potential saving = Distribution Capex – LK Capex = 2.226 Million USD equivalent of 31 Trilliun IDR
Potensi penghematan dan tambahan kapasitas dengan opsi LK
• Hasil simulasi menunjukkan bahwa negara akan memiliki potensi penghematan sekitar USD 2 Juta seandainya rencana pembangunan jaringan distribusi untuk pedesaan digantikan dengan unit Listrik Kerakyatan
• Selain penghematan keuangan, sistim kelistrikan juga akan mendapatkan tambahan pembangkitan setara dengan total kapasitas trafo distribusi sekitar 600 MW
• Sebagai bonus, adanya manfaat sosial berupa perkembangan ribuan UMKM dan ratusan ribu tenaga kerja desa yang terserap untuk mengelola ribuan unit LK
• Sebagai bounus tambahan, negara menjadi bersih sampah dan kontribusi besar untuk penurunan emisi yang dapat menimbulkan cuaca ekstrim dan rusaknya Ozon
Manfaat Intangible dari Model LK• Model LK menjawab dampak sosial dan lingkungan terhadap perubahan cuaca
extrim dengang mengurangi polusi udara dan Gas Rumah Kaca (GHG) yang
disebabkan oleh sampah kota
• LK memberikan peluang untuk masyarakat dan pengusaha setempat untuk
terlibat dalam bisnis energi terbarukan yang pembangunannya cepat dan
fleksibel
• Keuntungan sosial yang lain dari LK adalah terciptanya lingkungan komunitas
yang lebih bersih, daya beli meningkat, mengurangi pengangguran.
• LK sebagai distributed generation merupakan opsi untuk menjawab TRILEMA
ENERGI: electrifikasi , stabilitas kelestarian lingkungan , dan keamanan energy
Catatan Penutup Jawabannya ada padaListrik Kerakyatan (LK)
• Model Listrik Kerakyatan (LK) memiliki potensi untuk mencapai sasaran 23%
ETB sebelum 2025
• LK adalah opsi untuk mencapai rasio listrik desa dan rasio kelistrikan benar-
benar 100 persen dalam waktu singkat
• LK bisa menghemat anggaran Listrik Desa sekitar 2 juta USD dari anggaran
RUPTL 2018-2027
• LK adalah model ketahanan energi nasional yang nyata karena pembangkit LK
bisa 100 % dalam negri dan dimiliki serta dikelola oleh masyarakat setempat.
• Model TOSS dengan cara peuyeumisasi bisa mengeliminasi masalah TPA dan
mengurangi eksploitasi fosil untuk energi.
It seems to good to be true!!! but it may be true if you want to....
Daftar pustaka• [1] S. Legno, I. W. Kustanrika, R. Hidayawanti, and I. Sangadji, “Simulation of economic effect on electricity democracy
based on clean energy at UMKM’S IPP in Indonesia,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 383, no. 1, p. 12067, 2018.
• [2] S. Legino and R. Arianto, “Solving large scale unit dilemma in electricity system by applying commutative law,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 974, no. 1, p. 12037, 2018.
• [3] S. Legino, S. I. Cahyani, A. Supriono, I. Subawa, D. Paryoto, and S. Karmila, “The Future Energy for the Thousand Islands Country,” in The 4th Asia Future Conference, Peace, Prosperity, And Dynamic Future, 2018.
• [4 ] Ministry of Energy and Mineral Resources, “EXECUTIVE SUMMARY RUPTL PT PLN (PERSERO) 2018-2027,” Indonesia,
• [5] Rencana Umum Energi Nasional (RUEN). Indonesia, 2017.
• [6] S. Legino, Inisiatif Listrik Kerakyatan yang Ramah Lingkungan. Jakarta: Jurusan Teknik Mesin STT-PLN, 2016.
• [7] S. Legino, R. Arianto, N. Pasra. 2018.The attainment of 100 percent electrification ratio in the archipelago of Indonesia by people way electricity initiative. Conference paper, Sicbas UNSRI.
• [9] S. Legino, R. Hidayawanti. A. I S Putra, A Pribadi. 2018. Reducing coal consumption by people empowerment usinglocal waste processing unit