ANALISA KELAYAKAN EKONOMI: STUDI KASUS PADA PROYEK
PEMBANGUNAN BENDUNGAN KUWIL KAWANGKOAN
Ahmad Dwiki Pradany1, Pitojo Tri Juwono2, Ussy Andawayanti2
1)Mahasiswa Program Sarjana Teknik Pengairan Universitas Brawijaya 2)Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Teknik Pengairan Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia Jalan MT. Haryono 167 Malang 65145, Indonesia
Email: [email protected]
ABSTRAK: Bendungan Kuwil Kawangkoan dibangun di Kabupaten Minahasa Utara, Provinsi
Sulawesi Utara dan terletak pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Tondano. Tujuan dari pembangunan
bendungan ini adalah memasok air baku, menyediakan energi listrik, dan mengendalikan banjir.
Membangun sebuah bendungan membutuhkan modal yang sangat besar, oleh karena itu perlu
dilakukan pertimbangan dalam aspek kelayakan ekonomi. Oleh sebab itu, studi ini bertujuan untuk
menganalisa potensi energi listrik, kebutuhan air baku, biaya pembangunan, kelayakan ekonomi, dan
sensitivitas dari bendungan tersebut. Hasil dari studi ini menunjukan bahwa potensi energi listrik
sebesar 10.676,55 MWh dalam satu tahun, kebutuhan air baku sebesar 274.551,70 m3 /hari, dan biaya
pembangunan sebesar Rp.1.835.277.893.220,12. Sedangkan hasil analisa kelayakan ekonomi
menunjukan bendungan ini layak secara ekonomi berdasarkan parameter Net Present Value (NPV),
Benefit-Cost Ratio (BCR), Internal Rate of Return (IRR), dan Payback Period (PP). Kemudian hasil
dari analisa sensitivitas menunjukan untuk perubahan usia guna sebesar 20% terjadi penurunan NPV
energi listrik 50,28%, air baku 49,39%, dan pengendalian banjir 5,54%.
Kata Kunci: Bendungan Serbaguna, Net Present Value, Benefit-Cost Ratio, Internal Rate of Return.
Payback Period.
ABSTRACT: Kuwil Kawangkoan Dam is located in Tondano Watershed, Minahasa Utara Regency,
North Sulawesi Province. The purpose of this dam is to supply electrical energy form hydropower
plant, clean water supply, and flood control. However, building a dam requires huge amount of
money for both initial investment and operating costs. Therefore, we should take economic feasibility
into account. The objective of this study is to analyze the potential of energy generated, forecasting
clean water demand, calculating initial investment costs, analyzing economic feasibility, and
sensitivity analysis. Result from this study shows that this dam could generate 10.676,55 MWh in a
year, the peak clean water demand is 274.551,70 m3 /day, and initial investment costs to build is
Rp.324.864.370.824,93. Result from economic feasibility analysis shows that economically feasible
by NPV, BCR, IRR, and PP metrics. Result from sensitivity analysis showing for 20% reduction in
project lifetime, the NPV for electrical energy drop to 50.28%, clean water supply 49.39%, and flood
control 5.54%.
Keywords: Multi Purpose Dam, Net Present Value, Benefit-Cost Ratio, Internal Rate of Return.
Payback Period.
PENDAHULUAN
Pada tahun 2014, terjadi banjir di
Kota Manado yang menewaskan 18 orang
dan menimbulkan kerugian sebesar 1,8
triliun rupiah. Selain itu, Kota Manado
dan kawasan sekitarnya merupakan
kawasan yang berkembang sehingga
membuat kebutuhan air dan energi listrik
terus meningkat. Oleh karena itu,
Bendungan Kuwil Kawangkoan dibangun
untuk menyelesaikan permasalahan
tersebut. Akan tetapi, membangun
bendungan memerlukan biaya yang besar
sehingga faktor kelayakan ekonomi perlu
dipertimbangkan. Oleh karena itu, dalam
studi ini akan menganalisa potensi energi
listrik, kebutuhan air baku, biaya
pembangunan, kelayakan ekonomi, dan
analisa sensitivitas terhadap perubahan
usia guna waduk dari Bendungan Kuwil
Kawangkoan.
METODOLOGI
Studi kasus ini dilakukan pada proyek
pembangunan Bendungan Kuwil
Kawangkoan yang dibangun di atas
Daerah Aliran Sungai (DAS) Tondano,
Provinsi Sulawesi Utara dan memiliki
kapasitas tampungan waduk sebesar 23,37
juta m3 dengan luas genangan seluas 139
ha. Bendungan ini direncanakan dapat
mereduksi debit banjir sebesar 470
m3/detik, penyediaan air baku untuk Kota
Manado, Kabupaten Minahasa Utara, dan
Kota Bitung sebesar 4,5 m3/detik, dan
sebagai sumber energi melalui
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
(PLTMH). Jenis konstruksi yang
digunakan adalah bendungan timbunan
tanah random dengan inti tegak yang
dilengkapi dua terowongan dan dua buah
cofferdam sebagai bangunan pengelaknya.
Untuk denah dari lokasi studi dapat dilihat
pada Gambar 1.
Gambar 1. Denah Lokasi Studi
Sumber: Proyek Pembangunan Bendungan Kuwil Kawangkoan, 2016
Data-Data Studi
1. Harga Satuan Dasar (HSD) Pemprov
Sulawesi Barat.
2. Biaya Pokok Pembangkitan (BPP)
Listrik Kemeterian ESDM.
3. Rencana Anggaran Biaya (RAB)
Proyek.
4. Gambar Kerja Proyek.
5. Postur APBN 2016.
6. Luas Areal Industri KEK Bitung.
7. Spesifikasi Teknis PLTMH.
Tahapan Studi
Tahapan yang dilakukan dalam
penyelesaian studi ini adalah sebagai
berikut:
1. Melakukan studi pustaka melalui
berbagai literatur yang berhubungan
dengan tema studi.
2. Mengumpulkan data sekunder yang
dibutuhkan melalui studi lapangan,
studi literatur, dan konsultasi diskusi.
3. Melakukan analisa pertumbuhan
penduduk menggunakan metode
geometri dan eksponensial.
4. Menghitung kebutuhan air baku
menggunakan data pertumbuhan
penduduk.
5. Menganalisa potensi energi listrik
yang dapat dibangkitkan oleh
PLTMH.
6. Menghitung Weighted Average Cost
of Capital (WACC) berdasarkan
APBN 2016.
7. Menghitung proyeksi manfaat dan
juga biaya serta mengalokasikan biaya
untuk masing-masing tujuan.
8. Melakukan analisa kelayakan
ekonomi dengan parameter NPV,
BCR, IRR, dan PP.
9. Melakukan analisa sensitivitas
perubahan usia guna terhadap
perubahan NPV pada masing-masing
tujuan proyek.
Gambar 2. Diagram Alir Studi
Sumber: Hasil Metodologi, 2020
KAJIAN PUSTAKA
Analisa Pertumbuhan Penduduk
1. Metode Geometri
Rumus pertumbuhan penduduk
dengan metode geometri dinyatakan
sebagai berikut.
ππ = π0(1 + π)π...................................(1)
dengan:
Pn = Jumlah penduduk tahun ke-n
P0 = Jumlah penduduk awal
r = Tingkat pertumbuhan (%)
n = Periode
2. Metode Eksponensial
Sedangkan pertumbuhan penduduk
dengan metode eksponensial, maka dapat
dihitung dengan rumus berikut.
ππ = π0πππ............................................(2)
dengan:
Pn = Jumlah penduduk tahun ke-n
P0 = Jumlah penduduk awal
r = Tingkat pertumbuhan (%)
e = Bilangan natural
n = Periode
Dari kedua metode tersebut, diambil
hasil yang paling tinggi sebagai dasar
penentuan kebutuhan ait baku.
Proyeksi Kebutuhan Air Baku
Perhitungan kebutuhan air baku
dilakukan dengan mengacu pada standar
yang diberikan oleh Dirjen Cipta Karya
Kemeterian PUPR pada (PUPR, 2007)
sebagai berikut:
Rumah Tangga : 120 l/orang/hari
Hidran Umum : 60 l/orang/hari
Kawasan Industri : 0,8 l/detik/ha
Jasa Niaga Kecil : 900 l/niaga/hari
Jasa Niaga Besar : 1500 l/niaga/hari
Analisa Potensi Energi Listrik
1. Analisa Kehilangan Tinggi Tekan
Analisa kehilangan tinggi tekan
terdiri dari major head loss dan minor
head loss. Untuk menghitung mejor head
loss dapat menggunakan rumus Darcy-
Weisbach sebagai berikut.
π»πΏ = π.πΏ.π£2
2π.π·............................................(3)
dengan:
HL = Major head loss (m)
f = Faktor gesekan (dapat dilihat
pada grafik Moody Gambar 3)
L = Total panjang pipa saluran (m)
v = Kecepatan rata-rata (m/s)
g = Percepatan gravitasi bumi
(9,81 m/s2)
D = Diameter Pipa (m)
Gambar 3. Grafik Moody
Sumber: engineersedge.com, 2010
Sedangkan untuk perhitungan minor
head loss dilakukan menggunakan rumus
sesuai dengan kondisinya sebagai berikut:
a) Pelebaran Penampang
Untuk pelebaran penampang yang
terjadi seperti pada Gambar 4, maka
digunakan rumus berikut:
Gambar 4. Skema Pelebaran Penampang
βπ = πΎπ£1
2
2π.............................................(4)
dengan:
he = Minor head loss (m)
K = Koefisien aliran
v1 = Kecepataan sebelum pelebaran
(m/s)
g = Percepatan gravitasi (9,81 m
/s2)
Nilai dari koefisien aliran (K) didapat
menggunakan rumus berikut.
πΎ = (1 βπ΄1
π΄2)
2
......................................(5)
dengan:
K = Koefisien aliran
A1 = Luas penampang sebelum (m2)
A2 = Luas penampang setelah (m2)
b) Penyempitan Penampang
Untuk penyempitan penampang
seperti pada Gambar 5, maka digunakan
rumus berikut:
Gambar 5. Skema Penyempitan
Penampang
βπ = 0,44π£2
2
2π........................................(6)
dengan:
he = Minor head loss (m)
v2 = Kecepataan setelah penyempitan
(m/s)
g = Percepatan gravitasi (9,81 m
/s2)
c) Belokan
Nilai dari minor head loss pada
belokan akan bergantung pada besarnya
sudut dari belokan tersebut. Rumus dari
minor head loss akibat belokan serupa
dengan rumus minor head loss akibat
perubahan penampang, yaitu.
βπ = πΎππ£2
2π............................................(7)
dengan:
hb = Minor head loss (m)
Kb = Koefisien belokan (lihat Tabel 1)
v = Kecepatan aliran (m/s)
g = Percepatan gravitasi (9,81 m
/s2)
Tabel 1. Nilai Kb
Ξ± 20β° 40β° 60β° 80β° 90β° Kb 0.05 0.14 0.36 0.74 0.98
Sumber: Triatmojo, 1993, p. 53
2. Perhitungan Tinggi Jatuh Efektif
Tinggi jatuh efektif merupakan selisih
tinggi di intake dan Tail Water Level
(TWL) yang dikurangi dengan total
kehilangan tinggi tekan. Tinggi jatuh
efektif dapat didefinisikan dengan rumus
berikut.
π»πππ = πΈπΌ β πππΏ β π»πΏ .......................(8)
dengan:
Heff = Tinggi jatuh efektif (m)
EI = Elevasi muka air intake (m)
TWL = Elevasi muka air TWL (m)
HL = Total head loss (m)
3. Penentuan Jenis Turbin
Untuk menentukan jenis turbin, ada
dua metode yang dapat digunakan, yaitu
dengan grafik pada Gambar 5 atau tabel
pada Tabel 2.
Gambar 5. Grafik Pemilihan Turbin
Sumber: Nagpurwala, 2010, p.40
Tabel 2. Kriteria Pemilihan Turbin Range Head (m) Jenis Turbin
1.5-30 Propeller 16-70 Kaplan
70-500 Francis
> 250 Pelton
Sumber: Nigam, 1985, p.66
Apabila didapat dua rekomendasi
yang berbeda, maka dipertimbangkan
faktor lainnya seperti ketersediaan di
pasaran.
4. Perhitungan Daya dan Energi
Daya dan energi listrik dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut.
ππ‘ = π»πππ . π. π. ππ‘ππ............................(9)
πΈ = ππ‘ Γ π‘..........................................(10)
dengan:
Pt = Daya listrik (Watt)
Heff = Tinggi jatuh efektif (m)
Q = Debit rencana (m3/s)
g = Percepatan gravitasi (9,81 m/s2)
ππ‘ = Efisiensi turbin (lihat Gambar 6)
ππ = Efisiensi generator (direncana 95
%)
Gambar 6. Grafik Efisiensi Turbin
Sumber: ESHA, 2004, p.183
Weighted Average Cost of Capital
(WACC)
Weighted Average Cost of Capital
(WACC) merupakan biaya dari modal
yang digunakan. Menurut (Subramanyam,
1974) WACC dapat dijadikan acuan untuk
memastikan bahwa imbal hasil yang
diberikan memuaskan dengan
menjadikannya sebagai discount rate.
WACC dapat dihitung sebagai berikut.
ππ΄πΆπΆ = (ππ)(πΎπ)(1 β π) +
(ππ)(πΎπ)............................................(11)
dengan:
WACC = Weighted Average Cost
Of Capital (%)
Wd = Persentase utang (%)
Kd = Biaya modal utang (%)
T = Tarif pajak (%)
We = Persentase modal sendiri
(%)
Ke = Biaya modal sendiri (%)
Sumber Manfaat
1. Penyediaan Energi Listrik
Manfaat dari penyediaan energi listrik
didapat melalui penjualan listrik ke
Perusahaan Listrik Negara (PLN) sesuai
dengan tarif yang telah ditentukan oleh
kementerian Energi dan Sumber Daya
Mineral yaitu Rp.1.918/kWh dengan
asumsi kenaikan tarif 3,50% per tahun
mengikuti inflasi.
2. Penyediaan Air Baku
Manfaat dari penyediaan air baku
diperoleh dari penjualan air baku ke
Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM)
mengikuti tarif Perum Jasa Tirta I sebesar
Rp.350/m3 dengan asumsi kenaikan
sebesar 17,5% setiap 5 tahun mengikuti
inflasi.
3. Pengendalian Banjir
Manfaat dari pengendalian banjir
didapat melalui kerugian material yang
berhasil dihindari setiap tahunnya dapat
dihitung sebagai berikut.
π΅ = πΏ Γ π(π).....................................(12)
dengan:
B = Kerugian yang dihindari (Rp)
L = Kerugian akibat banjir (Rp)
P(b) = Probabilitas terjadi banjir (%)
Kebutuhan Biaya
1. Biaya Investasi Awal
Biaya investasi awal merupakan
biaya yang diperlukan untuk membangun
bendungan ini. Komponen biaya investasi
awal terdiri dari:
a) Biaya Konstruksi
Biaya konstruksi dihitung dengan
metode Rencana Anggaran Biaya (RAB)
dan Harga Satuaan Pekerjaan (HSP).
b) Biaya Hidromekanikal
Biaya hidromekanikal dihitung
dengan metode empiris menggunakan
rumus dari (RETScreen, 2004) dalam
dollar Kanada dengan asumsi kurs
CAD$.1 = Rp.10.300.
πΊππππππ‘ππ = 0,82π0.96. πΊ. πΆπ. (ππ
π»π0,28)
0,9
. 106....(13)
πΉππππππ = 0,17π0,96π½π‘πΎππ1,47 {(13 + 0,01π»π)0,3
+
3} . 106...................................................(14)
ππππ π‘πππ = 20ππ0,95π0,88............................(15)
π = 24,7πππππ‘ππ£π.....................................(16) πππππ πππππ ππ’ππππ & πΊππππππ‘ππ =
15% ππ’ππππ πππ πΊππππππ‘ππ........................(17)
πππππ πππππ ππππ π‘πππ = 5π0,88.................(18)
dengan:
n = Jumlah turbin
G = Faktor konektivitas grid (0,9)
Cg = Faktor generator biaya rendah (
0,75 jika MW<10 dan 1 jika
MW>10)
Hg = Gross Head (m)
d = Perkiraan diameter turbin (0,48
Qdesign/unit m)
Jt = Faktor kenaikan biaya turbin jika
Hg di atas 25 m (1,1)
Ki = Faktor Penurunan biaya jika
diameter turbin di bawah 1,8 m
(0,9)
MW = Kapasitas terpasang (MW)
MWu = Kapasitas terpasang per unit
(MW/Unit)
np = Jumlah penstock
W = Berat penstock (kg)
dp = Diameter penstock (m)
lp = Panjang penstock (m)
tave = Ketebalan rata-rata pipa (mm)
c) Biaya Pipa Air Baku
Biaya pipa air baku dihitung dengan
metode Rencana Anggaran Biaya (RAB)
dan Harga Satuaan Pekerjaan (HSP).
2. Biaya Operasional
Biaya operasional pada tahun pertama
diasumsikan sebesar 5% depresiasi
kemudian diasumsikan naik 3,5% setiap
tahun mengikuti inflasi.
3. Alokasi dan Pengakuan Biaya
a) Pengakuan Biaya
Untuk biaya investasi awal akan
dibebankan dengan metode depresiasi
garis lurus selama usia guna masing-
masing tujuan.
π· =πΌβπ
π‘...............................................(19)
dengan:
D = Depresiasi (Rp/Tahun)
I = Biaya perolehan aset (Rp)
S = Nilai sisa aset (Rp)
t = Usia guna (Tahun)
Sedangkan biaya operasional
dibebankan ketika pemilik proyek
menerima manfaat dari pemberi jasa atau
barang operasional.
b) Alokasi Biaya Investasi Awal
Biaya investasi awal dibagi menjadi
joint cost dan separable cost. Untuk
separable cost diakui langsung sesuai
dengan tujuan. Sedangkan joint cost
dialokasikan dengan rumus dari ((United
States Bureau of Reclamation [USBR],
2015) berikut.
π½πΆπ = ππ½πΆ (πππ΅π
πππ΅π‘)................................(20)
dengan:
JCi = Joint Cost dari Tujuan (Rp)
TJC = Total Joint Cost (Rp)
PVBi = Present Value dari Benefit
Tujuan (Rp)
PVBt = Present Value Seluruh Benefit
(Rp)
Analisa Kelayakan Ekonomi
1. Net Present Value (NPV)
Net Present Value (NPV) didasarkan
pada konsep mendiskonto seluruh aliran
kas ke nilai sekarang terhadap WACC.
Dengan mendiskonto seluruh aliran kas
masuk dan keluar selama umur ekonomis
(investasi) ke nilai sekarang, maka dapat
diketahui total arus kas yang didapat atau
digunakan untuk proyek tersebut yang
telah disesuaikan dengan nilai uang
terhadap waktu. Menurut (Thuesen et al.,
1984) NPV dapat dihitung sebagai
berikut.
πππ = β(πΆ)π‘
(1+π)π‘ β β(πΆπ)π‘
(1+π)π‘ππ‘=0
ππ‘=0 ........(21)
dengan:
(C)t = Nilai sekarang arus kas masuk atau
pendapatan pada tahun ke-t (Rp)
(Co)t = Nilai sekarang arus kas keluar atau
pengeluaran pada tahun ke-t (Rp)
i = WACC (%)
t = Tahun ke-t
Jika nilai NPV > 0, maka layak secara
ekonomi. Apabila NPV < 0, maka tidak
layak secara ekonomi.
2. Benefit-Cost Ratio (BCR)
Parameter ini merupakan rasio yang
membandingkan nilai masa kini manfaat
dan biaya. Berdasarkan (Newnan &
Lavelle, 1998) rumus dari BCR dapat
dinyatakan sebagai berikut.
π΅πΆπ =ππ(π΅)
ππ(πΆ).......................................(22)
dengan:
BCR = Benefit-Cost Ratio
PV(B) = Nilai masa kini dari benefit
PV(C) = Nilai masa kini dari biaya
Kemudian, jika BCR > 1, maka
usulan proyek layak secara ekonomi.
Apabila BCR < 1, maka tidak layak.
3. Internal Rate of Return (IRR)
Internal Rate of Return (IRR) adalah
persentase yang menggambarkan tingkat
imbal hasil keuntungan dari sebuah
proyek atau investasi. Nilai NPV dapat
dihitung dengan cara merubah nilai βiβ
pada perhitungan NPV sehingga didapat
NPV=0. Menurut (Thuesen et al., 1984),
apabila nilai IRR>WACC, maka proyek
layak investasi. Apabila nilai
IRR<WACC, maka proyek tidak layak
investasi.
4. Payback Period (PP)
Metode Payback Period (PP)
digunakan untuk mengetahui jangka
waktu yang dibutuhkan untuk
pengembalian investasi dari suatu proyek
atau investasi. Payback Period dapat
dihitung dengan rumus pada (Pujawan,
2007) sebagai berikut.
ππ =πΌππ£ππ π‘ππ π π΄π€ππ
π΄ππ’π πΎππ π΅πππ πβ ππ‘ππ’ π΅ππππππ‘ πππ ππβπ’π.....(23)
Berdasarkan paremeter ini, proyek
dianggap layak jika PP < Usia guna.
Analisa Sensitivitas
Analisa sensitivitas merupakan
analisa yang dilakukan untuk mengetahui
pengaruh dari perubahan salah satu
variabel terhadap hasil. Dalam studi ini,
digunakan NPV sebagai parameter
acuannya dan perubahan usia guna
sebagai variabel yang diubah.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa Kebutuhan Air Baku
1. Proyeksi Pertumbuhan Penduduk
Analisa pertumbuhan penduduk
diawali dengan memasukan data
penduduk pada tahun 2016 dari Badan
Pusat Statistik (BPS).
Tabel 3. Data Penduduk Tahun 2019
Sumber: BPS Sulawesi Utara, 2020
Kemudian dari data tersebut dengan
tingkat pertumbuhan 0,58% Kota
Manado, 0,80% Kecamatan Kalawat, dan
1,69% Kota Bitung diproyeksikan
pertumbuhan penduduk dengan metode
geomterik dan eksponensial.
a) Metode Geometrik
Hasil proyeksi metode geometrik
dapat dilihat pada Gambar 6 dengan
puncak pada tahun 2069 sebesar
1.131.757 jiwa.
Gambar 6. Pertumbuhan Geometri
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
b) Metode Eksponensial
Metode eksponensial menghasilkan
jumlah penduduk sebanyak 1.135.931
pada tahun 2069 jiwa dan dapat dilihat
pada Gambar 7.
Gambar 7. Pertumbuhan Eksponensial
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
2. Proyeksi Kebutuhan Air Baku
Karena metode eksponensial
menghasilkan jumlah yang lebih tinggi,
maka digunakan metode eksponensial
sebagai dasar penentuan. Hasil dari
proyeksi dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Proyeksi Kebutuhan Air
Baku
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Pada tahun 2069, total kebutuhan air
diprediksi sebesar 275,55 juta liter/hari
atau setara 3,18 m3/detik dengan rincian:
Kota Manado: 69,54 juta liter/hari
Kec. Kalawat: 4,97 juta liter/hari
Kota Bitung : 61,80 juta liter/hari
KEK Bitung : 138,24 juta liter/hari
Analisa Tinggi Jatuh Efektif
Gambar 9. Potongan Memanjang
PLTMH
Sumber: Indra Karya, 2016
1. Kehilangan Tinggi Mayor
Perhitungan kehilangan tinggi mayor
dimulai dengan menghitung pada
terowongan intake menggunakan data
berikut:
Gambar 10. Profil Melintang
Terowongan
Sumber: Indra Karya, 2016
Debit Desain (Qd)= 3,43 m3/s
No. Daerah Layanan Populasi
1 Kota Manado 433,635
2 Kec. Kalawat 27,778
3 Kota Bitung 221,209
Total 682,622
Panjang Terowongan (L) = 262,19 m
Diameter (D) = 5,60 m
Luas Permukaan (A)= 28,00 m2
Viskositas Kinematik (Ξ½) = 0,893 x 10-6
m2/sΞ½
Bilangan Ξ΅ (Beton) = 0,30 mm
Dari data tersebut didapat hasil
analisa untuk terowongan intake sebagai
berikut:
Kecepatan Rerata (v) = 0,123 m/s
Bilangan Reynolds (Re) = 768.334,29
Kekasaran Relatif = 5,36 x 10-5
Faktor Gesekan (f) = 0,015
Kehilangan Tinggi = 0,001 m
Selanjutnya, dilakukan perhitungan
pada pipa besi menggunakan data berikut:
Panjang Pipa (L) = 271,85 m
Diameter Pipa (D) = 1,20 m
Luas Permukaan (A) = 1,131 m2
Viskositas Kinematik (Ξ½) = 0,893 x 10-6
m2/sΞ½
Bilangan Ξ΅ (Pipa Besi)= 0,25 mm
Kemudian data tersebut memberikan
hasil analisa sebagai berikut:
Kecepatan Rerata (v) = 3,033 m/s
Bilangan Reynolds (Re) = 4.075.412,13
Kekasaran Relatif = 2,08 x 10-4
Faktor Gesekan (f) = 0,014
Kehilangan Tinggi = 1,487 m
Berikutnya, dilakukan perhitungan
pada penstock menggunakan data berikut:
Jumlah Pipa = 2 buah
Panjang Pipa (L) = 16,82 m
Diameter Pipa (D) = 0,70 m
Luas Permukaan (A) = 0,385 m2
Viskositas Kinematik (Ξ½) = 0,893 x 10-6
m2/sΞ½
Bilangan Ξ΅ (Pipa Besi)= 0,25 mm
Dari data tersebut, didapat hasil
analisa sebagai berikut:
Kecepatan Rerata (v) = 4,456 m/s
Bilangan Reynolds (Re) = 3.493.210,40
Kekasaran Relatif = 3,57 x 10-4
Faktor Gesekan (f) = 0,014
Kehilangan Tinggi = 0,681 m
Berikutnya, seluruh kehilangan tinggi
dijumlahkan sehingga didapat total
kehilangan tinggi mayor sebesar 2,168 m.
2. Kehilangan Tinggi Minor
Analisa kehilangan tinggi minor
dilakukan pada penyempitan terowongan
ke pipa dan belokan pada penstock. Untuk
penyempitan terowongan, didapat hasil
analisa sebagai berikut:
Kecepatan Setelah Penyempitan (V2)=
3,033 m/s
Kehilangan Tinggi Minor = 0,068 m
Pada belokan penstock, analisa
dilakukan menggunakan data berikut:
Jumlah Pipa = 2 Buah
Sudut Belokan (Ξ±) = 30β°
Kecepatan (V) = 4,456 m/s
Dari data tersebut didapat hasil
analisa sebagai berikut:
Nilai Kb (sudut 30β°) = 0,095
Kehilangan Tinggi Minor = 0,192 m
Kemudian, seluruh kehilangan tinggi
minor dijumlahkan sehingga didapat hasil
sebesar 0,260m.
3. Tinggi Jatuh Efektif
Tinggi jatuh efektif dihitung dengan
mengurangi elevasi air pada intake, TWL,
dan total kehilangan tinggi. Data tersebut
dapat dilihat sebagai berikut:
Elevasi MA Intake = +95,70m
Elevasi TWL = +45,77m
Total Head Loss = 2,428 m
Dari data tersebut maka didapat
Tinggi Jatuh Efektif (Heff) sebagai berikut:
Heff = Elevasi MA Intake- Elevasi TWL-
Total Head Loss
Heff = 45,772 m
Pemilihan Jenis Turbin
Pemilihan jenis turbin dilakukan
menggunakan metode grafik dan tabel.
Untuk metode grafik berdasarkan Gambar
5 didapat rekomendasi turbin sebagai
berikut:
Debit Rencana = 3,43 m3/s
Tinggi Jatuh Efektif = 45,772 m
Rekomendasi Turbin = Francis
Sedangkan menggunakan metode
pada Tabel 2, didapat hasil analisa sebagai
berikut:
Tinggi Jatuh Efektif = 45,772 m
Rekomendasi Turbin = Kaplan
Kedua metode memberikan
rekomendasi yang berbeda. Akan tetapi,
digunakan turbin francis dengan
pertimbangan ketersediaan di pasaran.
Analisa Potensi Daya dan Energi
Potensi daya yang dapat dihasilkan
dianalisa menggunakan data berikut:
Tinggi Jatuh Efektif (Heff) = 45,772 m
Debit Desain (Qd) = 3,43 m3/s
Keandalan Qd = 85,00%
Efisiensi Turbin (Ξ·t) = 98,00%
(Berdasarkan grafik efisiensi)
Efisiensi Generator (Ξ·g) = 95,00%
(Dengan asumsi pemeliharaan baik)
Dengan data tersebut, maka didapat
potensi daya listrik sebagai berikut:
Daya Listrik (Pt) = Heff.Qd.g.Ξ·t.Ξ·g
= 1.433,86 kW
Sedangkan untuk perhitungan energi
listrik dalam satu tahun, maka daya
dikalikan waktu operasional selama satu
tahun sebagai berikut:
Waktu (t) = 24 x 365 x Keandalan
= 7.466,00 jam
Energi (E) = Pt x t
=10.676.554,87 kWh
Analisa Weighted Avergae Cost of
Capital (WACC)
Analisa WACC dilakukan
menggunakan data dari APBN 2016
berikut:
Porsi Pendapatan Negara (We)= 86,96%
Porsi Pembiayaan Anggaran (Wd)=
13,04%
Biaya Modal Pendapatan Negara (Ke)=
3,50% (Sesuai tren inflasi)
Biaya Modal Pembiayaan Anggaran (Kd)=
5,50% (Imbal hasil SBN)
Tarif Pajak Penghasilan (T)= 25,00%
Dari data tersebut, maka dihitung
WACC menggunakan persamaan (11)
sebagai berikut:
WACC=(ππ)(πΎπ)(1 β π) + (ππ)(πΎπ)
WACC= 3,58%.
Proyeksi Manfaat
1. Penyediaan Energi Listrik
Sumber manfaat dari energi listrik
berasal dari penjualan energi listrik.
Selama 20 tahun, didapat total manfaat
sebesar Rp.579.100.923.944,30 dengan
present value keuntungan senilai
Rp.392.450.127.296,90. Detail dari
proyeksi dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Proyeksi Keuntungan dan
Present Value Keuntungan PLTMH
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
2. Penyediaan Air Baku
Manfaat penyediaan air baku
diperoleh melalui penjualan air baku
untuk keperluan rumah tangga dan
industri. Didapat total keuntungan sebesar
Rp.3.694.287.202.729,57 dan present
value senilai Rp.1.316.853.522.696,66.
Hasil dari proyeksi dapat dilihat pada
Gambar 12.
Gambar 12. Proyeksi Keuntungan dan
Present Value Keuntungan Air Baku
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
3. Pengendalian Banjir
Manfaat dari pengendalian banjir
dihitung melalui kerugian akibat banjir
yang berhasil dihandari setiap tahun. Total
manfaat sebesar Rp.935.500.000.000 dan
present value sebesar
Rp.432.477.963.333,48 Hasil dari
proyeksi dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Proyeksi Keuntungan dan
Present Value Pengendalian Banjir
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Perhitungan dan Alokasi Biaya
1. Perhitungan Biaya
a) Biaya Investasi Awal
Biaya investasi awal terdiri dari biaya
konstruksi, hidromekanikal, dan pipa air
baku. Biaya konstruksi dihitung
menggunakan metode RAB dan AHSP.
Hasil dari perhitungan biaya konstruksi
dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Ringkasan RAB Konstruksi No. Item Pekerjaan Nilai (Rp.)
1. Pekerjaan Persiapan 3.200.485.400,00
2. Terowongan 381.411.322.355,49
3. Bendungan Utama dan Cofferdam
600.147.616.991,65
4. Pelimpah 507.443.436.082,64
Total Sebelum PPN 1.492.202.860.829,78
PPN 10% 149.220.286.082,98
Total Biaya Konstruksi 1.641.423.146.912,75
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Kemudian, biaya hidromekanikal
dihitung menggunakan rumus empiris dari
(RETScreen, 2004) dengan hasil yang
dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Uraian Biaya Hidromekanikal No. Item Pekerjaan Nilai (Rp.)
1. Generator 5.776.610.510,20
2. Turbin Francis 8.533.856.121,61
3. Pipa Penstock 458.663.302,21
4. Pemasangan 2.205.924.748,35
Total 16.975.054.682,37
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Biaya pemasangan pipa air baku
dihitung dengan menggunakan metode
AHSP seperti biaya konstruksi. Hasil dari
perhitungan biaya pipa air baku dapat
dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14. Perhitungan Biaya Pipa Air
Baku
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Jika seluruh komponen biaya
investasi awal dijumlahkan, maka akan
didapat total biaya sebesar
Rp.1.835.277.893.220,12.
Kemudian, biaya tersebut
dialokasikan ke masing-masing tujuan
proyek berdasarkan proporsi dari present
value manfaat untuk biaya konstruksi.
Sedangkan biaya lainnya dialokasikan
langung sebagai separable costs sesuai
dengan tujuannya masing-masing.
Tabel 6. Alokasi Biaya Investasi Awal No. Sumber Benefit Biaya Investasi Awal (Rp)
1 Penyediaan Energi Listrik
317.741.817.710,71
2 Penyediaan Air Baku
1.186.092.694.387,78
3 Pengendalian Banjir
331.443.381.121,63
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Selanjutnya, biaya tersebut akan
didepresiasikan selama usia guna dengan
metode depresiasi garis lurus. Hasil dari
perhitungan depresiasi dapat dilihat pada
Tabel 7.
Tabel 7. Hasil Perhitungan Depresiasi No. Sumber Benefit Depresiasi (Rp/Tahun)
1 Penyediaan Energi Listrik
15.887.090.885,54
2 Penyediaan Air Baku
23.721.853.887,76
3 Pengendalian Banjir
4.143.042.264,02
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
b) Biaya Operasional
Biaya operasional pada tahun pertama
yaitu sebesar 10% depresiasi. Hasil dari
perhitungan biaya operasional tahun
pertama dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Hasil Perhitungan Biaya
Operasional No. Sumber Benefit Jumlah (Rp.)
1 Penyediaan Energi Listrik
1.588.709.088,55
2 Penyediaan Air Baku
2.372.185.388,78
3 Pengendalian Banjir
414.304.226,40
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
2. Pembebanan Biaya
Biaya tersebut dibebankan selama
usia guna dari masing-masing tujuan
proyek. Untuk energi listrik, didapat total
biaya selama usia guna sebesar
Rp.362.670.005.228,92 dengan present
value sebesar Rp.254.584.990.458,41.
Gambar 15. Proyeksi Biaya Energi
Listrik
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Sedangkan untuk penyediaan air
baku, didapat total biaya sebesar
Rp.1.682.704.950.992,53 dengan present
value sebesar Rp.711.215.998.741,40.
Gambar 16. Proyeksi Biaya Air Baku
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Kemudian, untuk pengendalian banjir
didapat total biaya sebesar
Rp.733.827.586.604,96 dengan present
value sebesar Rp.166.250.453.592,89.
Hasil proyeksi dapat dilihat pada Gambat
17.
Gambar 17. Proyeksi Biaya
Pengendalian Banjir
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Analisa Kelayakan Ekonomi
1. Net Present Value (NPV)
Net Present Value (NPV) dihitung
dengan cara mengurangkan present value
dari manfaat dan biaya dari setiap tujuan
proyek. Hasil perhitungan NPV pada
penyediaan energi listrik adalah sebagai
berikut:
PV Manfaat = Rp.392.450.127.296,90
PV Biaya = Rp.254.584.990.458,41
NPV = Rp.137.865.136.838,50
Kesimpulan = Layak
Gambar 18. Perhitungan NPV Energi
Listrik
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Selanjutnya, hasil perhitungan NPV
untuk penyediaan air baku dapat dilihat
sebagai berikut:
PV Manfaat =Rp.1.316.853.522.696,66
PV Biaya =Rp.711.215.998.741,40
NPV =Rp.605.637.523.955,26
Kesimpulan =Layak
Gambar 19. Perhitungan NPV Air Baku
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Kemudian, untuk perhitungan NPV
pada pengendalian banjir didapat hasil
sebagai berikut:
PV Manfaat = Rp.432.477.963.333,48
PV Biaya = Rp.166.250.453.592,89
NPV = Rp.324.864.370.824,93
Kesimpulan = Layak
Gambar 20. Perhitungan NPV
Pengendalian Banjir
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
2. Benefit-Cost Ratio (BCR)
Benefit-Cost Ratio (BCR) merupakan
rasio dari present value manfaat dan biaya.
BCR dihitung untuk keseluruhan proyek
didapat hasil sebagai berikut:
PV Manfaat = Rp.2.200.418.474.411,38
PV Biaya = Rp.1.132.051.442.792,69
BCR = 1,94
Kesimpulan = Layak
Gambar 21. Perbandingan PV Manfaat
Biaya
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
3. Internal Rate of Return (IRR)
Internal Rate of Return (IRR)
merupakan discount rate saat seluruh
present value dari benefit dikurangi
dengan present value biaya operasional
kemudian dikurangi dengan biaya
investasi awal menghasilkan jumlah nol.
Dari hasil perhitungan didapat nilai IRR
sebesar 3,88% sedangkan WACC 3,58%.
Oleh karena itu, dapat disimpulkan proyek
ini layak secara ekonomi.
Gambar 22. Perbandingan IRR dan
WACC
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
4. Payback Period (PP)
Hasil dari analisa terhadap PP untuk
energi listrik adalah sebagai berikut:
Benefit Tahun Pertama (B1) =
Rp.20.477.632.236,72
Biaya Operasional (OC1) =
Rp.1.588.709.088,55
Biaya Investasi Awal (IC) =
Rp.300.766.763.028,34
PP = 15,92 tahun
Kesimpulan = Layak
Gambar 23. Perbandingan PP dan Usia
Guna Energi Listrik
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Untuk hasil perhitungan PP pada
penyediaan air baku, didapat hasil sebagai
berikut:
Benefit Tahun Pertama (B1) =
Rp.28.224.640.976,03
Biaya Operasional (OC1) =
Rp.2.372.185.388,78
Biaya Investasi Awal (IC) =
Rp.1.009.213.002.762,78
PP = 39,04 tahun
Kesimpulan = Layak
Gambar 24. Perbandingan PP dan Usia
Guna Air Baku
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Hasil perhitungan PP untuk
pengendalian banjir adalah sebagai
berikut:
Benefit Tahun Pertama (B1) =
Rp.18.710.000.000,00
Biaya Operasional (OC1) =
Rp.414.304.226,40
Biaya Investasi Awal (IC) =
Rp.331.443.381.121,63
PP = 18,12 tahun
Gambar 25. Perbandingan PP dan Usia
Guna Pengendalian Banjir
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
5. Rekapitulasi Hasil Analisa Kelayakan
Tabel 9. Rekapitulasi Hasil Analisa
Kelayakan Ekonomi
Parameter Tujuan
Proyek Nilai Hasil
NPV
Energi
Listrik Rp.137.865.136.838 Layak
Air Baku Rp.605.637.523.955 Layak
Peng. Banjir Rp.324.864.370.825 Layak
BCR Keseluruhan 1,94 Layak
IRR Keseluruhan 3,88% Layak
PP
Energi
Listrik 15,92 Tahun Layak
Air Baku 39,04 Tahun Layak
Peng. Banjir 18,12 Tahun Layak
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
Analisa Sensitivitas
Analisa sensitivitas dilakukan
terhadap masing-masing tujuan proyek
untuk melihat perubahan NPV terhadap
perubahan usia guna sebesar 20%. Hasil
dari analisa sensitivitas dapat dilihat pada
Tabel 10.
Tabel 10. Rekapitulasi Hasil Analisa
Sensitivitas Tujuan
Proyek
NPV Awal
(Rp Ribu)
NPV -20%
(Rp Ribu) Perubahan
Energi
Listrik 137.865.137 68.546.290 -50,28%
Air Baku 605.638.524 306.486.522 -49,39%
Pengendalian
Banjir 324.864.371 306.852.681 -5,54%
Sumber: Hasil Perhitungan, 2020
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan
yang telah dipaparkan, maka dapat
disimpulkan sebagai berikut:
1. Energi listrik yang dapat dihasilkan
dalam satu tahun sebesar
10.676.554,87 kWh.
2. Kebutuhan air baku yang harus
dipasok selalu meningkat setiap
tahunnya dengan puncak pada akhir
usia guna sebesar 274.551,70 m3/hari.
3. Total biaya yang dibutuhkan untuk
membangun bendungan sebesar
Rp.1.835.277.893.220,12.
4. Berdasarkan hasil analisa kelayakan
ekonomi, dapat disimpulkan
bendungan ini layak secara ekonomi
karena seluruh parameternya
terpenuhi.
5. Berdasarkan hasil analisa sensitivitas,
maka didapat untuk perubahan usia
guna sebesar 20%, maka NPV untuk
energi listrik berkurang sebesar
50,28%, air baku sebesar 49,39%, dan
pengendalian banjir sebesar 5,54%.
Saran
1. Dalam studi ini, tidak dianalisa pola
perubahan tata guna lahan pada hulu
DAS atau faktor teknis lainnya seperti
sedimentasi yang dapat mengurangi
usia guna waduk sehingga
berpengaruh pada kelayakan ekonomi.
Oleh karena itu, pada studi berikutnya
dapat dilakukan analisa terhadap hal
tersebut agar didapat gambaran yang
lebih jelas mengenai kelayakan
ekonomi pada bendungan ini.
2. Meskipun masih dapat dikatakan
layak secara ekonomi, akan tetapi nilai
IRR masih terlalu kecil, sehingga
dapat dipertimbangkan saat tahap
pengoperasian dilakukan penjualan
listrik dan air baku kepada pelanggan
tertentu dengan kontrak khusus seperti
industri agar imbal hasil yang
didapatkan menjadi lebih baik.
3. Selain penjualan dengan kontrak
khusus, dapat pula dicari sumber
benefit lain seperti pemanfaatan lokasi
bendungan sebagai tempat wisata agar
dapat menaikkan imbal hasil dari
proyek ini.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Penelitian dan Pengembangan
PUPR. (2016). Analisis Harga Satuan
Pekerjaan. Jakarta: Kementerian
Pekerjaan Umum dan Perumahan
Rakyat Republik Indonesia.
Direktorat Jenderal Cipta Karya. (2007).
Buku Panduan Pengembangan Air
Minum. Jakarta: Departemen
Pekerjaan Umum.
European Small Hydropower Association.
(2004). Guide on How to Develop a
Small Hydropower Plant. Brussels:
ESHA.
Newnan, D. G. & Lavelle, J. P. (1998).
Engineering Economic Analysis.
Texas: Engineering Press.
Nigam, P.S. (1985). Handbook of
Hydroelectric Engineering.
Uttarakhand: Nem Chand and Bros.
Pujawan, I Nyoman. (2007). Ekonomi
Teknik. Surabaya: Institut Teknologi
Sepuluh Nopember.
RETScreen International. (2004). Small
Hydro Project Analysis. Canada:
Minister of Natural Resources
Canada.
Sadewo, Joko. (2014). Kerugian Akibat
Bencana di Sulut Capai Rp.1,87
Triliun. Jakarta: Republika.
https://republika.co.id/berita/nasional/
daerah/14/01/18/mzlqts-kerugian-
akibat-bencana-di- sulut-capai-rp187-
triliun.
Soeharto, Imam. (1998). Manajemen
Proyek (Dari Konseptual Sampai
Operasional) Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.
Subramanyam, K. R. (1974). Financial
Statement Analysis. New York:
McGraw-Hill Education.
Thuesen, H. G., Fabrycky, W. J., &
Thuesen, G. J. (1984). Engineering
Economy. New Jersey: Prentice-Hall.
Triatmodjo, Bambang. (1993). Hidraulika
II. Yogyakarta: Beta Offset.