Belajar Memaknai

Urip Mung Mampir Ngombe

Arah Perkembangan Proyek IGCC Dunia*

Posted by imambudiraharjo on September 15, 2009

Oleh: Kazuhiro Ohta

(Senior Engineer, Thermal Power Project, Mitsubishi Heavy Industry)

1. Pendahuluan

Batubara memiliki cadangan yang tersebar merata di seluruh dunia, serta harga yang relatif murah. Di antara sumber energi primer lainnya, pemanfaatan batubara di dunia saat ini mencapai sekitar 28%. Dan kurang lebih 40% dari total pembangkitan listrik dunia dihasilkan dari PLTU berbahan bakar batubara. Dibandingkan dengan gas alam, jumlah CO2 per kalori yang dihasilkan oleh batubara adalah 1.5 kalinya, sedangkan emisi CO2 yang dikeluarkan oleh PLTU batubara juga tinggi, yaitu 0.88 kg-CO2/kWh. Oleh karena itu, teknologi pembangkitan berefesiensi tinggi berbahan bakar batubara yang mampu menghasilkan emisi CO2 yang lebih sedikit menjadi suatu urgensi sekarang ini. Dalam hal ini, upaya pengembangan terus dilakukan khususnya terhadap IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) yang menjadi teknologi utama pembangkitan.

Di Jepang sendiri, pengembangan IGCC bertipe air-blown yang memiliki tingkat efisiensi dan kehandalan yang tinggi dilakukan bersama oleh 9 perusahaan listrik ditambah J-Power serta Pusat Penelitian Ketenagalistrikan (CRIEPI = Central Research Institute of Electric Power Industry), dengan mendapatkan bantuan pemerintah. Saat ini yang merupakan langkah akhir pengembangan menuju ke tahap komersial, seluruh perusahaan listrik secara bersama – sama mendirikan Clean Coal Power Research Institute yang merupakan proyek nasional, dan merencanakan uji coba demonstration plant IGCC berkapasitas 250MW yang sekarang sedang dibangun (gambar 1), pada musim gugur 2007. (Catatan: operasi telah dimulai pada September 2007).

Tulisan ini akan menerangkan keadaan proyek – proyek IGCC di luar Jepang, serta penjelasan tentang IGCC beremisi nol yang evaluasinya saat ini sedang serius dilakukan.

Gambar 1

Gambar 1. Demonstration plant IGCC 250MW

Clean Coal Power Research Institute

2. Kondisi Operasional Beberapa Proyek IGCC

Saat ini, di AS dan Eropa telah beroperasi 4 unit plant IGCC yang menggunakan batubara, dengan masing – masing output pembangkitan sebesar kurang lebih 300MW.

Operasional seluruh plant tersebut dimulai pada paruh kedua tahun 1990an, menggunakan penggas (gasifier) bertipe oxygen-blown.

Meskipun proses gasifikasi pada tipe oxygen-blown ini lebih mudah, tapi karena produksi oksigen memerlukan energi yang besar, maka efisiensi transmisi yang tinggi belum tentu dapat diwujudkan. Selain itu, karena keempat unit IGCC itu juga didesain untuk mampu mengakomodasi penggunaan gas alam, maka tingkat kehandalannya untuk proses yang khusus menggunakan bahan bakar batubara (syngas firing) juga kurang.

Garis besar proyek ditampilkan pada tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1. Proyek-proyek IGCC di dunia

Tabel 1

Gambar 2

Gambar 2. Syngas firing availability dari IGCC di luar Jepang

Dari keempat proyek itu, pencapaian syngas firing availability hanya sekitar 70 – 80%, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.

(1) Wabash River (AS)

Dengan bantuan departemen energi (DOE) sebesar 40% (Clean Coal Technology Program–IV), proyek IGCC dimulai pada tahun 1993 sebagai upaya repowering pembangkit listrik yang telah ada. Setelah 3 tahun melewati uji coba, proyek ini masuk ke tahap komersial. Sempat stop terkait masalah bisnis, perusahan yang didirikan kembali dengan nama SG Solutions ini akhirnya kembali beroperasi pada tahun 2005.

Sejak tahun 2000, syngas firing availability telah melampaui 70%.

(2) Tampa (AS)

Proyek ini dilakukan sendiri oleh Tampa Electric Company pada tahun 1994, dengan bantuan dari DOE sebesar 26% dari nilai proyek. Setelah 4 tahun melalui langkah uji coba, akhirnya proyek masuk ke tahap komersial.

Pada tahun 2004, syngas firing availability berhasil mencapai 80%. Akan tetapi kalau dilihat dalam rentang tahunan, parameter itu mengalami fluktuasi yang besar sejak tahun 2000.

(3) Buggenum (Belanda)

Proyek ini dipromosikan oleh komisi listrik Belanda (SEP), yang didirikan dan dikelola oleh 4 perusahaan listrik. Saat ini, kepemilikan plant dipegang oleh NUON (perusahaan penyuplai listrik, gas, air, dan panas). Proyek ini sendiri dimulai pada tahun 1990. Setelah melewati 4 tahun uji coba, operasi komersial mulai berjalan sejak tahun 1998.

Avalibility-nya mengalami peningkatan secara konsisten, dan pada tahun 2004 berhasil mencapai 70%. Dan sejak tahun 2001, mulai dilakukan pembakaran kombinasi (multifuel combustion) dengan mencampur biomasa. Saat ini, komposisi biomasa pada pembakaran kombinasinya adalah 30%wt.

(4) Puertollano

Proyek ini dipromosikan oleh badan bersama yang terdiri dari 8 perusahaan listrik Eropa dan 3 fabrikan (EDF, ENEL, National Power, Siemens, dll), dengan dana bantuan 9% dari Uni Eropa. Dimulai pada tahun 1993, proyek ini sudah beroperasi secara komersial saat ini.

Availability-nya mengalami peningkatan secara konsisten, dan pada tahun 2001 berhasil mencapai 60%. Namun performanya menurun setelah itu.

3. Perkembangan di AS

Rencana pembangunan PLTU batubara mulai marak di AS, sebagai akibat dari kenaikan harga gas alam belakangan ini, serta adanya upaya pemanfaatan sumber daya energi yang melimpah di dalam negeri. IGCC banyak mendapatkan perhatian disini, terutama dikaitkan dengan sudut pandang perbaikan fungsi lingkungan.

Lebih lanjut, evaluasi sedang dilakukan terhadap beberapa proyek IGCC yang ditargetkan beroperasi pada tahun 2010, yang mengasumsikan aplikasi tax privilege dari EPACT (Energy Policy Act) yang diundangkan sejak Agustus 2005.

Proyek – proyek IGCC yang diajukan berdasarkan EPACT ditampilkan pada gambar 3

Untuk perusahaan listrik, AEP (American Electric Power) sedang mengevaluasi proyek IGCC berkapasitas 600MW yang rencananya dibangun di Ohio dan West Virginia, yang saat ini berada pada tahap FEED (Front End Engineering Design, desain mendetil untuk perkiraan biaya proyek). Efisiensi transmisi dari plant itu direncanakan sebesar 38.6% (HHV). Hal yang sama juga dilakukan oleh Duke Energy (perusahaan listrik) yang sedang melakukan FEED terhadap IGCC berkapasitas 600MW.

Gambar 3

Gambar 3. Proyek – proyek IGCC di AS

Di Eropa, Nuon (perusahaan listrik) sudah mengumumkan proyek Magnum yang akan dimulai pada tahun 2011, berupa IGCC berkapasitas 1200MW berbahan bakar kombinasi batubara dan  biomasa, yang terletak di Eemeshaven, Belanda bagian utara. Di Jerman, Siemens juga mengumumkan proyek IGCC berkapasitas 1000MW.

Disamping itu, fabrikan turbin gas juga ikut terlibat dalam proyek IGCC melalui penyediaan penggas dan turbin gas dalam satu paket, setelah sebelumnya mereka mengakuisisi teknologi penggas. Pada tahun 2004, GE mengakuisisi divisi teknologi penggas Chevron-Texaco, sementara di tahun 2006, Siemens mengakuisisi teknologi GSP (Gaskombinat Schwarze Pumpe) dari Sustec (Swiss).

Fabrikan utilitas utama (main utilities) IGCC juga mengumumkan kerja sama dengan perusahaan engineering, serta secara aktif melakukan perencanaan dan kampanye IGCC.

Tabel 2 menampilkan kerja sama antara fabrikan utilitas utama  IGCC dan perusahaan EPC di AS dan Eropa.

Tabel 2. Kolaborasi fabrikan utama penggas/GT dengan perusahaan EPC

Tabel 2

4. Perkembangan di Asia

Di Cina saat ini sedang berlangsung fabrikasi dan operasional penggas batubara untuk keperluan industri kimia, dengan lisensi teknologi penggas dari Amerika dan Eropa.

Selain itu, untuk menargetkan beroperasinya pembangkit listrik berbahan bakar batubara berkapasitas 400MW yang memiliki emisi nol pada tahun 2020, beberapa perusahaan listrik dan batubara bersama-sama mendirikan GreenGen company pada tahun 2005.

Lebih jauh, pusat penelitian teknologi termal Xian juga mulai melakukan penelitian teknologi gasifikasi sejak 1997. Mulai tahun 2005, dilakukan uji coba gasifikasi dengan menggunakan penggas berkapasitas proses 36ton batubara per hari. Dan pada tahun 20008 direncanakan akan merampungkan penggas berkapasitas 1000 ton per hari.

5. Perkembangan IGCC Beremisi Nol.

Untuk mewujudkan emisi nol, evaluasi terhadap IGCC yang dikombinasikan dengan fasilitas penangkapan CO2 (CO2 capture) mulai banyak dilakukan belakangan ini.

Metode penangkapan CO2 pada pembangkit listrik berbahan bakar batubara terbagi dua, yaitu, pertama, penangkapan pada gas buang hasil pembakaran batubara; kedua, penangkapan pada gas bahan bakar (fuel gas) sebelum pembakaran di turbin gas. Tambahan peralatan berupa fasilitas penangkapan CO2 diperlukan jika akan dilakukan proses tersebut. Dan dengan proses penangkapan CO2 ini, efisiensi transmisi menjadi berkurang sehingga harga pokok pembangkitan akan naik.

Untuk penangkapan CO2 pada gas buang hasil pembakaran, pengembangan berskala pilot plant sedang dilakukan, baik di Jepang maupun di luar Jepang. Sedangkan pada IGCC, karena proses penangkapannya dinilai memiliki kelebihan maka evaluasi pembangunan demonstration plant yang mengkombinasikan penangkapan CO2 juga sedang dilakukan di Amerika, Eropa, maupun Australia. Kelebihan itu antara lain adalah sedikitnya gas CO2 yang diproses karena CO2 dapat dibuang pada kondisi gas terkompresi, serta rendahnya kenaikan harga pokok pembangkitan sebagai akibat dari kecilnya penurunan efisiensi plant, bila dibandingkan dengan proses pada gas buang hasil pembakaran. Kecilnya penurunan efisiensi plant tersebut dikarenakan tingginya kadar CO2 yang akan diproses.

Di AS, pada tahun 2002 presiden Bush mengumumkan proyek FUTURE-GEN yang memiliki output 275MW, dengan tujuan untuk isolasi CO2 dan pemanfaatan hidrogen. Kemudian pada September 2005, FutureGen Industrial Alliance didirikan oleh beberapa kalangan seperti perusahaan listrik dan batubara, dan saat ini sudah mengikat kontrak dengan DOE. Sebagaimana yang diumumkan, lokasi pembangunan akan ditentukan pada tahun 2007, serta operasional direncanakan akan dimulai pada tahun 2012.

Di Australia, diumumkan pula proyek ZeroGen dengan output 100MW, yang direncanakan beroperasi pada tahun 2010. Sedangkan di Inggris dan Jerman, saat ini sedang dilakukan FS untuk IGCC dengan kemampuan penangkapan CO2, berkapasitas 450MW.

Pada tabel 3 ditampilkan proyek IGCC utama dan IGCC beremisi nol.

Tabel 3. Proyek IGCC dan IGCC beremisi nol

Tabel 3

Penangkapan CO2 memerlukan evaluasi yang menyeluruh, karena prosesnya bukan hanya memisahkan saja, tapi yang juga penting adalah menyimpan dan mengisolasi CO2 tersebut secara aman. Dari sebuah penelitian dilaporkan bahwa kapasitas penyimpanan CO2 di seluruh dunia mencapai sekitar 10.5 trilyun ton, yang berarti setara dengan 400 kali jumlah CO2 yang dihasilkan oleh setiap negara pada tahun 2003.

Pada gambar 4 ditampilkan salah satu penelitian tentang kapasitas penyimpanan CO2 di dunia, tapi tidak termasuk pembuangan ke laut (ocean disposal). Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa 90% dari kemampuan penyimpanan CO2 adalah berupa isolasi di dalam tanah, yaitu di lapisan akuifer (baik di wilayah darat maupun laut). Untuk itu, maka diperlukan pemantapan teknologi isolasi CO2 secara aman. Saat ini, salah satu metode isolasi CO2 yang diterapkan terutama di AS dan Eropa adalah EOR (Enhanced Oil Recovery). Teknologi ini memberikan keuntungan secara ekonomis karena dapat meningkatkan produksi minyak mentah, melalui injeksi CO2 ke lapangan minyak untuk menurunkan viskositas minyaknya.

Adapun kapasitas isolasi CO2 berbeda, tergantung dari daerahnya.

Hubungan antara jumlah emisi CO2 yang dihasilkan oleh beberapa negara dan kapasitas isolasinya ditampilkan pada gambar 5. Di AS dan eks Uni Soviet, kemampuan penyimpanannya sangat besar, yaitu melebihi 2 trilyun ton, sehingga kapasitas penyimpanan terhadap jumlah emisi CO2 juga besar. Sedangkan di Jepang, kapasitas penyimpanannya kecil sehingga diperlukan pertimbangan yang matang tentang keterbatasan suatu daerah untuk isolasi CO2. Hal ini dikarenakan kapasitas isolasi CO2 sangat berlainan tergantung daerahnya.

Gambar 4

Gambar 4. Kapasitas penyimpanan CO2 dunia

Gambar 5

Gambar 5. Emisi CO2 beberapa negara dan kapasitas penyimpanannya

6. Penutup

Batubara adalah sumber energi yang relatif murah dan tersebar luas di dunia, serta diperkirakan akan terus digunakan sebagai salah satu sumber energi utama.

IGCC yang dikombinasikan dengan turbin gas mutakhir memiliki efisiensi yang tinggi, dapat mengurangi unit emisi CO2 sekitar 15-20% bila dibandingkan dengan pembangkit listrik berbahan bakar batubara konvensional. Kondisi ini berlaku secara universal, tidak tergantung pada daerah atau negara tertentu saja. Penulis berharap agar tingkat kehandalan dan operasional demonstration plant IGCC berkapasitas 250MW yang merupakan proyek nasional dapat segera diverifikasi, sehingga teknologi tersebut dapat disebarluaskan ke seluruh dunia.

* Terjemah bebas dari artikel berjudul Sekai no IGCC purojekuto no doukou yang dimuat di JCOAL Journal Vol 6, November 2006.

2 Responses to “Arah Perkembangan Proyek IGCC Dunia*”

  1. angga said

    Assalamu’alaykum

    Mas, mau tanya, kira-kira penelitian tentang batubara yang masih bisa dilakukan apa ya? Perasaan saya cek di internet sudah dilakukan semua, mulai dari upgrading, gasifikasi, pencairan dll. Apa masih ada ruang-ruang tentang batubara yang masih bisa diteliti lebih lanjut lagi?

    Makasih mas

  2. It is remarkable, very much the helpful information

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: