Inovasi Pengelolaan Sampah Plastik dan Optimalisasi Energi: Analisa Co-Firing Pada Pembangkit Listrik Berbasis Batubara

Jaka Kuncara, M Idris, Siti Jamilatun, Martomo Setyawan

Abstract


Indonesia menghadapi dua tantangan utama yaitu ketergantungan tinggi pada batubara untuk pembangkit listrik yang dapat menghasilkan emisi gas rumah kaca, serta produksi sampah plastik yang mencapai 38.340.757,37 ton/tahun. Pemanfaatan sampah plastik melalui co-firing dengan batubara berpotensi memberikan konstribusi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca, nilai tambah ekonomi dan meningkatkan efisiensi. Studi ini mengevaluasi potensi co-firing antara batubara dan sampah plastik dalam pembangkit listrik sebagai solusi untuk mengurangi ketergantungan pada batubara dan mengatasi masalah sampah plastik di Indonesia. Studi ini menggunakan pendekatan analis dengan komposisi 90% batubara dan 10% sampah plastik jenis Low-Density Polyethylene (LDPE) dalam Circulating Fluidized Bed (CFB) boiler. Hasil menunjukkan bahwa co-firing meningkatkan nilai kalor campuran bahan bakar dari 3.627,463 kcal/kg menjadi 4.234,43 kcal/kg, serta menurunkan kadar air dan abu. Analisa pada pembangkit listrik berkapasitas 18.000 KW/jam menunjukkan penghematan konsumsi batubara sebesar 5.760,14 kg/jam, setara dengan 306,78 USD/jam. Selain itu, pencampuran ini meningkatkan kandungan karbon dan hidrogen, yang berkontribusi pada efisiensi pembakaran. Metode ini tidak hanya mempertahankan output listrik, tetapi juga memberikan manfaat ekonomi dan lingkungan melalui optimalisasi bahan bakar dan pengurangan emisi. Studi ini menyimpulkan bahwa co-firing batubara dengan sampah plastik memiliki potensi signifikan untuk meningkatkan efisiensi energi, mengurangi dampak lingkungan, dan memberikan solusi terhadap permasalahan sampah plastik di Indonesia.

Keywords


Batubara; Co firing; Efisiensi energi; Indonesia; Sampah plastik.

Full Text:

PDF

References


Abdel-Shafy, H. I., & Mansour, M. S. M. (2018). Solid waste issue: Sources, composition, disposal, recycling, and valorization. In Egyptian Journal of Petroleum (Vol. 27, Issue 4, pp. 1275–1290). Egyptian Petroleum Research Institute. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2018.07.003

Adedeji, W., Olukayode, O., Adeboye, B., Idris, M. O., Rabiu, K., & Adefajo, A. (2022). Thermogravimetric Analysis and Kinetic Study on the Pyrolysis of Some Post-Consumer Plastic Wastes. Premier Journal of Engineering and Applied Sciences, 3(1), 1–9. https://www.researchgate.net/publication/373106347_Thermogravimetric_Analysis_and_Kinetic_Study_on_the_Pyrolysis_of_Some_Post-Consumer_Plastic_Wastes

Aini, N. A., Jamilatun, S., & Pitoyo, J. (2022). Pengaruh Tipe Biomassa pada Produk Pirolisis : A Review. Agroindustrial Technology Journal, 6(1), 89–101. https://doi.org/10.21111/atj.v6i1.7559

Anam, A. (2020). Peningkatan Kualitas Batubara Peringkat Rendah dengan Teknik Flash Drying. Piston: Journal of Technical Engineering, 4(1), 11–17. https://doi.org/10.32493/pjte.v4i1.7353

Areeprasert, C., Asingsamanunt, J., Srisawat, S., Kaharn, J., Inseemeesak, B., Phasee, P., Khaobang, C., Siwakosit, W., & Chiemchaisri, C. (2017). Municipal Plastic Waste Composition Study at Transfer Station of Bangkok and Possibility of its Energy Recovery by Pyrolysis. Energy Procedia, 107(September), 222–226. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.12.132

Cahyo, N., Sulistiyowati, D., Rahmanta, M. A., Felani, M. I., Soleh, M., Paryanto, P., Prismantoko, A., & Hariana, H. (2024). A techno-economic and environmental analysis of co-firing implementation using coal and wood bark blend at circulating fluidized bed boiler. International Journal of Renewable Energy Development, 13(4), 726–735. https://doi.org/10.61435/IJRED.2024.60234

Chen, H., Pan, P., Jiao, J., Wang, Y., & Zhao, Q. (2017). Low-temperature ash deposition and dewpoint corrosion of a coal-fired travelling grate boiler. Applied Thermal Engineering, 117, 752–761. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.02.052

Dwiaji, Y. C. (2023). Analisis Pengaruh Co-Firing Biomassa Terhadap Kinerja Peralatan Boiler PLTU Batubara Unit 1 PT. XYZ. Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy, 3(1), 7–15. https://doi.org/10.52158/jamere.v3i1.445

Elsha, W., & Budiarto, R. (2023). Comparative Study of Waste to Energy (WtE) Technology in Municipal Solid Waste Management (MSWM) in Yogyakarta. Journal of Industrial Engineering and Education, 1(2), 53–65. https://jiee.bksti.org/index.php/iee/article/view/19

Febriani, A. V., Hanum, F. F., Setiawan, M., & Kuncara, J. (2024). Optimalisasi Mutu Batubara Indonesia : Kajian Metode dan Potensi dalam Peningkatan Nilai Kalori Batubara. Eksergi, 21(2), 70–76. http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/eksergi/article/view/11761/pdf

Gao, N., Milandile, M. H., Sipra, A. T., Su, S., Miskolczi, N., & Quan, C. (2022). Co-pyrolysis of municipal solid waste (MSW) and biomass with Co/sludge fly ash catalyst. Fuel, 322.

Harga Mineral Logam Acuan Dan Harga Batubara Acuan Untuk Bulan September 2024 (2024).

Idris, M., Setyawan, M., & Mufrodi, Z. (2024). Teknologi Insinerasi Sebagai Solusi Pengolahan Sampah Perkotaan dan Pemulihan Energi: A Review. Seminar Nasional Sains Dan Teknologi 2024, April. https://jurnal.umj.ac.id/index.php/semnastek/article/view/22490/10451

Inayat, A., Rocha-Meneses, L., Ghenai, C., Abdallah, M., Shanableh, A., Al-Ali, K., Alghfeli, A., & Alsuwaidi, R. (2022). Co-pyrolysis for bio-oil production via fixed bed reactor using date seeds and plastic waste as biomass. Case Studies in Thermal Engineering, 31. https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.101841

Jamilatun, S., Pitoyo, J., & Setyawan, M. (2023). Technical, Economic, and Environmental Review of Waste to Energy Technologies from Municipal Solid Waste. Jurnal Ilmu Lingkungan, 21(3), 581–593. https://doi.org/10.14710/jil.21.3.581-593

Jamine, A. R., & Hermana, J. (2020). Kajian Pembakaran Sampah Plastik Jenis Polipropilena (PP) Menggunakan Insinerator. Jurnal Teknik ITS, 9(2), 124–130.

Majhi, N., Sharma, P., & Brijpuria, V. (2021). Performance Evaluation of Co-Firing MSW with Coal in A 600 Mw Coal-Fired Power Plant. International Journal of Innovative Research in Technology, 7(8), 166–169. https://ijirt.org/publishedpaper/IJIRT150641_PAPER.pdf

Mazzoni, L., Janajreh, I., Elagroudy, S., & Ghenai, C. (2020). Modeling of plasma and entrained flow co-gasification of MSW and petroleum sludge. Energy, 196. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117001

Mortezaeikia, V., Tavakoli, O., & Khodaparasti, M. S. (2021). A review on kinetic study approach for pyrolysis of plastic wastes using thermogravimetric analysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 160(105340). https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jaap.2021.105340

Muhammad, H. N., Rijanto, A., & Dyah, A. I. (2022). Analisis Pengaruh Jumlah Rasio Konsumsi Bahan Bakar Batubara Terhadap Efisiensi Boiler. Majamecha, 4(1), 1–9. https://doi.org/10.36815/majamecha.v4i1.1311

Muslim, M., Buwono, A., Arifin, M. D., Febrian, S., O, A. C. P., & Dariansyah, M. R. (2022). Analisa Setting Katup 75 % Dan Heater 80 0c Pada Aliran Fluida Kerja Pada Pembangkit Listrik Sistem Organic Rankine Cycle. Unsada E-Journal, XII(2), 84–88. https://unsada.e-journal.id/jst/article/view/253/177

Nainggolan, I. F., Hadiyanto, H., & Utomo, T. S. (2023). Performance Analysis of Co-firing Using Palm Kernel Shells in Chain Grate Stoker Coal Fired Power Plant 2 x 7 MW. Briliant: Jurnal Riset Dan Konseptual, 8(2), 527. https://doi.org/10.28926/briliant.v8i2.1349

Nanda, M. A., Sugandi, W., Wijayanto, A. K., Imantho, H., Sutawijaya, A., Nelwan, L. O., Budiastra, I. W., & Seminar, K. B. (2023). The Waste-to-Energy (WtE) Technology to Support Alternative Fuels for Agriculture in the Context of Effective Solid Waste Management in the Jabodetabek Area, Indonesia. Energies, 16(24). https://doi.org/10.3390/en16247980

Nukman. (2020). Uji Emisi Hasil Pembakaran Batubara Hasil Proses Aglomerasi Air-Minyak Sawit. Jurnal Rekayasa Sriwijaya, 19(1), 34–38.

Pujotomo, I. (2016). Pemanfaatan Sampah Menjadi Sumber Energi. Jurnal Energi & Kelistrikan, 8(2), 108–113.

Putra, B. R., Mangalla, L. K., & Gunawan, Y. (2022). Analisis Pengaruh Nilai Kalor Batubara Dan Excess Air Terhadap Efisiensi Boiler Di Pembangkit Listrik Pltu Moramo. Enthalpy : Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin, 6(1), 12. https://doi.org/10.55679/enthalpy.v6i1.19128

Rahmanta, M. A., Aprilana, A., Ruly, Cahyo, N., Hapsari, T. W. D., & Supriyanto, E. (2024). Techno-Economic and Environmental Impact of Biomass Co-Firing with Carbon Capture and Storage in Indonesian Power Plants. Sustainability (Switzerland), 16(8). https://doi.org/10.3390/su16083423

Scarlat, N., Motola, V., Dallemand, J. F., Monforti-Ferrario, F., & Mofor, L. (2015). Evaluation of energy potential of Municipal Solid Waste from African urban areas. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 50, 1269–1286. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.05.067

Sihombing, A. L. S. M., & Darmawan, R. (2020). Municipal Solid Waste Characteristic and Energy Potential in Piyungan Landfill. Applied Mechanics and Materials, 898, 58–63. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.898.58

SIPSN. (2023a). Komposisi Sampah Nasional. Kementerian Lingkungan Hidup Dan Kehutanan. https://sipsn.menlhk.go.id/sipsn/public/data/komposisi

SIPSN. (2023b). Timbulan Sampah Nasional. Kementerian Lingkungan Hidup Dan Kehutanan. https://sipsn.menlhk.go.id/sipsn/public/data/timbulan

Soleh, M., Hidayat, Y., & Abidin, Z. (2019). Co-firing RDF in CFB Boiler Power Plant. 2019 International Conference on Technologies and Policies in Electric Power and Energy, TPEPE 2019. https://doi.org/10.1109/IEEECONF48524.2019.9102591

Wang, X., Rahman, Z. U., Lv, Z., Zhu, Y., Ruan, R., Deng, S., Zhang, L., & Tan, H. (2021). Experimental study and design of biomass co-firing in a full-scale coal-fired furnace with storage pulverizing system. Agronomy, 11(4), 1–11. https://doi.org/10.3390/AGRONOMY11040810

Wibowo, S. A., & Windarta, J. (2020). Pemanfaatan Batubara Kalori Rendah Pada PLTU untuk Menurunkan Biaya Bahan Bakar Produksi. Jurnal Energi Baru & Terbarukan, 1(3), 100–110. https://doi.org/10.14710/jebt.2021.10029

Yuniar, R., & Santosa, J. M. J. P. (2022). Metode Insinerasi pada Fasilitas Pengolahan Sampah di Jakarta Timur. Jurnal Sains, Teknologi, Urban, Perancangan, Arsitektur (Stupa), 3(2), 3165–3176. https://doi.org/10.24912/stupa.v3i2.12400


Refbacks

  • There are currently no refbacks.