📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen

PERANCANGAN SISTEM WASTE HEAT RECOVERY UNTUK PEMANFAATAN GAS BUANG PLTU BIOMASSA PADA PABRIK KELAPA SAWIT

Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) berbahan bakar biomassa pada pabrik kelapa sawit (PKS) umumnya melepaskan gas buang bertemperatur tinggi ke atmosfer tanpa pemanfaatan lebih lanjut. Pada PKS PT Arindo Trisejahtera 1 (kapasitas olah 45 ton TBS/jam) yang menjadi objek studi, gas buang dilepas pada temperatur 350°C dengan laju aliran massa 9,771 kg/s, setara dengan potensi energi termal terbuang sebesar 3.734,74 kW. Penelitian ini merancang sistem waste heat recovery (WHR) untuk mengonversi gas buang tersebut menjadi listrik tambahan melalui konfigurasi bertingkat, yaitu Steam Rankine Cycle (SRC) modifikasi sebagai topping cycle serta pemilihan siklus bottoming terbaik antara Organic Rankine Cycle (ORC) dan Kalina Cycle. Pemodelan termodinamika dilakukan pada kondisi tunak menggunakan EBSILON®Professional, estimasi biaya investasi menggunakan Aspen Process Economic Analyzer (APEA), dan pemilihan teknologi menggunakan matriks keputusan berbobot yang mempertimbangkan aspek teknis (efisiensi), ekonomi (capital cost dan levelized cost of electricity/LCOE), serta lingkungan (emisi CO? yang dihindari). Modifikasi SRC berupa penambahan air preheater dan condenser meningkatkan daya listrik dari 1.217 kW menjadi 2.096 kW dan efisiensi kogenerasi dari 77,86% menjadi 81,46%, sekaligus menurunkan temperatur gas buang menjadi 207°C sebagai sumber panas siklus bottoming. Dalam pemanfaatan gas buang sisa tersebut, Kalina Cycle menghasilkan daya 242,16 kW dengan efisiensi energi 15,26%, lebih tinggi dibandingkan ORC (178,59 kW; 11,65%), dengan potensi pengurangan emisi 1.470 dibandingkan 1.084 ton CO? per tahun. LCOE kedua siklus, yaitu Rp2.590/kWh (Kalina) dan Rp2.676/kWh (ORC), jauh lebih rendah daripada biaya pembangkitan generator diesel eksisting (Rp5.750–6.900/kWh) pada operasi PKS yang berjalan secara off-grid. Berdasarkan matriks keputusan berbobot, Kalina Cycle terpilih sebagai siklus bottoming terbaik dengan skor total 95,2 dibandingkan 86,7 untuk ORC, dan hasil ini terbukti konsisten pada empat skenario pembobotan. Secara keseluruhan, rancangan WHR bertingkat SRC–Kalina meningkatkan total pembangkitan listrik menjadi sekitar 2.338 kW tanpa konsumsi bahan bakar tambahan, sehingga berpotensi memberikan penghematan biaya energi sekaligus pengurangan emisi karbon pada operasi pabrik kelapa sawit.