Kerangka Indeks Transisi Energi Maritim Berbasis Permodelan Dinamis Untuk Penentuan Kesiapan Kapal Berbahan Bakar LNG

Butarbutar, Riko (2023) Kerangka Indeks Transisi Energi Maritim Berbasis Permodelan Dinamis Untuk Penentuan Kesiapan Kapal Berbahan Bakar LNG. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 04211860010001-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (14MB) | Request a copy

Abstract

Industri pelayaran secara global saat ini mengalami tekanan untuk mengurangi emisi gas buang karena menimbulkan efek rumah kaca serta masalah yang serius terhadap kesehatan. Secara global, bahan bakar di kapal berkontribusi terhadap emisi CO2 sebesar 3% dari keseluruhan emisi yang timbul di dunia. Saat ini kebanyakan kapal-kapal yang berlayar masih menggunakan Heavy Fuel Oil (HFO) dan Marine Gas Oil (MGO) dengan maksimum batas Sulfur 3.5% untuk HFO dan 0.1% untuk MGO Sulfur rendah. International Maritime Organization (IMO) telah menerbitkan standar Sulfur rendah IMO 2020 dan kedepannya juga akan muncul peraturan mengenai pengurangan emisi CO2. Indonesia selaku negara maritim yang pada saat ini masih belum menerapkan aturan emisi gas buang kapal di Indonesia, seperti pembatasan kadar sulfur dari bahan bakar atau pengurangan karbon bahan bakar. Para pemilik atau operator kapal masih menggunakan bahan bakar konvensional seperti HFO dan MGO. Survey yang telah dilakukan penulis memberikan gambaran bahwa para pemilik dan operator kapal di Indonesia masih memiliki sedikit informasi mengenai bahan bakar alternatif, termasuk referensi yang bisa digunakan dalam menentukan strategi bahan bakar. Penulis melihat bahwa pemilik kapal memerlukan suatu kerangka dasar untuk membantu investasi pada kapal berbahan bakar LNG sehingga Indonesia tidak ketinggalan bersaing di pasar kapal kontainer. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu kerangka pedoman dengan berbasis model Indeks Transisi Energi bagi industri maritim yang termasuk di dalamnya adalah perusahaan pelayaran nasional untuk bisa mengubah strategi bahan bakar dari kapal yang menggunakan bahan bakar konvensional seperti HFO, MFO dan MGO menjadi kapal yang berbahan bakar yang ramah lingkungan seperti LNG. Studi kasus yang di ambil adalah kapal peti kemas dengan kapasitas 600 TEU yang saat ini beroperasi dengan menggunakan pendekatan analisa Life Cycle Cost Analysis (LCCA) untuk menggambarkan investasi yang akan dilakukan oleh para pemilik atau operator kapal. Metode LCA ini juga untuk mengetahui Net Present Value (NPV) dan juga Cost Recovery Factor (CRF) dari konversi atau modifikasi retrofit. Permodelan dinamis Markov dilakukan untuk simulasi kondisi tahapan tetap (steady state) dari perubahan bahan bakar HFO (S0), menuju bahan bakar HFO lebih besar digabung LNG yang lebih kecil (S1), kemudian bahan bakar LNG lebih besar digabung HFO lebih kecil (S2) dan tahapan terakhir adalah ke bahan bakar LNG (S3). Analisa lebih lanjut dilakukan dengan program untuk mendapatkan indeks transisi dari retrofit kapal kontainer 600 TEU tersebut. Hasil dari analisa LCC menunjukan bahwa kapal retrofit dibandingkan dengan kapal bangun baru masih memiliki nilai tambah dengan investasi yang jauh lebih rendah dari kapal bangun baru. Hal ini membuktikan bahwa pilihan yang terbaik bagi para pemilik atau operator kapal adalah melakukan modifikasi pada sistem suplai bahan bakar menjadi bahan bakar gas dibandingkan melakukan investasi untuk kapal bangunan baru. Hasil permodelan dinamis Markov juga menunjukan bahwa simulasi yang dilakukan akan mengalami kondisi tetap pada tahun ketujuh dan seterusnya. Dari hasil permodelan dinamis tersebut menunjukan juga bahwa kombinasi bahan bakar LNG yang menjadi bahan bakar utama digabung dengan bahan bakar HFO sebagai bahan bakar pada saat kegiatan operasi di pelabuhan menjadi pilihan yang terbaik ketika melakukan transisi bahan bakar. Hasil indeks transisi pada studi kasus kapal kontainer 600 TEU berdasarkan faktor-faktor seperti investasi (LCCA), prediksi permodelan dinamis Markov, pemilihan teknologi, kebijakan dan infrastruktur, menunjukan bahwa simulasi transisi bahan bakar dengan dual fuel retrofit merupakan pilihan yang terbaik bagi pemilik atau operator kapal dalam menentukan strategi transisi ke bahan bakar LNG. Kerangka transisi bahan bakar kapal akan dipengaruhi oleh pemilihan strategis terhadap bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan, tipe kapal yang dipilih, teknologi, perhitungan investasi, perhitungan operasi dan pemeliharaan serta posisi indeks transisi pada saat penentuan strategi tersebut.
==================================================================================================================================
The shipping industry globally is currently under pressure to reduce exhaust emissions due to the greenhouse effect and serious health concerns. Globally, ship fuels contribute to CO2 emissions, accounting for 3% of the world's emissions. Currently, most ships sail using Heavy Fuel Oil (HFO) and Marine Gas Oil (MGO) with a maximum Sulphur limit of 3.5% for HFO and 0.1% for low Sulphur MGO. The International Maritime Organization (IMO) has published the IMO 2020 low Sulfur standard and in the future, there will also be regulations regarding the reduction of CO2 emissions. Indonesia as a maritime country has yet to implement ship exhaust emission regulations in Indonesia such as limiting the sulphur content of fuel or reducing fuel carbon. Ship owners or operators still use conventional fuels such as HFO and MGO. The author's survey illustrates that ship owners and operators in Indonesia still have little information about alternative fuels including references that can be used in determining fuel strategies. The author sees that ship owners need a basic framework to assist investment in LNG-fuelled vessels so that Indonesia does not miss out on competing in the container ship market. This research is to create a guideline framework based on the Energy Transition Index model for the maritime industry which includes national shipping companies to be able to change the fuel strategy from ships using conventional fuels such as HFO, MFO and MGO to ships using environmentally friendly fuels such as LNG. The case study taken is a container ship with a capacity of 600 TEU that is currently operating using the Life Cycle Cost Analysis (LCCA) analysis approach x to describe the investment to be made by ship owners or operators. This LCCA method is also to determine the Net Present Value (NPV) and also the Cost Recovery Factor (CRF) of the conversion or retrofit modification. Markov dynamic modelling was carried out to simulate the steady state conditions of the HFO fuel change (S0), to a larger HFO fuel combined with smaller LNG (S1), then to a larger LNG fuel combined with smaller HFO (S2) and the last stage is to LNG fuel (S3). Further analysis is carried out with the program to obtain the transition index of the 600 TEU container ship retrofit. The results of the LCCA show that retrofitted vessels compared to newbuilding vessels still have added value with a much lower investment than newbuilding vessels. This proves that the best option for ship owners or operators is to modify the fuel supply system to gas fuel rather than investing in a new build vessel. The Markov dynamic modelling results also show that the simulation will experience a steady state in the seventh year onwards. The dynamic modelling results also show that the combination of LNG fuel which is the main fuel combined with HFO fuel as fuel during operations at the port is the best choice when making fuel transitions. The results of the transition index on a 600 TEU container ship case study based on factors such as investment (LCCA), Markov dynamic modelling predictions, technology selection, policy and infrastructure show that the fuel transition simulation with dual fuel retrofit is the best option for ship owners or operators in determining the transition strategy to LNG fuel. The vessel fuel transition framework will be influenced by the strategic selection of environmentally friendly alternative fuels, the type of vessel selected, technology, investment calculations, operations and maintenance calculations and the position of the transition index at the time of determining the strategy.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	ship’s emission, Markov dynamic modelling, framework readiness, transition index, emisi gas buang, permodelan dinamis Markov, kesiapan kerangka, indeks transisi
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM731 Marine Engines
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36001-(S3) PhD Theses
Depositing User:	Riko Butarbutar
Date Deposited:	28 Aug 2023 01:35
Last Modified:	28 Aug 2023 01:35
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102531

Actions (login required)

View Item