Simulasi Co-Firing Biofuel dan Natural Gas dengan Hidrogen pada Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas Uap (PLTMGU)

Purba, Reynaldo Belsasar Tumpal Yohanes (2024) Simulasi Co-Firing Biofuel dan Natural Gas dengan Hidrogen pada Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas Uap (PLTMGU). Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007221022-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (11MB) | Request a copy

Abstract

Penggunaan bahan bakar fosil dalam skala besar dapat meningkatkan kadar CO2 di udara dan dapat merusak lingkungan. Pada Tahun 2020, kandungan emisi CO2 di Indonesia mencapai 220 juta ton dan dapat meningkat sampai dengan 928 juta ton pada Tahun 2060 jika tidak dikendalikan dengan baik. Selain itu, cadangan bahan bakar fosil di bumi semakin menipis akibat penggunaan yang berlebihan pada tahun - tahun sebelumnya.
Penggunaan bahan bakar alternatif seperti Hidrogen pada Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas Uap (PLTMGU) dipercaya dapat mengurangi emisi karbon di udara dan penggunaan bahan bakar fosil yang berlebihan. Pembakaran Hidrogen pada penelitian - penelitian sebelumnya menghasilkan kenaikan suhu gas buang. Selain itu, didapatkan juga peningkatan efisiensi termal serta penurunan SFC dan emisi karbon. PLTMGU Lombok Peaker 136 Mega Watt (MW) merupakan satu - satunya unit PLTMGU yang ada di Indonesia dan masih beroperasi dengan Biofuel.
Pada tesis ini, dilakukan analisa dan pemodelan untuk pembakaran Hidrogen pada PLTMGU Lombok Peaker 136 MW. Analisa dan pemodelan dilakukan dengan menggunakan Software ASPEN HYSYS V11 di mana energi bahan bakar yang digunakan pada setiap simulasi adalah sama di angka 26.859,78 kW. Pada simulasi yang dilakukan dengan menggunakan model yang sudah divalidasi terhadap Siklus Otto, Siklus Rankine, dan operasi aktual pembangkit, terdapat peningkatan Daya PLTMG dan efisiensi termal khususnya pada presentase komposisi Hidrogen 0% sampai dengan 50% untuk simulasi Co-Firing Biofuel-H2. Penurunan kedua parameter tersebut terjadi pada komposisi Hidrogen dari 60% sampai dengan 100%. Di sisi lain, penambahan komposisi presentase Hidrogen menghasilkan penurunan Daya PLTMG dan efisiensi termal untuk simulasi Co-Firing Natural Gas-H2.
Namun demikian, peningkatan komposisi Hidrogen menghasilkan penurunan SFC, peningkatan Mass Flow uap air, dan peningkatan Daya Turbin Uap untuk semua simulasi yang dilakukan. Dari aspek lingkungan, terjadi penurunan jumlah emisi karbon yang dilepaskan ke lingkungan. Walaupun memberikan pengaruh positif terhadap aspek kinerja dan lingkungan, penggunaan bahan bakar Hidrogen memberikan dampak negatif dari sisi finansial. Hal ini disebabkan oleh harga satuan bahan bakar Hidrogen yang masih sangat tinggi.
Kata kunci: Co-Firing, Kinerja Pembangkit, Emisi, Finansial, Hidrogen.
========================================================================================================================
Large-scale utilization of fossil fuels can increase CO2 content in the air and harm the environment. In 2020, emission content of CO2 in Indonesia reached 220 millions ton which can increase to 928 millions ton in 2060 if it is not controlled properly. Moreover, fossil fuel reserve on the earth is depleting due to excessive use in previous years.
The usage of alternative fuels such as Hydrogen at Steam Gas Engine Power Plant (SGEPP) is believed to decrease emission content of CO2 in the air and can reduce excessive use of fossil fuels. Hydrogen combustion at the previous researches resulted the rise of exhaust gas temperature. Besides that, the increasing of thermal efficiency and the reduction of both SFC and carbon emission were also obtained. Lombok Peaker 136 MW SGEPP is the only SGEPP unit in Indonesia and still operates with Biofuel.
At this thesis, it was conducted the analysis and modelling for Hydrogen combustion at Lombok Peaker SGEPP 136 MW. The analysis and modelling were conducted by using Software ASPEN HYSYS V11 where the fuel energy used in each simulation was the same, 26.859,78 kW. From the simulation which was conducted by using the validated model against the Otto Cycle, Rankine Cycle, and actual operation, there was the increasing of Gas Engine Power and thermal efficiency especially for the percentage of Hydrogen composition from 0% to 50% for Biofuel-H2 Co-Firing simulation. The drop of both parameters occurred at Hydrogen composition of 60% to 100%. On the other hand, the increasing of the Hydrogen composition resulted the drop of Gas Engine power and thermal efficiency for Natural Gas-H2 Co-Firing simulation.
However, the increasing of Hydrogen composition generated the reduction of SFC, the rise of steam mass flow and Steam Turbine Power for all conducted simulations. In an environmental aspect, there was the reducing of carbon emission which was released to the environment. Although it offered the positive effect for both performance and environmental aspect, the usage of Hydrogen fuel gave the negative impact in the financial side. It was caused by the unit price of Hydrogen fuel was still high.
Keywords: Co-Firing, Power Plant Performance, Emission, Financial, Hydrogen.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Co-Firing, Kinerja Pembangkit, Emisi, Finansial, Hidrogen, Co-Firing, Power Plant Performance, Emission, Financial, Hydrogen.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ785 Internal combustion engines. Spark ignition
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Reynaldo Belsasar Tumpal Yohanes Purba
Date Deposited:	05 Aug 2024 06:39
Last Modified:	05 Aug 2024 06:39
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/112097

Actions (login required)

View Item