Desain Pabrik Hidrogen Dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Metode Steam Gasification Dengan Torrefaction Pre-Treatment

Farahiyah, Qurratul Ain and Amien, Fuad (2025) Desain Pabrik Hidrogen Dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Metode Steam Gasification Dengan Torrefaction Pre-Treatment. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5008211091-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Hidrogen merupakan pembawa energi yang ramah lingkungan dan potensial sebagai alternatif energi terbarukan di masa depan. Hidrogen dapat diaplikasikan pada industri berat, transportasi, produksi bahan bakar berbasis hidrogen, dan pembangkit listrik. Penggunaan konversi biomassa menjadi hidrogen dapat membantu mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan menurunkan emisi gas rumah kaca. Biomassa yang digunakan adalah limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Limbah TKKS sangat melimpah di Indonesia dan kandungan lignoselulosanya dapat dikonversi menjadi hidrogen. Total kebutuhan hidrogen di Indonesia diperkirakan mencapai sekitar 2,4 juta ton pada tahun 2030. Oleh karena itu, pabrik hidrogen dari limbah TKKS dengan kapasitas 15.000 ton/tahun didirikan untuk memenuhi 3,86% kebutuhan hidrogen di Indonesia. Lokasi pembangunan pabrik berada di Kawasan Industri Dumai, Riau. Proses utama pada pabrik ini meliputi pre-treatment TKKS dengan metode torrefaction, pembentukan syngas dengan metode steam gasification, hydrogen enrichment dengan metode Steam Methane Reforming dan Water Gas Shift, dan pemurnian hidrogen dengan metode Pressure Swing Adsorption. Pabrik hidrogen ini memiliki produk samping berupa CO2. Berdasarkan serangkaian proses yang telah dibuat, TKKS dengan laju alir massa 26.574,68 kg/jam mampu diolah menjadi produk 1.893,93 kg/jam H2 dan 20.476,87 kg/jam CO2. Spesifikasi dari masing-masing produk yang dihasilkan telah sesuai dan layak untuk dijual dan Pabrik Hidrogen dari limbah TKKS ini layak dari segi teknik. Berdasarkan analisis ekonomi yang dilakukan, didapatkan penaksiran modal (CAPEX) sebesar Rp 4.427.978.608.589,85 dan biaya operasional (OPEX) sebesar Rp 1.466.761.196.561,99/tahun. Estimasi umur pabrik adalah 20 tahun dan waktu pengembalian pinjaman selama 10 tahun. Berdasarkan hasil tersebut, pendirian pabrik Hidrogen dari TKKS dengan kapasitas 15.000 ton/tahun layak secara ekonomis. Selain itu, didapatkan nilai Internal Rate of Return (IRR) sebesar 18,10%, POT selama 6 tahun, dengan BEP sebesar 41,51% dan NPV yang bernilai positif, yaitu Rp 2.823.702.462.869,54. Dari hasil analisis dan perhitungan, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk didirikan.
=======================================================================================================================================
Hydrogen is an environmentally friendly energy carrier and a promising alternative renewable energy source for the future. It can be applied in heavy industries, transportation, hydrogen-based fuel production, and power generation. Converting biomass into hydrogen offers a viable pathway to reduce dependence on fossil fuels and lower greenhouse gas emissions. In this study, biomass feedstock in the form of Oil Palm Empty Fruit Bunches (OPEFB), which is abundantly available in Indonesia, is utilized due to its high lignocellulosic content that can be converted into hydrogen. The total hydrogen demand in Indonesia is projected to reach approximately 2.4 million tons by 2030. To meet part of this demand, a hydrogen production plant with a capacity of 15,000 tons/year is designed to fulfill around 3.86% of the national requirement. The plant is to be constructed in the Dumai Industrial Area, Riau. The production process involves torrefaction pre-treatment of OPEFB, syngas generation through steam gasification, hydrogen enrichment using Steam Methane Reforming (SMR) and Water Gas Shift (WGS) reactions, followed by hydrogen purification via Pressure Swing Adsorption (PSA). The plant also produces CO₂ as a byproduct. Based on the designed process, OPEFB with a mass flow rate of 26,574.68 kg/h is converted into 1,893.93 kg/h of H₂ and 20,476.87 kg/h of CO₂. The specifications of the produced hydrogen and byproducts meet commercial standards. Technical assessment indicates the process is feasible, and economic analysis shows an estimated capital expenditure (CAPEX) of IDR 4.427.978.608.589,85 and operational expenditure (OPEX) of IDR 1.466.761.196.561,99/year. With a plant life of 20 years and a 10-year loan repayment period, the project yields an IRR of 18.10%, a payback period (POT) of 6 years, a BEP of 41.51%, and a positive NPV of IDR 2.823.702.462.869,54. These results confirm the technical and economic viability of the proposed hydrogen production plant.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	EFB, Hidrogen, Hydrogen, Steam gasification, TKKS, Torrefaction
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD195.B56 Biomass energy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Qurratul Ain Farahiyah
Date Deposited:	28 Jul 2025 06:38
Last Modified:	14 Aug 2025 01:40
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/122031

Actions (login required)

View Item