Analisis Performa PLTGU 526 MW Efek Penambahan Hidrogen pada Bahan Bakar Gas Alam Menggunakan Cycle Tempo 5.0

Probo, Cessara Mae (2024) Analisis Performa PLTGU 526 MW Efek Penambahan Hidrogen pada Bahan Bakar Gas Alam Menggunakan Cycle Tempo 5.0. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201106-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Isu pemanasan global, dipicu oleh peningkatan gas rumah kaca, terutama CO2, merupakan tantangan serius di era modern. Indonesia, sebagai produsen emisi CO2 terbesar ke- 9 di dunia, telah menetapkan komitmen pengurangan emisi sebesar 29%-41% pada tahun 2030 melalui Peraturan Presiden Nomor 98 Tahun 2021. Selain itu, Indonesia juga berkontribusi pada program Sustainable Development Goals (SDGs) dengan fokus pada energi bersih dan terjangkau. Penggunaan batubara sebagai sumber energi listrik utama di Indonesia, yang diprediksi akan berlanjut hingga 2040, menimbulkan masalah emisi CO2, terutama dari pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) dan PLTU menjadi penyumbang utama emisi CO2 di Indonesia. Upaya telah dilakukan untuk mengurangi emisi, salah satunya yaitu dengan penambahan hidrogen dalam proses pembakaran turbin gas. Hidrogen adalah zat dengan kepadatan yang tinggi tanpa karbon dan telah banyak digunakan sebagai pelengkap gas alam untuk mencapai pembakaran yang efisien, lebih mudah terbakar, dan emisi gas buangan yang lebih rendah dari turbin gas. Penelitian ini bertujuan membandingkan emisi karbon sebelum dan sesudah pencampuran hidrogen dengan gas alam di PLTGU. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk menganalisis performa dan biaya pokok produksi terkait pencampuran hidrogen dengan gas alam pada pembangkit menggunakan software Cycle tempo 5.0. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rasio co-firing hidrogen memiliki pengaruh signifikan terhadap performa pembangkit listrik, terutama pada turbin gas. Parameter yang terpengaruh meliputi daya turbin gas, efisiensi turbin gas, daya pemakaian sendiri, net plant heat rate (NPHR), dan efisiensi thermal pembangkit. Dengan variasi co-firing sebesar 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, dan 100%, mass flow rate menurun, daya konstan, dan heat input konstan menggunakan cycle tempo 5.0 hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan rasio co-firing menyebabkan efisiensi thermal meningkat yang awalnya 46,03% menjadi 46,08%, 46,13%, 46,19%, 46,26%, 46,35%, 46,46%, 46,61%, 46,80%, 47,29%, dan 47,54%. Selain itu, didapatkan hasil efisiensi gas turbin dan daya pemakaian sendiri meningkat, net power output konstan, simple cycle heat rate konstan, NPHR menurun, dan emisi karbon menurun. Untuk biaya pokok produksi Rp/kWh sendiri, meningkat dari biaya awal sebelum penambahan hidrogen yang awalnya dari Rp1.168,12/kWh menjadi Rp26.993,12/kWh setelah penggunaan hidrogen dengan rasio 100%. Hal ini dapat menjadi pertimbangan untuk PLTGU kedepannya dikarenakan co-firing menggunakan bahan bakar hidrogen dapat meningkatkan biaya pokok produksi.
========================================================================================================================
The issue of global warming, triggered by the increase in greenhouse gases, particularly CO2, is a serious challenge in the modern era. Indonesia, as the 9th largest CO2 emitter in the world, has committed to reducing emissions by 29%-41% by 2030 through Presidential Regulation Number 98 of 2021. Additionally, Indonesia is contributing to the Sustainable Development Goals (SDGs) program with a focus on clean and affordable energy. The use of coal as the main source of electricity in Indonesia, predicted to continue until 2040, poses a significant CO2 emission problem, especially from coal-fired power plants (PLTU). Gas-fired power plants (PLTG) and coal-fired power plants (PLTU) are the main contributors to CO2 emissions in Indonesia. Efforts have been made to reduce emissions, one of which is by adding hydrogen in the combustion process of gas turbines. Hydrogen, a high-density carbon-free substance, has been widely used as a complement to natural gas to achieve more efficient combustion, easier ignition, and lower exhaust gas emissions from gas turbines. This study aims to compare carbon emissions before and after mixing hydrogen with natural gas in combined Cycle power plants (PLTGU). Additionally, the study aims to analyze the performance and production cost implications of mixing hydrogen with natural gas in power plants using Cycle Tempo 5.0 software. The simulation results indicate that the hydrogen co-firing ratio has a significant impact on the performance of power plants, especially on gas turbines. The affected parameters include gas turbine power output, gas turbine efficiency, self-consumption power, net plant heat rate (NPHR), and thermal efficiency of the plant. With co-firing variations of 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%, the mass flow rate decreases while maintaining constant power and heat input. Using Cycle Tempo 5.0, the simulation results show that increasing the co-firing ratio leads to an increase in thermal efficiency from the initial 46.03% to 46.08%, 46.13%, 46.19%, 46.26%, 46.35%, 46.46%, 46.61%, 46.80%, 47.29%, and 47.54%. Additionally, it was found that gas turbine efficiency and self-consumption power increase, net power output constant, simple cycle heat rate constant, NPHR decreases, and carbon emissions decrease. The production cost per kWh increases significantly, from the initial cost before adding hydrogen of Rp1,168.12/kWh to Rp26,993.12/kWh after using hydrogen at a 100% ratio. This can be a consideration for the future of PLTGU, as co-firing with hydrogen can increase production costs.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Hydrogen, Emission, Perfomance, PLTGU, Cost, Hidrogen, Emisi, Performa, PLTGU, Biaya
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ265.E23 Thermodynamics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ778 Gas turbines
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Cessara Mae Probo
Date Deposited:	08 Aug 2024 17:51
Last Modified:	08 Aug 2024 17:51
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114073

Actions (login required)

View Item