APLIKASI SISTEM DINAMIK PADA SKENARIO PENURUNAN EMISI DARI SEKTOR ENERGI LISTRIK DENGAN ANALISIS BAURAN ENERGI NUKLIR DI LIMA PROVINSI DI KALIMANTAN TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh SUFIANA SOLIHAT NIM: 25320005 (Program Studi Magister Teknik Lingkungan) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Februari 2023 No. 1216/S2-TL/TML/2023 iii ABSTRAK APLIKASI SISTEM DINAMIK PADA SKENARIO PENURUNAN EMISI DARI SEKTOR ENERGI LISTRIK DENGAN ANALISIS BAURAN ENERGI NUKLIR DI LIMA PROVINSI DI KALIMANTAN Oleh Sufiana Solihat NIM: 25320005 (Program Studi Magister Teknik Lingkungan) Pada beberapa tahun mendatang diperkirakan akan terjadi peningkatan kebutuhan listrik yang cukup besar di wilayah Indonesia di Kalimantan terkait dengan perkembangan kawasan industri smelter dan rencana pemindahan IKN. Pengembangan industri dan keberadaan IKN di suatu wilayah dapat memicu terjadinya pertumbuhan pada sektor lain. Jika penyediaan kebutuhan listrik masih berasal dari pembangkit konvensional yang ada saat ini, maka dapat dipastikan emisi gas rumah kaca akan bertambah semakin banyak hingga akhir periode studi. Hal ini juga akan berdampak pada emisi pencemaran udara dari sektor pembangkit listrik, yang jumlahnya akan semakin besar. Hal ini dapat menurunkan kualitas udara, sehingga akan membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan. Pada penelitian ini dilakukan simulasi perencanaan suplai energi listrik dan implikasinya pada penurunan emisi melalui introduksi energi nuklir dan bauran energi baru terbarukan lain. Metode sistem dinamik digunakan untuk menganalisis proses evolusi dinamis dari sistem kebutuhan dan pasokan listrik yang cukup kompleks. Komposisi bauran energi listrik dari berbagai jenis pembangkit menjadi faktor penting yang menentukan besarnya emisi yang dihasilkan sektor pembangkit. Hasil simulasi model dinamik pada kondisi pertumbuhan kebutuhan listrik konservatif (baseline 2020) menunjukkan bahwa jika dilakukan upaya penurunan emisi dan introduksi nuklir dalam rencana pengembangan pembangkit listrik, maka diperkirakan akan terjadi penurunan emisi CO 2 sebesar 193,8 ribu ton (3%) per tahun, dengan total emisi CO 2 di kelima Provinsi di Kalimantan pada tahun 2060 hanya sekitar 11% dari total emisi CO 2. Sedangkan hasil simulasi model dinamik pada kondisi pertumbuhan industri ekspansif dan adanya IKN (intervensi), diperkirakan akan terjadi penurunan emisi CO 2 sebesar 143,6 ribu ton (3%) per tahun, dengan total emisi CO 2 hanya sekitar 9% dari total emisi CO 2 tanpa dilakukannya upaya penurunan emisi. Sebagai manfaat tambahan dari penelitian ini, dihitung juga penurunan emisi pencemar udara dari sektor pembangkit listrik, yaitu parameter SO 2, NOx, CO, PM10, dan PM2,5. Hasil simulasi sistem dinamik menunjukkan bahwa total beban emisi SO 2 dan NOx dari bauran energi listrik yang mengintroduksikan energi nuklir dan EBT lain hanya berkisar 4-8% dibandingkan total emisi SO 2 dan NOx tanpa adanya upaya penurunan emisi. Sedangkan parameter pencemar udara lain seperti CO, PM 10, dan PM2.5, total beban emisi yang dihasilkan erkisar 12-23% dari total emisi tanpa adanya upaya penurunan emisi dari sektor pembangkit. Manfaat tambahan ini berpotensi memberikan dampak positif iv terhadap penurunan resiko kesehatan, sehingga angka harapan hidup penduduk di wilayah Kalimantan dapat meningkat. Manfaat tambahan lainnya dapat berkaitan dengan potensi pertumbuhan ekonomi di wilayah Kalimantan, karena para pekerja/pelajar lebih sehat dan lebih produktif dalam bekerja, serta minim absen karena sakit. Kata Kunci: Proyeksi Kebutuhan Listrik, Inventarisasi Beban Emisi, Penurunan Emisi GRK, Co-benefit Penurunan Pencemar Udara v ABSTRACT SYSTEM DYNAMICS APPROACH IN EMISSION REDUCTION SCENARIOS OF ELECTRICITY SECTOR WITH NUCLEAR ENERGY MIX IN FIVE PROVINCES OF KALIMANTAN Oleh Sufiana Solihat NIM: 25320005 (Master’s Program in Environmental Engineering) In the next few years, it is estimated in five provinces in Kalimantan there will be a significant increase in electricity demand due to the development plans of the smelter industrial area and relocation of the capital city. The coal and oil based existing conventional generators will inevitably increase greenhouse gas and air pollutant emissions continuously towards the end of the study period. This will also impact on the risks to human health and the environment. In this study, a simulation of electricity supply planning was carried out with and without considering emission reduction by introducing nuclear energy and other new and renewable energy mixes in the power generation sector. The system dynamic method is used to analyze the dynamic evolution process of a highly complex electricity demand and supply system. The composition of the electricity mix from various types of power plants is an essential factor in determining the amount of emissions produced by the power generation sector. The results of the dynamic model simulation under conservative industrial growth conditions (baseline 2020) show that if efforts are made to reduce emissions and introduce nuclear power plants in the power plant development plan, it is estimated that there will be a reduction in CO 2 emissions of 193.8 thousand tons (3%) per year, with total CO 2 emissions in the five provinces in Kalimantan in 2060 around 11% of the total CO 2 emissions without efforts to reduce emissions from the power generation sector. Meanwhile, the results of the simulation in conditions of expansive industrial growth and the presence of the new capital city/IKN (intervention), is estimated to reduce CO 2 emissions by 143.6 thousand tons (3%) per year, with total CO 2 emissions of around 9% compared to the total CO 2 emissions without emission reduction efforts. As an added benefit of this research, reductions in air pollutant emissions from the power generation sector were also calculated, for parameters SO 2, NOx, CO, PM10, and PM2.5. The simulation results showed that the total loading of SO 2 and on NOx emissions from the electricity mix that introduces nuclear energy and other EBT is reduced to 4- 8% compared to the total emissions of SO 2 and NOx without efforts to reduce emissions. At the same time, with other air pollutant parameters such as CO, PM 10, and PM 2.5, the total emission load produced was calculated for around 12-23% of the total emissions without any efforts to reduce emissions. This additional benefit has the potential to reduce impacts on health. Other benefits can be related to the potential larger economic growth in the Kalimantan region a result of increase in workers/students productivity. vi Keywords: Electricity Demand Projection, Emission Load Inventory, GHG Emissions Reduction, Co-benefit of Air Pollution Reduction vii APLIKASI SISTEM DINAMIK PADA SKENARIO PENURUNAN EMISI DARI SEKTOR ENERGI LISTRIK DENGAN ANALISIS BAURAN ENERGI NUKLIR DI LIMA PROVINSI DI KALIMANTAN HALAMAN PENGESAHAN Oleh Sufiana Solihat NIM: 25320005 (Program Studi Magister Teknik Lingkungan) Institut Teknologi Bandung Menyetujui Pembimbing Tanggal 1 Maret 2023 ______________________ Ir. R. Driejana, MSCE., Ph.D. ix PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis Magister yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada penulis dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin penulis dan harus disertai dengan kaidah ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Sitasi hasil penelitian Tesis ini dapat di tulis dalam bahasa Indonesia sebagai berikut: Solihat, S. (2023): Aplikasi Sistem Dinamik pada Skenario Penurunan Emisi dari Sektor Energi Listrik dengan Analisis Bauran Energi Nuklir di Lima Provinsi di Kalimantan, Tesis Program Magister, Institut Teknologi Bandung. dan dalam bahasa Inggris sebagai berikut: Solihat, S. (2023): System Dynamics Approach in Emission Reduction Scenarios of Electricity Sector with Nuclear Energy Mix in Five Provinces of Kalimantan, Master’s Thesis, Institut Teknologi Bandung. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. xiii KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT., yang telah memberikan karunia dan nikmat yang tidak terbatas. Atas kuasa Allah SWT., akhirnya laporan karya tulis ilmiah dalam bentuk tesis yang berjudul “Aplikasi Sistem Dinamik pada Skenario Penurunan Emisi dari Sektor Energi Listrik dengan Analisis Bauran Energi Nuklir di Lima Provinsi di Kalimantan ” dapat diselesaikan. Terwujudnya tulisan ini adalah berkat pertolongan dan kehendak Allah SWT., yang Maha Pengasih lagi Maha Berkehendak. Selama proses penyelesaian tulisan ini, banyak pihak yang terlibat baik secara langsung maupun tidak langsung. Pada lembaran ini, saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orang tua, suami, anak, mertua, serta saudara kandung penulis atas semua bantuan, doa, dukungan, dan motivasi selama menjalani studi dan menyelesaikan tesis ini. 2. Ir. R. Driejana, MSCE., Ph.D. selaku dosen pembimbing tesis sekaligus dosen wali yang telah memberikan waktunya untuk membimbing, memberikan ilmu, saran, dan dukungan sejak awal studi pascasarjana hingga akhir penyelesaian tesis ini.