Perpustakaan Digital ITB

Kebutuhan energi listrik di Indonesia terus meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk dan peningkatan rasio elektrifikasi. Saat ini, Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) berbahan bakar batu bara masih menjadi kontributor utama dalam penyediaan energi listrik nasional. Namun, pembakaran batu bara menghasilkan emisi gas rumah kaca (GRK) dalam jumlah yang signifikan sehingga diperlukan upaya untuk mengurangi dampak lingkungannya. Salah satu alternatif yang dapat diterapkan adalah co-firing, yaitu pembakaran dua atau lebih jenis bahan bakar secara bersamaan, yang pada penelitian ini menggunakan campuran batu bara dan serbuk kayu. Biomassa seperti serbuk kayu dianggap lebih ramah lingkungan karena bersifat karbon netral dan menghasilkan emisi gas buang yang lebih rendah dibandingkan dengan batu bara. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh co-firing batu bara dengan serbuk kayu pada boiler PLTU Suralaya Unit 5-7. Penelitian dilakukan dengan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent. Proses penelitian diawali dengan pemodelan 3D boiler PLTU Suralaya unit 5-7 yang merupakan boiler tipe Carolinatype pulverized coal boiler. Simulasi co-firing akan dilakukan dengan variasi rasio serbuk kayu sebesar 10%, 20%, dan 30% berbasis massa. Fokus analisis mencakup distribusi temperatur dalam boiler, komposisi gas buang, serta pengaruhnya terhadap daya keluaran turbin uap. Penerapan co-firing serbuk kayu memengaruhi karakteristik pembakaran, emisi, dan kinerja PLTU. Pada rasio co-firing 30%, kebutuhan udara pembakaran menurun dari 718,485 kg/s menjadi 615,422 kg/s akibat lebih rendahnya nilai air-to-fuel ratio (AFR) biomassa dibandingkan batu bara. Selain itu, emisi CO2, SO2, dan NOX masing-masing menurun dari 13,194% mol menjadi 12,806% mol, 1.259,514 mg/Nm³ menjadi 995,459 mg/Nm³, dan 617,464 mg/Nm³ menjadi 576,735 mg/Nm³ akibat kandungan karbon, sulfur, dan nitrogen biomassa yang lebih rendah. Namun, daya keluaran turbin menurun dari 594.987 kW menjadi 493.775 kW karena berkurangnya energi panas hasil pembakaran serta meningkatnya kandungan H2O pada gas buang yang menaikkan kapasitas panas spesifik (Cp). Kenaikan Cp menyebabkan lebih banyak energi panas terbawa oleh gas buang untuk mempertahankan temperatur gas buang yang konstan pada setiap variasi rasio co-firing, sehingga energi panas yang tersedia untuk pembentukan uap menjadi lebih sedikit.