Perpustakaan Digital ITB
Kebutuhan energi listrik di wilayah kepulauan seperti Pulau Semau, Nusa Tenggara
Timur, menghadapi tantangan ketersediaan energi yang andal, bersih, dan
berkelanjutan. Sistem kelistrikan yang bergantung pada Diesel Generator (DG)
memiliki emisi yang tinggi, serta beroperasi tanpa sistem penyimpanan energi.
Penelitian ini bertujuan mengkaji kelayakan teknis dan ekonomi penerapan sistem
Hybrid Renewable Energy System (HRES) berbasis sistem penyimpanan energi
hidrogen sebagai solusi pemenuhan kebutuhan energi di wilayah kepulauan. Tiga
skenario sistem dianalisis, yakni kombinasi Diesel Generator (DG)–Photovoltaic
(PV)–Battery Energy Storage System (BESS), DG–PV–Hydrogen Energy Storage
System (HESS), serta PV–BESS–HESS, dengan pembangkit PLTS eksisting
sebesar 450 kW dan generator diesel eksisting berkapasitas total 2.704 kW.
Simulasi dan optimasi dilakukan menggunakan perangkat lunak HOMER Pro,
dengan beban listrik sebesar 11.372 kWh/hari.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa skenario pertama memberikan Levelized Cost
of Energy (LCOE) paling rendah yaitu 0,159 USD/kWh, namun menghasilkan
menghasilkan emisi CO2 (karbon dioksida) tertinggi dari yang lain sebesar 584.862
kg/tahun dengan konsumsi B40 225.777 L/tahun. Sistem ini tidak layak secara
ekonomi jangka pendek. Skenario kedua memiliki nilai LCOE sebesar 0,217
USD/kWh dan terbukti paling menguntungkan secara finansial dengan Internal
Rate of Return (IRR) sebesar 29% dengan waktu pengembalian investasi (payback
period) 4,1 tahun. Namun sistem ini masih memiliki emisi CO2 yang tinggi sebesar
540.715 kg/tahun dengan konsusmsi B40 208.735 L/tahun. Sementara itu, skenario
ketiga yang sepenuhnya berbasis energi terbarukan menghasilkan LCOE sebesar
0,213 USD/kWh (lebih murah dari sistem ke 2), emisi nol, Renewable Fraction
100%, dan Levelized Cost of Hydrogen (LCOH) terendah sebesar 8,34 USD/kg,
menjadikannya skenario paling bersih dan berkelanjutan meskipun belum layak
secara ekonomi dalam jangka pendek. Sistem ini menjadi pertimbangan untuk
proyek jangka panjang dan berkelanjutan seiring dengan kemajuan teknologi HESS
yang diiringi penurunan biaya. Perbandingan dengan berbagai studi internasional,
sistem HRES berbasis hidrogen yang diuji dalam penelitian ini menunjukkan hasil
yang kompetitif. Dengan LCOE sebesar 0,213 – 0,217 USD/kWh, sistem di Pulau
Semau berada dalam kisaran biaya energi yang lebih rendah dibanding studi di negara
seperti China, Iran, dan Ghana, yang mencapai hingga 1,553 USD/kWh. Kombinasi BESS dan HESS menghasilkan penggunaan kapasitas baterai yang
lebih kecil pada skenario 3 (2.632 kWh), dengan umur baterai yang dapat
beroperasi lebih lama (22,6 tahun) dibandingkan skenario 1 (5.897 kWh dan 12,8
tahun) tanpa HESS. Integrasi sistem hidrogen terbukti dapat mengurangi jumlah
penggunaan baterai (mengurangi limbah kimia), memperpanjang umur pakai
baterai, dan meningkatkan keberlanjutan sistem.