Perpustakaan Digital ITB

Indonesia kini masih bergantung pada batubara sebagai sumber energi utama pembangkit listrik. Namun, ketersediaan batubara dengan kualitas yang sesuai spesifikasi desain semakin menipis. Oleh karenanya, studi pemanfaatan batubara berkualitas lebih rendah sebagai alternatif bahan bakar dalam skenario coal switching menjadi penting untuk dikaji. Di sisi lain, biomassa juga berpotensi menjadi bahan bakar campuran dalam skenario co-firing untuk mendukung transisi energi bersih. Karena kualitas biomassa segar relatif rendah, maka dilakukan thermal treatment, via torefaksi, untuk meningkatkan kualitasnya. Namun, perbedaan karakteristik bahan bakar tersebut menimbulkan tantangan teknis dalam implementasinya. Penelitian ini berfokus untuk mempelajari karakteristik fisik dan kimia batubara rank sedang (MRC), batubara rank rendah (LRC), sawdust sebelum, dan sesudah torefaksi, serta melihat pengaruhnya terhadap performa PLTU dan potensi dampak lingkungannya melalui pendekatan eksperimental dan simulasi. Serangkaian karakterisasi dilakukan terhadap MRC, LRC, dan sawdust, berupa analisis proksimat, ultimat, bulk density, nilai kalor, ash analysis, grindability, HGI, dan stabilitas termal dengan instrumen thermogravimetric analysis (TGA). Selanjutnya, sawdust ditorefaksi pada temperatur 200 °C dan 250 °C dengan gas nitrogen selama 30 menit menghasilkan produk TRF-200 dan TRF-250. Produk dianalisis kembali untuk menentukan perubahan sifat kimianya. Data yang diperoleh digunakan dalam perhitungan performa PLTU dan estimasi jumlah emisi CO2, SO2, serta fly ash dan bottom ash (FABA). Selain itu, karakteristik abu juga dianalisis dengan indeks risiko dan perangkat lunak FactSage. Hasil menunjukkan perbedaan karakteristik yang signifikan pada bahan bakar untuk bulk density (MRC: 881 kg/m3; sawdust: 217 kg/m3; TRF-200: 238 kg/m3) yang berimplikasi pada kebutuhan penyimpanan dan transportasi. Selain itu, proses torefaksi mampu meningkatkan nilai kalor (4.441 menjadi 5.033 kkal/kg, db), HGI (33 menjadi 74), stabilitas termal, serta menurunkan volatile matter (83,97 menjadi 73,70%, db) pada TRF-200. Hal ini meningkatkan efisiensi pembakaran dan memperbaiki grindability sawdust. Dalam skenario coal switching, nilai specific fuel consumption (SFC) dalam basis as received meningkat (MRC: 0,551 ton/MWh; LRC: 1,143 ton/MWh). Pada skenario co-firing dengan TRF-200, nilai SFC menurun secara linear (rasio: 0–20%; SFC: 0,551–0,541 ton/MWh). Dari sisi lingkungan, coal switching meningkatkan emisi CO2 116,1%, SO2 146,0%, dan jumlah FABA 163,9%. Co-firing dengan TRF-200 mampu mengurangi dampak lingkungan dengan menurunnya emisi CO2, SO2, dan jumlah FABA seiring meningkatnya rasio pencampuran (rasio: 0–20%; CO2: 100–76,5%; SO2: 100–92,9%; FABA: 100–89,1%). Hasil indeks risiko dan simulasi FactSage menunjukkan bahwa abu sawdust lebih berpotensi terjadi slagging-fouling.