Perpustakaan Digital ITB

Meskipun kontribusi energi terbarukan (EBT) terus berkembang, peran fossil fuels, termasuk batubara, sebagai penyedia utama 80% energi nasional belum dapat tergantikan dalam waktu dekat. Saat ini biaya produksi listrik dari batubara masih lebih rendah dibandingkan dari EBT dan gas alam di Indonesia. Namun sayangnya, pemanfaatan batubara masih didominasi via pembakaran langsung, yang kurang ramah lingkungan. Konversi batubara menjadi energi listrik via gasifikasi menggunakan teknologi integrated gasification combine cycle (IGCC), sehingga emisi CO2 per satuan energi lebih rendah dapat menjadi alternatif. Reaktor entrained-flow gasifier (EFG) dipilih karena memiliki gas yang bersih dan sedikit tar. EFG memiliki dua sistem pengumpanan yaitu dry-feed dan slurry-feed. Untuk memperoleh slurry dengan viskositas yang rendah dan stabilitas tinggi, maka dilakukan pretreatment pembuatan coal-water slurry (CWS) dan coal-water-alcohol slurry (CWAS). Sedangkan pada sistem dry-feed dilakukan pretreatment pengeringan (drying) yang membutuhkan panas sehingga temperatur operasi dapat lebih tinggi daripada slurry-feed dan meningkatkan efisiensi karbon konversi. Selain itu, acid-washing juga dilakukan untuk mengetahui pengaruh komponen logam alkali dan alkali tanah terhadap laju gasifikasi. Untuk mengetahui sistem pengumpanan mana yang efisien dan cocok untuk low rank coal (LRC) Indonesia, maka performa gasifikasi LRC Indonesia pada kedua opsi tersebut perlu dipelajari baik dengan studi percobaan maupun simulasi proses untuk mengoptimalkan potensi pemanfaatan batubara LRC di Indonesia. Pada penelitian ini, serangkaian percobaan karakterisasi dan gasifikasi dilakukan terhadap lima sampel low rank coal yaitu raw, drying, acid-washing, CWS dan CWAS. Karakterisasi batubara dilakukan menggunakan fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), analisis ultimat dan proksimat serta analisis komponen abu. Sedangkan percobaan gasifikasi yang dilakukan menggunakan tube furnace dengan agen gasifikasi oksigen 10%. Hasil karakterisasi kemudian dijadikan sebagai input untuk simulasi gasifikasi kelima variasi sampel dengan menggunakan perangkat lunak Aspen plus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan alkohol pada coal-water slurry meningkatkan 1% nilai kalor (daf) dari 6.298 menjadi 6.358 kkal/kg. Acid-washing dapat menurunkan komponen inherent catalyst dalam batubara berupa Na 0,003%, K 0,004%, dan Ca 0,929% sehingga diperoleh urutan laju gasifikasi batubara dengan menggunakan 10% O2 adalah drying > CWAS > CWS > raw > acid-washing. Sampel drying merupakan sampel paling efisien pada sistem pembangkit dengan nilai CGE sebesar 74,00% dan daya termal sebesar 0,71 MW. Nilai CGE dan daya termal sampel raw, acid-washing, CWS dan CWAS berturut-turut adalah 66,16; 68,53; 57,38; 70,44% dan 0,67; 0,62; 0,55; 0,70 MW.