Sumber: www.theade.co.uk

Combined Heat and Power

 

(https://www.shentongroup.co.uk/)

Combined Heat and Power (CHP), atau yang dikenal juga sebagai cogeneration, merupakan seperangkat teknologi hemat energi terintegrasi yang mampu menghasilkan listrik sekaligus menangkap panas yang terbuang untuk menghasilkan energi panas yang berguna. Energi tersebut dapat digunakan untuk pemanas ruangan, pendinginan, air panas rumah tangga, dan proses industri. CHP dapat digunakan sebagai sumber daya individu, sumber daya distrik maupun sumber daya utilitas industri. 

 

Pabrik Combined Heat and Power (CHP) yang memproduksi panas dan energi biasanya berbasis siklus Rankine dengan steam superheating. Steam dari boiler biasanya di-superheat-kan, pada tekanan konstan hingga mencapai temperatur yang lebih tinggi dari titik jenuhnya. Apabila proses hanya memproduksi energi saja dengan turbin steam kondensasi, penukar panas dari turbin uap menggunakan air pendingin untuk mengkondensasikan steam menjadi air. Ekspansi dari steam di dalam turbin steam dibatasi dengan  kadar air dari steam setelah melewati turbin. Turbin ekstraksi digunakan apabila steam dibutuhkan pada proses industri. Ekstraksi dari steam mengurangi output dari CHP, akan tetapi efisiensinya tetap tinggi.

 

Jika dibandingkan dengan alat konversi energi konvensional, CHP merupakan alat konversi energi yang lebih efektif dan hemat karena mampu membangkitkan dua bentuk energi berbeda (energi listrik dan energi panas) dari hanya satu sumber bahan bakar saja. Berbeda dengan sistem konvensional yang energi listrik dan panasnya diproduksi secara terpisah menggunakan dua proses dan sumber bahan bakar yang berbeda.  

 

Berdasarkan sumber utama bahan bakarnya, CHP dapat dikategorikan menjadi sebagai berikut :

  • Turbin Pembakaran menggunakan gas alam dan propana

  • Turbin Uap menggunakan biomassa, gas sampah TPA, dan ampas tebu. 

  • Siklus Gabungan menggunakan batu bara

  • Fuel Cell menggunakan minyak bumi, bahan bakar distilat, minyak tanah, dan minyak bahan bakar sisa

  • Mikroturbin menggunakan limbah domestik, limbah industri, blast furnace gas, dan black liquor.

Menurut buku Combined Production of Heat and Power (Cogeneration), CHP dengan turbin uap merupakan konfigurasi CHP yang paling banyak digunakan pada sektor industri, contohnya seperti pada industri pulp dan kertas. Proses diawali dengan air yang diubah menjadi uap melalui boiler, kemudian uap tersebut memutar turbin sehingga mampu menjalankan generator dan menghasilkan gas buang panas. Selanjutnya generator mengubah energi kinetik menjadi listrik sedangkan gas buang yang dihasilkan dapat dimanfaatkan langsung sebagai energi termal. 

 

Karena mampu mengoptimalkan penggunaan sekaligus produksi energi, CHP menjadi teknologi hemat energi yang efisien. CHP mampu meningkatkan efisiensi energi hingga mencapai lebih dari 80%. Selain itu, CHP juga mengurangi emisi karbon hingga 30%, mengoptimalkan fleksibilitas bahan bakar, menurunkan biaya operasi, mengurangi kerugian transmisi dan distribusi, dan meningkatkan keamanan pasokan bahan bakar.

 

Di samping mempunyai kelebihan tersebut, kekurangan utama dari sistem CHP ini adalah capital investment yang tinggi serta tidak dapat dilihat sebagai sumber energi yang berkelanjutan sesungguhnya ( karena lebih banyak digunakan gas alam sebagai bahan bakarnya) kecuali apabila sistem tersebut dapat menggunakan bahan bakar terbarukan seperti biogas.

  1. Tidak dapat digunakan di semua pabrik

Sistem CHP hanya cocok digunakan pada pabrik yang membutuhkan sistem pemanasan dan air yang panas. Untuk skala sistem yang lebih besar panas dan tenaga yang dibutuhkan harus tetap konsisten untuk mencapai efisiensi maksimumnya.

  1. Secara finansial cukup mahal

Capital investment awal untuk sistem CHP komersial sangatlah tinggi apalagi apabila tidak ada dukungan pendanaan atau inisiasi dari pemerintah. Ini membuat pemasangan untuk skala yang lebih kecil yang memiliki daya kurang dari 16 kW sebaiknya tidak dilakukan karena nilai pengembalian modalnya sangat lama dibandingkan dengan listrik yang dihasilkan.

 

Industri-industri yang membutuhkan energi yang besar seperti pengolahan makanan, pulp and paper, bahan-bahan kimia, logam dan sektor penyulingan minyak banyak yang sudah berinvestasi pada teknologi CHP ini. Industri-industri ini mewakili lebih dari 80% dari kapasitas elektrik CHP di seluruh dunia. Pabrik-pabrik ini biasanya mempunyai proses dengan kebutuhan panas yang tinggi yang tidak terpengaruh secara signifikan terhadap faktor cuaca dan waktu, jadi energi sangat berkaitan erat dengan bagian dari bisnis mereka dan personel operasi dan perbaikan mereka tersedia dan kompeten untuk mengatur sistem CHP. (Robin, 2016)

 

Contoh aplikasi CHP di industri

  1. Industri kimia dan penyulingan minyak

Industri kimia dan penyulingan minyak menghasilkan limbah gas yang dapat dikumpulkan dan dibakar secara efektif untuk menghasilkan energi ekstra dalam CHP. Sekitar setengah dari kebutuhan energinya merupakan temperatur yang tinggi (>400oC). Selain itu pabrik dengan boiler panas dapat juga diubah menjadi CHP untuk dapat memenuhi kebutuhan listrik. Pada kasus ini, kebutuhan dari steam dan air panas harus dipastikan untuk dapat memenuhi seluruh kebutuhan untuk proses. 

 

  1. Industri kayu

 

Industri kayu menghasilkan berbagai jenis limbah kayu dari hasil pengolahan materialnya. Limbah kayu ini kebanyakan dibakar untuk menghasilkan steam dan air panas untuk dapat memproses bahan mentahnya. Pemanfaatan CHP untuk menghasilkan panas dan listrik dari industri pulp and paper ini sudah sangat banyak digunakan di Eropa. CHP dapat dihasilkan lebih besar dengan pemanfaatan limbah kayu yang lebih efektif.

 

SUMBER

Helec. Combined Heat and Power – Advantages & Disadvantages. Diakses pada 17 Agustus 2020 melalui

https://helec.co.uk/why-chp/combined-heat-power-advantages-disadvantages/

Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. Combined Heat and Power (CHP). Diakses pada 17 Agustus 2020 melalui https://www.energy.gov/eere/amo/combined-heat-and-power-chp

Sirchis, J.  2005. Combined Production of Heat and Power (Cogeneration). England : Elsevier

United States Environmental Protection Agency. 2017. Combined Heat and Power (CHP) Partnership. Diakses pada 17 Agustus 2020 melalui https://www.epa.gov/chp/what-chp

Wiltshire, Robin. 2016. Advanced District Heating and Cooling (DHC) Systems. Cambridge : Elsevier.

PENULIS

Zikrizihni Zuljana Q. (13018036)

Sabrina Putri P. (13018110)

2 Thoughts to “Combined Heat and Power Generation”

  1. […] Pada proses pengolahan TKKS menjadi biobutanol ini, diperlukan beberapa diperlukan beberapa peralatan, yaitu crusher, heat exchanger, dan centrifuge. Untuk optimasi proses, Combine Heat and Power (CHP), atau biasa disebut cogeneration digunakan untuk memanfaatkan sisa lignin dari proses ini, pembahasan lebih lanjut dapat dilihat pada artikel di tautan berikut. […]

  2. […] Pada proses pengolahan TKKS menjadi biobutanol ini, diperlukan beberapa diperlukan beberapa peralatan, yaitu crusher, heat exchanger, dan centrifuge. Untuk optimasi proses, Combine Heat and Power (CHP), atau biasa disebut cogeneration digunakan untuk memanfaatkan sisa lignin dari proses ini, pembahasan lebih lanjut dapat dilihat pada artikel di tautan berikut. […]

Leave a Comment