all about electricity (indonesia)

Posts tagged ‘biaya’

Gedung Miring, BPP, Persamaan Linear dan Kumon

apr2015 feb2015 jan2015 jun2015 mar2015 mei2015

Setelah lebaran kami kedatangan tamu dari GM (Gedung Miring), kantor PLN P3B Jawa Bali di Gandul Cinere Jakarta yang legendaris itu, yaitu Bapak Edwin Nugraha Putra, Manajer Bidang Operasi Sistem Jawa Bali. Beliau datang memberi kuliah umum mengenai update posisi perusahaan dalam Sistem Tenaga Listrik Jawa Bali (SJB). Paparan dari beliau menyegarkan kembali ingatan saya mengenai aplikasi penerapan ilmu analisis tenaga listrik dalam kondisi nyata di lapangan. Anda dapat mengakses Majalah Gedung Miring untuk mendapatkan update informasi SJB.

Salah satu topik yang dibahas beliau adalah topik economic dispatch, bagaimana operator sistem melakukan optimasi penghematan biaya operasi sistem. Seperti uraian dalam artikel saya terdahulu, operator sistem dibantu aplikasi untuk melakukan economic dispatch ini. Saat ini P3B JB memakai aplikasi jROS: joint Resource Optimization and Scheduler dengan metode optimasi menggunakan MILP (Mix Integer Linear Programing). Optimasi ini penting karena disini lah peluang PLN melakukan efisiensi biaya operasi dalam orde puluhan milyar Rupiah per hari.

Salah satu teknik optimasi yang dijelaskan adalah mengenai mekanisme cara pemilihan unit pembangkit yang dibutuhkan untuk menambah pasokan daya ke SJB.

Dengan memodelkan kurva biaya operasi pembangkit listrik ke dalam persamaan linear:

\bold{y = mx + b}

atau

\bold{y = ax + b}

operator sistem dapat mengoptimasi biaya operasi dengan cara memilih pembangkit yang didispatch dengan komposisi pembebanan yang pas.

Variabel persamaan di atas adalah:

y = biaya operasi pembangkit listrik(Rp/jam)
a = incremental cost (Rp/kwh)
x = pembebanan pembangkit listrik(kW)
b = biaya operasi pembangkit listrik pada saat beban nol

P3B memperoleh kurva biaya operasi unit-unit pembangkit SJB dengan cara melakukan pengukuran heat rate pembangkit listrik pada beberapa titik pembebanan misal pada beban 25%, 50%, 75%, 100% dan informasi bahan bakar (nilai kalor dan harga). Heat rate (dalam kcal/kWh) menunjukkan seberapa efisien sebuah mesin pembangkit menghasilkan listrik (kWh) dari input bahan bakarnya (kcal). Sedang informasi bahan bakar akan membentuk Biaya Pokok Produksi (BPP) yang dirumuskan:

\bold{BPP = heat\:rate \times \displaystyle \frac{harga\:bahan\:bakar}{nilai\:kalor\:bahan\:bakar}}

jika dilihat satuannya, maka persamaan ini dapat ditulis:

\bold{BPP = \displaystyle \frac{kcal}{kWh} \times \displaystyle \frac{\displaystyle\frac{Rp}{kg}}{\displaystyle\frac{kcal}{kg}} = \frac{Rp}{kWh}}

atau kita sebut sebagai incremental cost dalam persamaan linear di atas.

Dari persamaan ini, jika SJB membutuhkan penambahan beban maka operator sistem akan memilih pembangkit listrik yang memiliki incremental cost terkecil. Atau dengan kata lain, gradien persamaan linear (a atau m) yang menjadi penentu pemilihan tersebut, bukan kurva atau biaya operasi itu sendiri.

Misal kita akan memilih salah satu dari 2 pembangkit listrik, unit 007 dan unit 008, yang masing-masing telah berbeban 50 MW, yang salah satunya akan ditambah bebannya menjadi 100 MW, dengan masing-masing kurva biaya operasinya:

Unit 007:

  • y = 400 x + 5.000.000

Unit 008:

  • y = 300 x + 20.000.000

ilustrasi kurva biaya operasi pembangkit listrik

Sekilas jika kita bandingkan kurva biaya operasinya, unit 007 memiliki biaya operasi yang lebih murah di semua titik pembebanan dibandingkan unit 008. Namun demikian gradien atau incremental cost unit 008 lebih landai daripada unit 007, sehingga operator sistem akan memilih menaikkan beban unit 008 dari 50 MW menjadi 100 MW terlebih dahulu jika sistem membutuhkan.

Biaya operasi untuk keperluan optimasi disini hanya memperhitungkan komponen bahan bakar, sedangkan biaya produksi yang sesungguhnya meliputi biaya pengembalian investasi, biaya tetap, biaya variabel lain non bahan bakar yang penjelasannya bisa dibaca disini.

Tentu saja ilustrasi ini hanya satu di antara beberapa hal yang dijadikan pertimbangan oleh operator sistem dalam melakukan manuver pembebanan. Jika diurutkan, security (stabilitas sistem) tetap menjadi prioritas pertama, kemudian reliability (keandalan), baru kemudian pertimbangan ekonomi (economic dispatch) dalam pengoperasian SJB.

Berbicara persamaan linear, sebetulnya sudah tidak asing lagi bagi kita, karena tekniknya telah kita pelajari sejak kecil (kalau saya sejak SMP). Anak saya yang belajar matematika di Kumon telah mempelajari teknik bagaimana membuat persamaan linear (garis) jika diketahui 2 buah titik koordinat (x,y). Akan tetapi, interpretasi dan penggunaan teknik persamaan linear ini kadang tidak dimengerti jika kita tidak mengajarkan dengan memberikan contoh-contoh problem nyata. Tantangan bagi orang tua, pendidik, pengajar adalah bagaimana memberi motivasi dan meyakinkan anak-anak kita bahwa matematika yang dipelajarinya saat ini kelak akan bermanfaat, terutama jika ingin jadi insinyur 🙂

kumon persamaan linear

Pasar Ketenagalistrikan – Struktur Pasar dan Operasi (1)

STL

 

Sebelum suatu pasar ketenagalistrikan dideregulasi, kepemilikan dan pengusahaan sistem tenaga listrik (STL) dilakukan oleh badan usaha yang terintegrasi secara vertikal dari pembangkitan, transmisi sampai distribusi dikuasai di satu tangan. Dalam hal ini, PLN adalah badan usaha ini, yang memegang kuasa usaha ketenagalistrikan di Indonesia. Di dalam BUMN ini terdapat bagian yang berfungsi sebagai pusat kendali sistem ketenagalistrikan yang mengatur sistem manajemen energi (SME), dalam hal ini adalah P3B untuk sistem Jawa Madura Bali. SME ini berbasis SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) yang mempunyai fasilitas perencanaan dan analisis fungsi-fungsi operasi ini bertujuan mengoptimumkan sistem pembangkitan dan penyaluran energi listrik.

 

Fungsi-fungsi SME:

  • Prediksi beban dalam jangka pendek
  • Menetapkan komitmen unit
  • Dispatch (perintah) pengoperasian pembangkit listrik
  • Mengendalikan daya reaktif
  • Memperkirakan kondisi sistem
  • Mengendalikan pembangkit listrik secara otomatis
  • Pencegahan dan pengendalian keamanan kondisi darurat

Pusat kendali ini juga mengatur aliran daya antar daerah untuk meningkatkan keamanan sistem dan cadangannya. Selain pusat kendali, biasanya juga ada badan yang menetapkan kriteria keandalan dan perencanaan STL. Namun karena belum dideregulasi, lagi-lagi kriteria ini ditetapkan oleh PLN sendiri.

 

Ciri-ciri khas STL yang masih dikuasai oleh badan usaha yang terintegrasi secara vertikal:

  • Monopoli (secara alami terjadi karena sifat investasinya yang sangat besar), tapi diatur oleh UU
  • Mengandalkan prinsip “biaya termurah” (least cost) untuk perencanaan dan operasi
  • Biaya ini meliputi pembangkitan, transmisi dan distribusi sampai dengan titik sambung di konsumen
  • Tarif listrik yang ditetapkan atau diatur ini terdiri dari biaya produksi ditambah laba yang ditetapkan pemerintah, namun sering kali terjadi distorsi harga akibat intervensi politik.
  • Aturan rate of return tarif listrik ini bertujuan untuk memastikan produsen dapat menutup semua biaya produksinya

Contoh tarif yang terdistorsi ini yang paling nyata terjadi di Indonesia, pada jaman Orba, tarif listrik disubsidi sangat besar sehingga rakyat merasa menikmati listrik “murah”. Lebih parahnya lagi, beberapa pemerintahan setelahnya juga tidak berani menaikkan tarif listrik jika menjelang Pemilu, meski ada argumen naiknya tarif akan menimbulkan biaya baru, social costs berupa gejolak di masyarakat dan tentunya incumbent yang tidak populer. Murahnya tarif ini sesungguhnya semu, karena sebenarnya negara lah yang harus membayar subsidinya, yang notabene negara ini dibiayai rakyat dari pajak. Seandainya negara tidak dibebani subsidi listrik, anggaran yang ada dapat dipakai untuk hal-hal lain, misalnya untuk pendidikan, pengembangan usaha kecil dsb.

 

Hal lain yang sangat merugikan adalah mendidik bangsa ini untuk menganggap listrik sebagai produk masal yang murah sehingga bisa dipakai seenaknya. Akibatnya apa? Kita menjadi bangsa yang boros energi listrik, dari dunia industri yang boros energi dengan pemakaian alat-alat produksi yang rendah efisiensi termalnya sampai dengan budaya pemakaian listrik di rumah tangga-rumah tangga di Indonesia. Jika kita melihat rumah tangga di negara maju yang tarif listriknya tidak terdistorsi, kita tidak akan melihat lampu di dalam rumah yang terang benderang, kecuali orang yang benar-benar kaya, ketika para penghuninya sudah pergi tidur atau tidak menggunakannya lagi. Beda dengan di Indonesia, jangankan di malam hari, kadang di siang bolong, bohlam lampu nyala kadang juga tidak dimatikan.

 

Isu-isu lainnya dalam sistem yang terintegrasi secara vertikal ini adalah:

  • Konsumen tidak punya pilihan
  • Ketidakefisienan ekonomi dalam jangka pendek akibat tarif listrik berdasarkan harga rata-rata seluruh pembangkit listrik. Lain halnya dalam pasar listrik yang telah direstrukturisasi, konsumen mendapatkan tarif listrik berdasarkan biaya marginal atau harga listrik dari pembangkit listrik terakhir yang terjual.
  • Insentif yang kurang kuat untuk mengurangi harga
  • Beban finansial berat bagi pemerintah (subsidi pemerintah untuk BBM PLN sebesar Rp 37.3 triliun pada tahun 2007)

Sebagai ilustrasi, saat ini harga listrik PLN pada dasarnya adalah harga rata-rata produksi seluruh pembangkitnya (dikenal sebagai Biaya Pokok Produksi), dari yang paling murah, pembangkit hidro sampai yang sangat mahal yang berbasiskan BBM (bahan bakar minyak) seperti PLTU minyak, PLTD, PLTG minyak. Akibatnya dapat ditebak BPP PLN lebih mahal dari harga listrik di banyak negara lain, seperti yang sering dikeluhkan oleh lembaga konsumen. Sebagai contoh RRP(regional retail price) suatu daerah di Australia (pasar listrik deregulasi) berkisar di antara $15 – $30/MWh atau sekitar Rp120 – Rp300/kWh. Menurut berita di web.bisnis.com harga BPP PLN di wilayah Jawa-Bali saat ini tahun 2008 sekitar Rp831 – Rp936 per kWh untuk tegangan rendah, Rp745- Rp840 untuk tegangan menengah dan Rp704 – Rp794 per kWh untuk tegangan tinggi. 

 

Struktur Harga

Dalam pasar yang telah direstrukturisasi, konsumen hanya membayar harga listrik sebesar harga listrik dari pembangkit listrik yang listriknya terakhir terjual (lihat gambar). Listrik dalam pasar ini dibeli dari pembangkit yang menawarkan harga termurah. Misal daya terpasang di suatu daerah 3000 MW terdiri dari pembangkit hidro, PLTU batubara dan PLTG minyak. Masing-masing pembangkit menawarkan harga atau bids dengan harga seperti pada gambar. Maka jika beban atau load pada suatu saat mencapai 2000 MW maka konsumen hanya perlu membayar Rp 500/kWh.

 

BPP yang mahal ini juga konsekuensi logis dari struktur jenis pembangkit listrik di Indonesia yang mempunyai pembangkit listrik berbasis BBM terlalu besar porsinya. Proyek 10000 MW dengan mendirikan pembangkit berbahan bakar batubara, yang ber-BPP relatif rendah, pada dasarnya adalah solusi jangka pendek juga. Solusi yang paling tepat adalah penggunaan energi nuklir yang relatif murah dan ramah lingkungan.

 

Negara-negara yang belum memiliki PLTN, karena kontroversinya, seperti Australia, yang merasa mempunyai cadangan batubara yang berlimpah, lambat laun juga mengalami masalah energi. Belum lagi dengan tuntutan pengurangan emisi gas buang penyebab efek rumah kaca atau protokol Kyoto, seperti yang kita tahu coal-fired power plant a.k.a. PLTU batubara ini adalah salah sumber sumber pencemar udara terbesar. Australia adalah negara yang terakhir meratifikasinya, menjadikan Amerika (US) menjadi satu-satunya negara yang belum menandatanganinya. Dalam KTT Perubahan Iklim di Bali, Indonesia, isu ini telah sangat kuat, termasuk pengenaan carbon tax sebagai pengganti carbon trading bagi negara-negara yang punya kontribusi besar sebagai pencemar udara.

 

Indonesia menawarkan diri sebagai negara penerima carbon trading tersebut dengan alasan uang yang diterima bisa dipakai untuk menjaga dan merehabilitasi hutan hujan tropis yang merupakan paru-paru dunia. Alasan yang sebenarnya masuk akal, cuma membuat kita malu sebagai bangsa, menegaskan mental bangsa peminta-minta. Alasan lain untuk tidak setuju carbon trading adalah dengan tetap menyetujuinya, itu sama artinya dengan menyetujui membiarkan negara-negara maju tetap “mengekspor” polusi udara dan kita lah yang harus membersihkannya dengan paru-paru kita.

 

Bagaimana dengan reputasi kita dalam menjaga hutan? Dengan tidak mengurangi hormat kita kepada aparat pemerintah yang banyak yang masih memiliki integritas dalam menjaga hutan-hutan kita, Walhi memilih untuk tidak percaya dengan ingin menyewa hutan produksi dan hutan lindung. Itu lebih baik dari pada harus jatuh ke tangan perusahaan-perusahaan pertambangan, meski harus diakui illegal logging mulai banyak ditindak pemerintah, sesuatu yang tidak terjadi di masa Orba.

 

to be continued…

 

Awan Tag

Nulis Apaan Aja Deh

all about electricity (indonesia)