Kebutuhan listrik di Indonesia terus meningkat seiring dengan laju perkembangan ekonomi dan penduduknya. Salah satu pembangkit tistrik yang terus dikembangkan di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan listrik yang terus meningkat adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dikarenakan PLTU ini menghasilkan listrik dengan kapasitas yang besar mengingat kebutuhan listrik di Indonesia cukup tinggi.
Hal ini disampaikan oleh Yulinda Lestari pada sidang promosi doktor terbuka yang dilaksanakan di ruang Smart Meeting Room FTUI (13/11) yang lalu. Mahasiswa program doktor Teknik Metalurgi dan Material ini mempresentasikan disertasi penelitiannya terkait Pembuatan lapisan Anti-Fouling Komposit Keramik Berbasis Sumbar Daya Mineral Lokal.
“Pada sistem Jawa-Bali, kandidat pembangkit yang dipertimbangkan untuk rencana pengembangan adalah PLTU batu bara ultra supercritical kelas 1.000 MW dan supercritical 600 MW. Untuk sistem kelistrikan Jawa-Bali, PLN telah merencanakan PLTU batu bara kelas · 1.000 MW dengan teknologi ultra supercritical untuk memperoleh efisiensi yang lebih baik dan emisi CO2 yang lebih rendah,” jelas Yulinda pada paparannya.
Teknologi ultra supercritical ini dimana kondisi steam mencapai 760°C, 35 Mpa telah mampu menurunkan emisi CO2 hingga 25%. Perbedaan utama antara supercritical dan ultra supercritical adalah temperatur uap yang dihasilkan boiler yaitu mencapai 600°C dengan tekanan 240-300 bar dan dapat meningkatkan efislensi sedikitnya 8%.
PLTU batu bara dirancang untuk memikul beban dasar sejalan dengan harga batu bara yang relatif rendah dibandingkan harga bahan bakar fosil lainnya. Pembakaran batu bara selain menghasilkan emisi karbon dioksida yang menimbulkan efek pemanasan global, juga menyebabkan slagging clanfouling yang merupakan fenomena menempel dan menumpuknya abu batu bara yang melebur pada pipa penghantar panas (heat exchanger tube) ataupun dinding boiler.
Permasalahan slagging dan fouling ini sangat serius karena dapat memberikan dampak yang besar pada operasional boiler, seperti masalah. penghantaran panas, penurunan efisiensi boiler, tersumbatnya pipa, serta kerusakan pipa akibat terlepasnya clinker. Permasalahan ini akan memperpendek umur pakai boiler juga komponen lain di power plant, yang mengakibatkan kerugian ekonomi yang ditimbulkan. Mekanisme lain yang merupakan penyebab kerusakan boiler adalah creep rupture, fatigue, korosi fireside, erosi dan oksidasi steam side, dikarenakan kondisi operasi yang tinggi.
“Salah satu solusi yang digunakan untuk mengatasi permasalahan kerusakan boiler tersebut adalah pelapisan material logam yang biasa digunakan untuk power plant dengan lapisan komposit berbahan keramik yang tahan temperatur tinggi dan bersifat anti fouling. Pelapisan mengacu pada proses yang melibatkan penerapan lapisan material yang terbuat dari proses pemadatan cairan atau bubuk di atas permukaan logam. Lapisan ini akan melekat terus-menerus pada perrnukaan logam, sehingga meminimalkan kontak logam dengan lingkungannya,” jelas Yulinda.
Pelapis komposit menawarkan solusi untuk keterbatasan ini dengan menggabungkan sifat yang diinginkan dari beberapa bahan yang berbeda, seperti ketahanannya terhadap kondisi ekstrim, kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan kimia, menjadi satu lapisan. Bahan lapisan komposit ini dipilih yang berbasis material keramik karena pelapis keramik telah banyak digunakan untuk memperbaiki sifat logam. Pelapisan keramik sangat dibutuhkan dalam dunia industri untuk berbagai aplikasi, oleh karena itu syarat dan spesifikasi pelapisan juga berbeda-beda dan disesuaikan dengan aplikasinya.
Dalam penelitian ini Yulinda menggunakan bahan baku utama pelapis dalam penelitian ini berasal dari bahan mineral lokal yaitu pasir Zirkon Kalimantan. Pasir Zirkon mengandung lubrikan yang bersifat anti fouling, tahan suhu tinggi dan memiliki stabilitas kimia yang baik.
”Bahan yang digunakan untuk campuran pelapis adalah Zirkonia yang telah dimurnikan dari pasir Zirkon Kalimantan. Pemurnian Zirkon menggunakan metode proses fusi alkali yang menghasilkan kemurnian cukup tinggi dengan proses yang lebih sederhana. Zirkonia mudah distabilkan oleh oksida logam lain untuk mengubah sifat fisik, mekanik, dan kimia,” lanjut Yulinda.
Dekan FTUI, Prof. Dr. Heri Hermansyah, S.T., M.Eng., IPU., mengapresiasi inovasi Yulinda sebagai langkah progresif dalam meningkatkan efisiensi operasional pembangkit listrik, khususnya yang menggunakan batu bara sebagai sumber energi. ”Keterlibatan riset ini tidak hanya memberikan solusi teknis pada permasalahan boiler, namun juga dapat memberikan dampak positif di dunia kelistrikan Indonesia secara keseluruhan. Dengan memanfaatkan sumber daya lokal seperti pasir zirkon Kalimantan, penelitian ini bukan hanya menciptakan solusi inovatif namun juga mendukung pembangunan kemandirian dan ketahanan energi di sektor kelistrikan tanah air.”
Yulinda Lestari meraih gelar doktor dengan IPK 3,98 dan tercatat sebagai lulusan doktor ke-61 Departemen Teknik Metalurgi dan Material dan ke-520 Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Sidang Promosi dipimpin Prof. Dr. Ir. Yanuar, M.Eng., M.Sc. dengan promotor Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial,, M.Sc. dan ko-promotor Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi Soedarsono, DEA. Sementara tim penguji terdiri dari Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng.; Prof. Dr. Efendi Mabruri; Prof. Dr. Ir. Dedi Priadi, DEA.; Prof. Dr.Ir. Rini Riastuti, MSc; dan Dr. Ir. Sotya Astutiningsih, M.Eng.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia