Top Banner
Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 42 cleaningequipment, material transportation system, pulverized coal injection system, serta materialbalance yang dapat mengukur kebutuhan bahan baku yang diperlukan untuk proses peleburan,seperti untuk menghasilkan 1 ton pig iron diperlukan bahan baku sintered ore 1.403 kg, sizedore (5-50 mm) 247 kg, coke (ukuran 25-75 mm) 432 kg, coal 53 kg, dan bahan penunjanglainnya 20 kg. Hylsamex dari Mexico telah mengembangkan teknologi direct reduction processyaituteknologi proses peleburan baja dengan memakai electric arc furnace sebagai dapurpeleburannya. Teknologi peleburan baja lainnya juga telah dikembangkan oleh FerroStaal dimana perusahaan ini mengembangkan direct reduction plant dengan Hyl process technology sebagaimana dibangun untuk PT.Krakatau Steel. Jepang juga mengembangkan teknologi peleburan baja dengan proses smelting dan reducing nickel ore (2.5% Ni, 13.2% Fe) danchromium ore (30.9% Cr, 19.3% Fe) atau dengan sebutan teknologi Direct Iron OreSmelting (DIOS). Dios merupakan kombinasi dariteknologi proses SRF ( Smelting Reduction Furnace) dengan RHF (Rotary Hearth Furnace). Teknologi lainnya yang sedang dikembangkan adalah SAF(Submerged Arc Furnace), Smelting Reduction Furnacedimana teknologi-teknologi ini dianggap akan lebih produktif, efisien dan ekonomis jikadibandingkan dengan proses peleburan dapur listrik EAF (Electric Arc Furnace). Sementara itu FINMET Austria mengembangkan Direct Reduced Iron (DRI) dan Hot Briquetted Iron (HBI) dimana teknologi memakai iron ore dengan ukuran dibawah 12 mm(Sintered ore atau sized ore).
41

Buku Perencanaan Efisiensi Dan Elastisitas Energi 2013_2

Nov 24, 2015

Download

Documents

Sadli Breakerz
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 42

    cleaningequipment, material transportation system, pulverized coal injectionsystem, sertamaterialbalance yang dapat mengukur kebutuhan bahan baku yangdiperlukan untuk proses peleburan,seperti untuk menghasilkan 1 ton pig irondiperlukan bahan baku sintered ore 1.403 kg, sizedore (5-50 mm) 247 kg, coke(ukuran 25-75 mm) 432 kg, coal 53 kg, dan bahan penunjanglainnya 20 kg.

    Hylsamex dari Mexico telah mengembangkan teknologi direct reductionprocessyaituteknologi proses peleburan baja dengan memakai electric arcfurnace sebagai dapurpeleburannya. Teknologi peleburan baja lainnya juga telahdikembangkan oleh FerroStaal dimana perusahaan ini mengembangkan directreduction plant dengan Hyl process technology sebagaimana dibangun untukPT.Krakatau Steel.

    Jepang juga mengembangkan teknologi peleburan baja dengan proses smeltingdan reducing nickel ore (2.5% Ni, 13.2% Fe) danchromium ore (30.9% Cr, 19.3%Fe) atau dengan sebutan teknologi Direct Iron OreSmelting (DIOS). Diosmerupakan kombinasi dariteknologi proses SRF (Smelting Reduction Furnace)dengan RHF (Rotary Hearth Furnace).

    Teknologi lainnya yang sedang dikembangkan adalah SAF(Submerged ArcFurnace), Smelting Reduction Furnacedimana teknologi-teknologi ini dianggapakan lebih produktif, efisien dan ekonomis jikadibandingkan dengan prosespeleburan dapur listrik EAF (Electric Arc Furnace).

    Sementara itu FINMET Austria mengembangkan Direct Reduced Iron (DRI) danHot Briquetted Iron (HBI) dimana teknologi memakai iron ore dengan ukurandibawah 12 mm(Sintered ore atau sized ore).

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 43

    BAB 4 POLA PENGGUNAAN ENERGI DAN TINGKATEFFISIENSI ENERGI DI INDUSTRI BAJA

    Dalam kurun waktu 10 tahun terakhir, pola konsumsi energi di sektor industritelah mengalami peningkatan yang cukup signifikan, hal ini terjadi karenatransformasi struktural yang cepat dari sektor pertanian ke sektorindustri. Selainitu pemborosan energi juga terjadi yang disebabkan oleh penggunaan mesin-mesin tua yang relatif boros energi. Penggunaan mesin-mesin tua ini sebagaiakibat dari tingginya tingkatketergantungan industri terhadap mesin-mesinproduksi impor sehingga membuatpelaku industri tidak mampu memperbaruimesin-mesinproduksinya. Masalah-masalah keenergian yang dihadapi olehindustri saat ini adalah sulitnya untuk mendapatkan energi yang murah, efisienatau ramahlingkungan.

    Industri besi dan baja merupakan salah satu industri pendukung sektorkonstruksiyang padat energi dimana industri ini masuk dalam kategori industripengguna energi di atas 6000 TOE (setara ton minyak). Industri bajamenggunakan energi untuk proses peleburan scrap,heat treatment dan metalforming serta proses finishing. persentase pemakaian energi terbesar adalahuntukproses peleburan sebesar 61,5%, reheating 24,2%, metal forming(rolling)14,1%, dan untuk office 0,2%. Distribusi pemakaian energi seperti yangtelah dijelaskan diatas dapat dilihat pada grafik berikut ini:

    Gambar 4.1 Distribusi pemakaian energi di industri baja(Kemenperin 2010).

    Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 43

    BAB 4 POLA PENGGUNAAN ENERGI DAN TINGKATEFFISIENSI ENERGI DI INDUSTRI BAJA

    Dalam kurun waktu 10 tahun terakhir, pola konsumsi energi di sektor industritelah mengalami peningkatan yang cukup signifikan, hal ini terjadi karenatransformasi struktural yang cepat dari sektor pertanian ke sektorindustri. Selainitu pemborosan energi juga terjadi yang disebabkan oleh penggunaan mesin-mesin tua yang relatif boros energi. Penggunaan mesin-mesin tua ini sebagaiakibat dari tingginya tingkatketergantungan industri terhadap mesin-mesinproduksi impor sehingga membuatpelaku industri tidak mampu memperbaruimesin-mesinproduksinya. Masalah-masalah keenergian yang dihadapi olehindustri saat ini adalah sulitnya untuk mendapatkan energi yang murah, efisienatau ramahlingkungan.

    Industri besi dan baja merupakan salah satu industri pendukung sektorkonstruksiyang padat energi dimana industri ini masuk dalam kategori industripengguna energi di atas 6000 TOE (setara ton minyak). Industri bajamenggunakan energi untuk proses peleburan scrap,heat treatment dan metalforming serta proses finishing. persentase pemakaian energi terbesar adalahuntukproses peleburan sebesar 61,5%, reheating 24,2%, metal forming(rolling)14,1%, dan untuk office 0,2%. Distribusi pemakaian energi seperti yangtelah dijelaskan diatas dapat dilihat pada grafik berikut ini:

    Gambar 4.1 Distribusi pemakaian energi di industri baja(Kemenperin 2010).

    Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 43

    BAB 4 POLA PENGGUNAAN ENERGI DAN TINGKATEFFISIENSI ENERGI DI INDUSTRI BAJA

    Dalam kurun waktu 10 tahun terakhir, pola konsumsi energi di sektor industritelah mengalami peningkatan yang cukup signifikan, hal ini terjadi karenatransformasi struktural yang cepat dari sektor pertanian ke sektorindustri. Selainitu pemborosan energi juga terjadi yang disebabkan oleh penggunaan mesin-mesin tua yang relatif boros energi. Penggunaan mesin-mesin tua ini sebagaiakibat dari tingginya tingkatketergantungan industri terhadap mesin-mesinproduksi impor sehingga membuatpelaku industri tidak mampu memperbaruimesin-mesinproduksinya. Masalah-masalah keenergian yang dihadapi olehindustri saat ini adalah sulitnya untuk mendapatkan energi yang murah, efisienatau ramahlingkungan.

    Industri besi dan baja merupakan salah satu industri pendukung sektorkonstruksiyang padat energi dimana industri ini masuk dalam kategori industripengguna energi di atas 6000 TOE (setara ton minyak). Industri bajamenggunakan energi untuk proses peleburan scrap,heat treatment dan metalforming serta proses finishing. persentase pemakaian energi terbesar adalahuntukproses peleburan sebesar 61,5%, reheating 24,2%, metal forming(rolling)14,1%, dan untuk office 0,2%. Distribusi pemakaian energi seperti yangtelah dijelaskan diatas dapat dilihat pada grafik berikut ini:

    Gambar 4.1 Distribusi pemakaian energi di industri baja(Kemenperin 2010).

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 44

    4.1 Proses Produksi Besi dan Baja

    Uraian proses produksi besi dan baja, mulai dari bijih besi sampai menjadibajaprofil atau baja pelat secara ringkas dapat dilihat pada gambar berikut :

    Gambar 4.2 Proses Produksi Besi dan Baja

    4.1.1 Proses Agglomerasi sinteringPada tahapan ini, bijih besi (Iron Ore) dan kokas (Coke) dipersiapkan untukdijadikan pelet yang siap dilebur.Proses aglomerasi ini juga dikenal denganproses pelletizing dimana konsentrat bijih besi atau mineral lainnya yangberukuran halus dibentuk menjadi partikel yang berukuran antara 8 mm sampaidengan 25 mm. Peletisasi dibuat dengan tujuan agar partikel yang berukurantertentu dapat memudahkan pada proses handling serta dapat diperoleh partikelyang memiliki sifat- sifat metalurgis yang dibutuhkan. Proses pelletizing terdiridari 2 tahapan yaitu mixing konsentrat dan campuran binder kemudian disc

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 45

    pelletizer untuk dibuat bola-bola dengan ukuran kecil seperti terilhat padaGambar 4.3

    Gambar 4.3 Proses Sintering Bijih Besi

    4.1.2 Proses PeleburanProses peleburan dapat dilakukan dengan 2 metode teknologi yaitu dengan blastfurnace atau Electric Arc Furnace.

    a. Blast Furnace (Tanur Tinggi)

    Peleburan bijih besi dengan teknologi blast furnace dilakukan dengan caramencampur pelet (pig iron) dengan kokas (coke) dan material karbon lainnyasebagai reagent kimia kemudian diproses dalam reaktor tanur tinggi sehinggamenjadi cairan logam. Produk yang dihasilkan pada proses ini adalah besi kasarcair (belum ada penambahan alloy). Selanjutnya besi cair ini dimasukkankedalam Basic Oxygen Furnace (BOF) yang disertai dengan penambahan materialalloy. Gambar berikut ini menunjukkan layout proses peleburan di blast furnace.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 46

    Gambar 4.4 Lay out proses peleburan bijih besi di blast furnace

    b.Electric Arc Furnace (EAF)

    Proses peleburan dengan menggunakan teknologi Electric Arc furnace biasanyapelet terlebih dahulu direduksi melalui Direct Reduction Iron (DRI)Plant sehinggamenghasilkan besi spons (Fe). Panas yang diperoleh dalam arc furnace berasaldari arus listrik AC yang dilewatkan melalui elektroda (carbon ataugraphite).Produk yang dihasilkan dari EAF ini adalah slab.

    4.1.3 Proses Ladle Refining and CastingSetelah baja cair diproduksi di BOF atau EAF dan ditaping ke ladle, sesudahdilakukan pemurnian (refining) maka besi cair masuk ke proses continuouscasting dimana pada tahap ini besi cair dipadatkan menjadi bentuk setengah jadi:bloom, billet atau lembaran slab.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 47

    4.1.4 Rolling dan Finishing

    Rolling dan finishing adalah proses mengubah bentuk setengah jadi menjadiproduk baja jadi, yang akan digunakan oleh end use secara langsung atau untukmembuat produk lanjut lainnya. Sedangkan proses finishing dapat memberikankarakteristik produk yang penting yang meliputi: bentuk akhir, permukaan akhir,kekuatan, kekerasan dan fleksibilitas, dan ketahanan korosi. Penelitian terkaitteknologi finishing yang saat ini berfokus pada peningkatan kualitas produk,mengurangi biaya produksi dan mengurangi polusi.

    4.1.5 Pembentukan Baja (Forming)Pada tahapan proses ini biasanya menggunakan bahan baku bilet, bloom atauslab.Proses rolling dan forming dapat mencakup rolling panas, rolling dingin,forming atau forging. Dalam rolling panas baja strip, misalnya, lempeng bajadipanaskan sampai lebih dari 1.000 oC kemudian melewati beberapa set roller.Tekanan tinggi akan mengurangi ketebalan pelat baja sambil meningkatkan lebardan panjangnya. Setelah rolling panas, baja mungkin perlu dilakukan rollingdingin pada suhu ambien untuk mengurangi ketebalan, meningkatkan kekuatan(melalui pengerjaan dingin), dan memperbaiki permukaan. Dalam membentukbatang, tabung, balok dan H beam dapat diproduksi dengan melewatkan bajapanas melalui rol berbentuk khusus untuk menghasilkan bentuk akhir yangdiinginkan. Dalam penempaan, baja cor dipukul dengan palu atau dye-pressed.

    4.1.6 FinishingFinishing baja dilakukan untuk memenuhi spesifikasi fisik dan visual. Proseskerjanya meliputi heat treatment, quenching, pickling dan coating. Heattreatment bertujuan untuk dapat memberikan berbagai kualitas atas bajadengan mengubah struktur kristalnya. Perlakuan panas ini sering dilakukan

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 48

    setelah proses rolling dengan tujuan untuk mengurangi ketegangan padamaterial akibat proses pengerolan. Quenching bertujuan meningkatkankekerasan baja dan biasanya sering dikombinasikan dengan tempering untukmengurangi kerapuhan. Pickling merupakan chemical treatment, di mana bajagulungan dibersihkan dalam penangas asam untuk menghilangkan kotoran, nodaatau kerak sebelum dilapis (coating). Dalam coating, gulungan baja lembarandingin dilapisi anti korosi dan untuk menghasilkan permukaan dekoratif.

    4.2 Neraca EnergiEnergi di industri besi dan baja digunakan untuk proses peleburan scrap bajadengan menggunakan tungku peleburan, perlakuan panas (heat treatment)dengan menggunakan reheating furnace, pembentukan logam (metal forming)sepertirolling, wire drawing, ekstrusi,forging, piercing dan finishing sepertigrinding dan permesinan. Gambar berikut ini menunjukan flow proses di industribesi dan baja beserta jenis sumber energi yang dipakai.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 49

    Gambar 4.5 Neraca Energi pada proses industri baja

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 50

    4.3 Intensitas Energi

    Dari data historis tahun 2011 pada beberapa industri yang berhasil dikumpulkanoleh Kementerian ESDM, diperoleh informasi bahwa saat ini intensitas energiindustri baja di Indonesia sebesar 900kWh per Ton. Artinya, untuk menghasilkan1 (satu) Ton baja diIndonesia membutuhkan energi sebesar 900 kWh. Jikadibandingkan dengan India dan Jepang, maka angkaintensitas ini lebih tinggi(lihat tabel). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penggunaan energiuntuk pembuatanbaja di Indonesia belum seefisien kedua negara tersebut.Perbedaan angka intensitas ini disebabkan oleh penggunaan teknologi yangberbeda dimana pada proses produksinya Indonesia menggunakan sponge iron,India menggunakan blast furnace dan Jepang menggunakan scrap.

    Tabel 4.1 Perbandingan Intensitas energi di beberapa negaraNegara Intensitas Energi

    (kWh/ton)Jepang 350India 600Indonesia 900

    Indonesia pernah melakukan audit energi di industri baja yang diprakarsai olehKementerian Perindustrian di informasi bahwa kosumsi energi spesifik untukproses peleburan bijih besi di EAF rata-rata sebesar 902 kWh/ton. Jika angka inidibandingkan dengan data world best practise yang diterbitkan oleh Barkeley,2008, untuk proses yang sama yaitu sebesar 637,3 kWh/ton, maka tergolongboros dalam konsumsi energinya.

    Tabel 4.2berikut ini adalah menunjukkan hasil best practice intensitas energiuntuk industri baja di dunia:

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 51

    Tabel 4.2World Best Practice Intensitas Energi di Industri Baja

    Productionstep Process

    Blast furnace-basic oxygenfurnace

    Smelt reduction- basic oxygenfurnace

    Direct reducediron - electric arcfurnace

    Scrap-electricarc furnace

    Final Primary2 Final Primary2 Final Primary2 Final Primary2Materialpreperation

    Sintering 1.9 2.2 1.9 2.2Pelletizing 0.6 0.8 0.6 0.8Coking 0.8 1.1

    Iron making Blastfurnace 12.2 12.4

    Smeltreduction 17.3 17.9

    Directreducediron

    11.7 9.2

    Steelmaking Basicoxygenfurnace

    -0.4 -0.3 -0.4 -0.3

    Electric arcfurnace 2.5 5.9 2.4 5.5

    Refining 0.1 0.4 0.1 0.4Casting &rolling

    Continuouscasting 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

    Hot rolling3 1.8 2.4 1.8 2.4 1.8 2.4 1.8 2.4Sub-total 16.5 18.2 19.5 21.2 18.6 20.6 4.3 8.0Cold rolling& finishing

    Cold rolling 0.4 0.9 0.4 0.9Finishing 1.1 1.4 1.1 1.4

    Total 18.0 20.6 21.0 23.6 18.6 20.6 4.3 8.0Alternative:Casting &rolling

    0.2 0.5 0.2 0.5 0.2 0.5 0.2 0.5

    Alternative total: 14.8 16.3 17.8 19.2 16.9 18.6 2.6 6.0(dalam satuan GJ/metric ton baja)

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 52

    BAB 5 PELUANG PENINGKATAN EFFISIENSIENERGI DAN ROADMAP TEKNOLOGI DI INDUSTRI

    BESI DAN BAJA5.1 Status Teknologi Industri Baja di indonesiaIndustri besi dan baja Indonesia menghasilkan berbagai jenis produk seperti bajaslab, baja billet, baja lembaran seperti coil, strip, dan plat, batang kawat, besibeton dan masih banyak lagi. Secara umum hanya terdapat dua metode dalammemproduksi baja kasar:

    Proses primer: blast furnace (BF) dan basic oxygen furnace (BOF) yangmenggunakan biji besi (sinter atau pelet) sebagai bahan baku. Proses inisedang diimplementasikan di Indonesia khususnya di Krakatau Steel.

    Proses sekunder: electric arc furnace (EAF) yang menggunakan besi bekas(scrap), sponge, pig iron atau direct reduced iron (DRI) sebagai bahanbaku alternatif. Selain EAF, teknologi Induction Furnace juga masihbanyak digunakan di Indonesia.

    Proses produksi baja di Indonesia secara umum dimulai dari pabrik besi spons.Pabrik ini mengolah bijih besi pellet menjadi besi dengan menggunakan air dangas alam.

    Besi yang dihasilkan kemudian diproses lebih lanjut pada Electric Arc Furnace(EAF) di pabrik slab baja dan pabrik billet baja. Di dalam EAF besi dicampurdengan scrap, hot bricket iron dan material tambahan lainnya untukmenghasilkan dua jenis baja yang disebut baja slab dan baja billet.

    Baja slab selanjutnya menjalani proses pemanasan ulang dan pengerolan dipabrik baja lembaran panas menjadi produk akhir yang dikenal dengan namabaja lembaran panas. Produk ini banyak digunakan untuk aplikasi konstruksikapal, pipa, bangunan, konstruksi umum, dan lain-lain. Baja lembaran panas

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 53

    dapat diolah lebih lanjut melalui proses pengerolan ulang dan proses kimiawi dipabrik baja lembaran dingin menjadi produk akhir yang disebut baja lembarandingin. Produk ini umumnya digunakan untuk aplikasi bagian dalam dan luarkendaraan bermotor, kaleng, peralatan rumah tangga, dan sebagainya.

    Sementara itu, baja billet mengalami proses pengerolan di Pabrik Batang Kawatuntuk menghasilkan batang kawat baja yang banyak digunakan untuk aplikasisenar piano, mur dan baut, kawat baja, pegas, dan lain-lain.

    Berikut ini adalah beberapa teknologi yang sudah ada dan sedang dikembangkandi Indonesia:

    5.1.1 HYL Direct Reduced PlantPT. Krakatau Steel sebagai satu-satunya pabrik baja terintegrasi di Indonesiasejak tahun 1989 memproduksi besi spon (pig iron) sebagai bahan bakupembuatan baja kasar (crude steel). Teknologi yang digunakan bersifatkonvensional yaitu yang menggunakan bahan baku besi pelet dan bahan reduksigas alam. Kapasitas produksi besi spon saat ini adalah 2,3 juta ton/tahun.

    Pabrik besi spons (Direct Reduced Plant) menerapkan teknologi berbasis gas alamdengan proses reduksi langsung menggunakan teknologi Hyl dari Meksiko. Pabrikini menghasilkan besi spons (Fe) dari bahan mentahnya berupa pellet bijih besi(Fe2O3 and Fe3O4), dengan menggunakan gas alam (CH4) dan air (H2O).

    DR Plant memiliki 2 (dua) buah unit produksi dan menghasilkan 2,3 juta ton besispons per tahun. Unit produksi yang pertama yaitu Hyl Unit I mulai beroperasitahun 1979. Unit ini beroperasi dengan menggunakan 4 modul batch processdimana setiap modulnya mempunyai 2 (dua) buah reaktor. Unit ini memilikikapasitas produksi sebesar 1.000.000 ton besi spons per tahun.

    Unit produksi yang kedua yaitu Hyl Unit III memulai operasinya pada tahun 1994dengan menggunakan 2-shafts continuous process. Unit ini memiliki kapasitasproduksi sebesar 1.300.000 ton besi spons per tahun. Gambar V.1 menunjukkan

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 54

    proses pebuatan besi dari teknologi HYL Unit III dimana hasil produknya berupabesi spons diumpan ke EAF untuk dilebur.

    Intensitas energi untuk proses pembuatan besi spons pada teknologi directreduced iron adalah berkisar 11,7 GJ/ton besi spons.

    Sumber: nova-gas.blogspot.com

    Gambar 5.1 Proses HYL III

    Besi spons yang dihasilkan oleh pabrik ini memiliki keunggulan dibanding sumberlain terutama disebabkan karena rendahnya kandungan residual. Sementara itutingginya kandungan karbon menyebabkan proses di dalam Electric Arc Furnace(EAF) menjadi lebih efisien dan proses pembuatan baja menjadi lebih akurat.Lebih lanjut hal tersebut menjamin konsistensi kualitas produk baja yangdihasilkan.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 55

    5.1.2 SL/RN Direct Reduced PlantPT Krakatau Steel dan PT Aneka Tambang bekerjasama mendirikan pabrikpengolahan bijih besi menjadi besi spons di Batulicin, Kalimantan Selatan yangberkapasitas 315.000 ton besi spons dengan menggunakan teknologi SL/RNdirect reduction. Teknologi proses reduksi ini berbasis rotary kiln. Umpan bijihbesi dipanaskan awal hingga 1800 oF dengan aliran gas yang berlawanan yangmengandung batubara, char daur ulang dan flux seandainya ada unsur sulfurpada batubara. Zona pemanasan awal harus 40 50% dari panjang total kiln.Proses reduksi dimulai ketika suhu mencapai 1650 oF. Padatan dikeluarkan daripendingin rotary dengan suhu 200 oF. Material yang telah dingin dipisahkan olehseparator screen danmagnetic.

    Konsumsi energi untuk proses pembuatan besi spons pada teknologi directreduced ironini adalah berkisar 800 kg batubara/ton besi spons

    Gambar 5.2 Proses SL/RN Rotary Kiln DRI

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 56

    5.1.3 Electric Arc FurnaceElectric Arc Furnace menghasilkan baja cair dari bahan baku berupa besi spons(sponge iron), iron scrap dan kapur (lime) untuk mengontrol kandungan fosfordan sulfur.Dalam tanur listrik (EAF) campuran tersebut dilebur melalui busurlistrik antara katoda dan satu (untuk DC) atau tiga (untuk AC) anoda. Anodadapat ditempatkan tepat di atas tanur atau menjadi terendam di dalamnya.Elektroda terbuat dari karbon dan terkonsumsi selama operasi. Dalam prosesEAF, kombinasi DRI dan pig iron diproses untuk menghasilkan baja dengankandungan karbon antara 0,02 persen sampai 2 persen berat. EAF memerlukanenergi sebesar 2,5 GJ/ton baja.

    Sumber: www.hindawi.comGambar 5.3 EAF dan Ladle Refining Furnace

    5.1.4 Induction FurnaceSelain Electric Arc Furnace, masih banyak industribesi dan baja di Indonesia yangmenggunakan Induction Furnace khususnya yang kapasitas produksinya kecil.Induction furnace adalah tungku listrik dimana panas diterapkan denganpemanasan induksi logam. Keuntungan dari tungku induksi adalah proses

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 57

    peleburan hemat energi, bersih dan mudah dikendalikan dibandingkan dengancara peleburan logam yang lain. Karena tidak ada busur atau pembakarandigunakan, suhu material tidak lebih tinggi dari yang dibutuhkan untukmencairkan besi. Ini dapat mencegah hilangnya elemen paduan berharga. Salahsatu kelemahan utama dari tungku induksi dalam pengecoran adalah kurangnyakapasitas penyulingan, bahan muatan harus bersih dari produk oksidasi danbeberapa komposisi dan elemen paduan yang dikenal mungkin hilang akibatoksidasi (dan harus kembali ditambahkan ke lelehan). Konsumsi energi spesifikdari induction furnace berkisar 625 650 kWh/Mt

    Gambar 5.4 Induction Furnace

    5.1.5 Ladle Refining FurnaceSetelah baja cair diproduksi di EAF kemudian ditaping ke ladle untuk dilakukanpemurnian (refining). Aktivitas utama di dalam ladle furnace adalah:

    menurunkan kandungan oksigen dalam baja dengan menggunakanaluminium;

    homogenisasi temperatur dan komposisi kimia dengan bubbling Argon;dan

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 58

    menambahkan alloy untuk mendapatkan spesifikasi yang diinginkan.

    Gambar 5.5 Ladle Furnace dan Vacuum DegassingRH-degasser diperlukan untuk memenuhi permintaan produk baja high-gradedari konsumen.

    5.1.6 Continuous Casting MachineBesi cair masuk ke proses continuous casting dimana pada tahap ini besi cairdipadatkan menjadi bentuk setengah jadi: bloom, billet atau lembaran slab.Bajaslab diperoleh dari proses pencetakan kontinyu tersebut dimana perlindungandengan menggunakan gas argon diperlukan antara ladle dan tundish. Ukuranslab yang dihasilkan mempunyai ketebalan 200mm, lebar 800 2.080mm danpanjang maksimum 12.000mm.

    Baja billet diperoleh dari proses pencetakan kontinyu (continuous casting)dimana perlindungan dengan menggunakan gas argon diperlukan antara ladledan tundish. Ukuran billet yang dihasilkan adalah 110x110mm 120x120mm;

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 59

    130x130mm dan panjang maksimum mencapai 12.000 mm. Konsumsi energiuntuk proses continuous casting adalah berkisar 0,1 GJ/ton.

    Gambar 5.6 Continuous Casting Billet

    Instalasi Slab Baja (Slab Steel Plant) yang dimiliki Krakaktau Steel memilikikapasitas produksi sebesar 1.800.000 ton per tahun yang terbagi menjadi duaunit pabrik:

    SSP I : 1.000.000 ton SSP II : 800.000 ton

    Sedangkan untuk billet Baja (Billet Steel Plant), kapasitas produksi yang dimilikiKrakatau Steel sebesar 675.000 ton per tahun.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 60

    5.1.7 Rolling and FinishingRolling dan finishing adalah proses mengubah bentuk setengah jadi menjadiproduk baja jadi, yang akan digunakan oleh end user secara langsung atau untukmembuat produk lanjut lainnya. Sedangkan proses finishing dapat memberikankarakteristik produk yang penting yang meliputi: bentuk akhir, permukaan akhir,kekuatan, kekerasan dan fleksibilitas, dan ketahanan korosi. Penelitian terkaitteknologi finishing yang saat ini berfokus pada peningkatan kualitas produk,mengurangi biaya produksi dan mengurangi polusi.

    5.1.7.1 Rolling and FormingRolling dan forming baja setengah jadi (slab, billet atau mekar) adalahmembentuk mekanik baja untuk mencapai bentuk dan sifat mekanik yangdiinginkan.

    Proses rolling dan forming dapat mencakup rolling panas, rolling dingin, formingatau forging. Dalam rolling panas baja strip, misalnya, lempeng baja dipanaskansampai lebih dari 1.000 oC kemudian melewati beberapa set roller. Tekanantinggi akan mengurangi ketebalan pelat baja sambil meningkatkan lebar danpanjangnya. Setelah rolling panas, baja mungkin perlu dilakukan rolling dinginpada suhu ambien untuk mengurangi ketebalan, meningkatkan kekuatan(melalui pengerjaan dingin), dan memperbaiki permukaan. Dalam membentukbatang, tabung, balok dan H beam dapat diproduksi dengan melewatkan bajapanas melalui rol berbentuk khusus untuk menghasilkan bentuk akhir yangdiinginkan. Dalam penempaan, baja cor dipukul dengan palu atau dye-pressed.

    Pabrik Baja Lembaran Panas (Hot Strip Mill) yang ada di Krakatau Steelmempunyai kapasitas produksi sebesar 2.000.000 ton per tahun.Energi yangdikonsumsi pada fasilitas ini umumnya berkisar 1,8 GJ/ton. Konfigurasi fasilitasproduksi pada pabrik ini terdiri dari:

    Reheating Furnace Sizing Press

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 61

    Roughing Mill Finishing Mill Laminar Cooling Down Coiler Shearing Line Hot Skin Pass Mill

    Pabrik Baja Lembaran Dingin terdiri dari unit-unit produksi (Line) sebagai berikut:

    Continuous Pickling Line Tandem Cold Mill Electrolytic Cleaning Line Batch Annealing Furnace Continuous Annealing Line Temper Mill Finishing Line

    Pabrik Baja Lembaran Dingin (Cold Rolling Mill) di Krakatau Steel memilikikapasitas produksi sebesar 650.000 ton per tahun. Intensitas energi instalasi iniumumnya berkisar 0,4 GJ/ton.

    Selain hot rolling dan cold rolling, Krakatau Steel mempunyai fasilitas pabrik bajabatang kawat (Wire Rod Mill). Saat ini fasilitas produksi yang dimiliki oleh pabrikBatang Kawat adalah:

    Reheating Furnace Pre-roughing Mill Roughing Mill Finishing Mill Cooling Zone Down Coiler

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 62

    Pabrik Batang Kawat (Wire Rod Mill) memiliki kapasitas produksi sebesar 450.000ton per tahun.

    Sumber: www.ssab.com

    Gambar 5.7 Hot Rolling Mill

    5.1.7.2 FinishingFinishing baja dilakukan untuk memenuhi spesifikasi fisik dan visual. Proseskerjanya meliputi heat treatment, quenching, pickling dan coating. Heattreatment bertujuan untuk dapat memberikan berbagai kualitas atas bajadengan mengubah struktur kristalnya. Perlakuan panas ini sering dilakukansetelah proses rolling dengan tujuan untuk mengurangi ketegangan padamaterial akibat proses pengerolan. Quenching bertujuan meningkatkankekerasan baja dan biasanya sering dikombinasikan dengan tempering untukmengurangi kerapuhan. Pickling merupakan chemical treatment, di mana bajagulungan dibersihkan dalam penangas asam untuk menghilangkan kotoran, nodaatau kerak sebelum dilapis (coating). Dalam coating, gulungan baja lembarandingin dilapisi anti korosi dan untuk menghasilkan permukaan dekoratif.Konsumsi energi untuk finishing berkisar 1,1 GJ/ton.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 63

    Sumber: www.ssab.com

    Gambar 5.8 Cold Rolling dan Finishing

    5.2 Potensi Penerapan Teknologi hemat energi di Industri Besi dan Baja

    Beberapa teknologi hemat energi yang layak diterapkan di Industri Besi dan Bajaantara lain:

    5.2.1 Zero reformerBahan baku besi yang digunakan di proses peleburan baja adalah besi spons yangdiperoleh salah satunya melalui proses reduksi pelet-pelet biji besi (Fe2O3)menjadi Direct Reduction Iron (DRI). Selama ini teknologi yang digunakan untukproses reduksi biji besi tersebut berbasis gas alam dengan menggunakan prosesHYL, di mana proses reduksi dilakukan di dalam tungku HYL Furnace yang berupamoving bed shaft reaktor yang beroperasi pada tekanan yang relatif tinggi diatas12 bar. Di dalam tungku tersebut besi oksida (Fe2O3) direduksimenggunakangas H2 yang dialirkan secara counter flow.Gas H2sendiri dihasilkan dari prosessteam reforming gas alam (CH4) di dalam reaktor reformer. Di sini energi yangdibutuhkan sangat besar, karena proses steam reformer adalah proses

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 64

    endotherm yang membutuhkan pemanasan dari hasil pembakaran gas alam,selain itu setelah proses reformer dilakukan quenching untuk membersihkankotoran dan impurities yang dihasilkan setelah proses. Sehingga secarakeseluruhan kebutuhan gas alam mencapai 3,3 Gkal/ton-DRI

    (a) Proses HYL 3

    (b) Proses Zero ReformerGambar 5.9 Blok Diagram Proses DRI (a) HYL3 dan (b) Proses Zero Reformer

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 65

    Teknologi zero reformer menghilangkan proses steam reformer dan memasukkanlangsung natural gas yang sudah melewati proses humidifikasi (penambahanH2O) ke dalam Gas Heater sebelum masuk ke dalam reaktor HYL (Gambar 5.1).Dengan demikian tidak diperlukan proses quenching, karena produk prosesreform yang panas dapat langsung diumpan ke dalam reaktor HYL untukmereduksi biji besi dan menghasilkan DRI. Dengan proses demikian, konsumsigas alam dapat ditekan hingga menjadi 2,45 Gkal/ton-DRI.

    5.2.2 Coal Based HYL ProcessTeknologi ini menggunakan Reaktor HYL berikut sistem pendukung dan prinsip-prinsip operasi yang sama seperti proses HYL berbasis gas,akan tetapi biji besidiumpankan dari atas dan direduksi menggunakan gas H2 dan CO hasil gasifikasibatu bara. Gas reduktor yang diproduksi dalam gasifier batubara sarat debu danmengandung CO2, H2O dan zat-zat pengotor lainnya. Gas tersebut kemudiandibersihkan dan didinginkan dalam serangkaian cyclone untuk memisahkan H2O,CO2 dan Sulfur. Dengantidak menggunakan gas alam untuk karburisasi dari DRI,produk besi cair memiliki kandungan karbon yang lebih rendah sekitar 0,4%.Reaktor HYL dirancang untuk bekerja dengan gas reduktor dengan kandungan H2tinggi, sedangkan gas dari gasifier mengandung sejumlah besar CO,sehinggadiperlukan reaktor tambahan(shift reactor) untuk mengubah COmenjadi H2 dengan reaksi CO + H2O ---> CO2 + H2. Reaktor inidipasang sebelumsistem CO2removal. Suhu dan tekanan gas ini kemudian diatur sebelum injeksi kedalam reaktor.Mirip dengan proses HYL berbasis gas, tungku gas atas didinginkan dandibersihkan dan CO2 yang akan dihapus dan kemudian didaur ulang ke dalammengurangi sirkuit gas.Energi, Biaya, Lingkungan dan keuntungan lain:

    Tidak perlu untuk batubara kokas dan coke Tidak perlu untuk gas alam Penggunaan batubara kualitas rendah

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 66

    Produksi panas DRI yang dapat dibebankan pada EAF denganpenghematan energi yang signifikan

    Manfaat lingkungan dibandingkan dengan Ledakan Furnace rute

    Gambar 5.10 Blok diagram Coal Based HYL Process

    5.2.3 Blast Furnace (Tanur Baja)Teknologi Blast Furnace (Tanur Baja), sebenarnya bukan teknologi baru. Berbedadengan rute peleburan baja berbasis Gas Alam sebagaimana digunakan diKrakatau Steel selama ini, teknologi ini menggunakan bahan bakar batubaradalam bentuk kokas di mana di dalam tungku blast furnace, kokas tersebutsekaligus digunakan sebagai reduktor untuk bijih besi menjadi besi cair yanguntuk selanjutnya diolah di Balance Oxygen Furnace (BOF) untuk dimurnikanmenjadi baja cair yang siap untuk dicetak melalui Continous Casting Machine(CCM).

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 67

    1: Iron ore + Calcareous sinter2: coke3: conveyor belt4: feeding opening, with a valve thatprevents direct contact with the internalparts of the furnace5: Layer of coke6: Layers of sinter, iron oxide pellets, ore,7: Hot air (around 1200C)8: Slag9: Liquid pig iron

    10: Mixers11: Tap for pig iron12: Dust cyclon for removing dust fromexhaust gasses before burning them in 1313: air heater14: Smoke outlet (can be redirected tocarbon capture & storage (CCS) tank)15: feed air for Cowper air heaters16: Powdered coal17: cokes oven18: cokes bin19: pipes for blast furnace gas

    (sumber: Wikipedia)Gambar 5.11 Teknologi Blast Furnace

    Secara keseluruhan proses didalam tanur baja adalah adalah untukmengkonversi oksida besi menjadi besi cair yang disebut "logam panas" (hotmetal). Blast furnace memiliki ukuran yang sangat besar, terbuat dari plat bajayang dilapisi dengan bata tahan api, di mana bijih besi, kokas dan batu kapurdiumpan dari atas tungku, dan dipanaskan melalui udara panas yang ditiupkanmelalui bagian bawah tanur. Bahan baku tanur tersebut membutuhkan 6 sampai8 jam untuk turun ke bagian bawah tungku sembari melewati serangkaian reaksidi dalamnya, sampai akhirnya mereka menjadi produk akhir berupa terak (slag)cair dan besi cair. Produk-produk cair tersebut dikeluarkan dari bawah tungku

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 68

    secara periodik. Panas udara yang ditiup ke bagian bawah tungku naik ke atasdalam 6 sampai 8 detik setelah melalui berbagai reaksi kimia. Begitu tanurdinyalakan, tungku ini akan terus beroperasi hingga 4-10 tahun dengan waktuberhenti yang sangat singkat untuk melakukan pemeliharaan rutin.Tanur-tanur baja modern dilengkapi dengan berbagai modifikasi untukmeningkatkan efisiensi proses dan menghemat penggunaan energinya. Diantaranya dengan menggunakan expert system untuk sistem kendalinya,memanfaatkan pulverized coal untuk pengganti kokas, pemanfaatan top gasrecovery turbin dan sebagainya.Proses peleburan menggunakan tanur baja memiliki banyak kelebihandibandingkan dengan teknologi berbasis gas alam, khususnya untuk pabrik bajaterintegrasi dengan skala besar. Dilihat dari konsumsi energinya, untuk prosesproduksi baja terintegrasi mulai dari material preparation, iron making dan steelmaking, proses menggunakan blast furnace dan basic oxygen furnacemengkonsumsi energi sekitar 16,5 GJ/ton-steel (LBNL, 2010). Angka tersebutlebih hemat energi dibandingkan dengan proses menggunakan Direct Reductiondan ElectricArc Furnace yang mengkonsumsi energisekitar 18,6 GJ/ton-steel.Beberapa kelebihan lain menggunakan hot metal produk dari blast furnacediantaranya adalah sebagai berikut (Ketut, 2013):

    a. Menurunkan konsumsi listrik sebesar 170 kWh/t-baja cairb. Menurunkan konsumsi elektroda sebesar 1.3 kg/t-baja cairc. Meningkatkan produksi slab sebesar 475 rb ton per tahund. Memanfaatkan bahan baku lokal seperti biji besi dan batubara yang

    memberikan jaminan ketersediaan dan harga yang lebih baike. Meningkatkan fleksibilitas pemakaian energi dan bahan baku yang akan

    mengurangi ketergantungan terhadap gas alam dan pelet biji besi untukkualitas DR.

    5.2.4 Blast Furnace Gas RecoveryGas-gas produk samping keluaran dari Blast Furnace atau yang disebut denganBlast Furnace Gas (BFG) rata-rata masih memiliki nilai kalor sekitar 750kkal/NM3.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 69

    Gas-gas tersebut dapat dimanfaatkan untuk proses pembakaran di dalam pabrikuntuk mengurangi penggunaan bahan bakar utama, misalnya sebagai bahanbakar pembangkit listrik. Biasanya gas hasil daur ulang dari Blast Furnace inidicampur dengan gas-gas hasil daur ulang proses lainnya, seperti Coke Oven Gas(COG), Basic Oxygen Furnace Gas, untuk ditingkatkan nilaik kalornya sebelumdigunakan untuk proses pembakaran. Sebagai ilustrasi, pemanfaatan BFG danCOG sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik di pabrik KS saja dapatmenurunkan emisi CO2 sampai dengan 132 ribu t-CO2/thn.

    5.2.5 Hot DRI dan/atau HBI Charging untuk EAFPenggunaan Direct Reduction Iron (DRI) dan/atau Hot Bricquetting Iron (HBI)sebagai bahan baku untuk proses peleburan baja di Electric Arc Furnace (EAF)beberapa tahun terakhir meningkat secara substansial, dengan produksi globalsekarang lebih dari 65 juta ton per tahun. Produksi DRI dunia,mayoritas diprosesmenggunakan unit reduksi berbasis gas alam, dan hanya sebagian kecildiproduksi menggunakan proses berbasis batu bara.Dalam beberapa tahunterakhir sebagian besar unit produksi DRI yang digunakan untuk prosessendiri,dimodifikasi menjadi pengisian Hot DRI/HBI ke EAF pada suhu di kisaran600C. Dengan demikian dapat menghemat proses pemanasan pada prosesselanjutnya di EAF. DRI yang panas dapat diumpankan langsung ke EAF denganmenggunakan salah satu dari 4 metode, yaitu: (1) transportasi Pneumatic, (2)transportasi dengan conveyor elektro-mekanik, (3) memanfaatkan gravitasi dariposisi reaktor dan (4) tansportasi dalam botol terisolasi.Pengisian DRI panas pada suhu sampai 600C dapat mengurangi konsumsi energiuntuk peleburan baja sekitar 150 kWh/t baja mentah (>0,5 GJ/ton). Keuntunganlain yang didapat melalui proses ini, di antaranya: peningkatan produktivitas,peningkatan terak berbusa dan peningkatan kadar karbon dalam umpan

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 70

    Gambar 5.12 Blok Diagram Hot Conveyor Transport dari Hot DRI/HBI

    5.2.6 Oxy-fuel Burners/LancingOxy-fuel Burner/lancing dapat diinstal dalam EAFs untuk mengurangi konsumsilistrik dengan menggantikan listrik dengan oksigen dan bahan bakar hidrokarbon.Teknologi ini dapat mengurangi konsumsi energi karena: Mengurangi beban panas, yang menyimpan 2-3 kwh/ton/menit holding time Peningkatan perpindahan panas selama periode pemurnian meningkatkan efisiensi penggunaan oksigen dan karbon saat disuntikkanSekalipun demikian diperlukan perawatan yang benar-benar teliti untukmenggunakan oxy-fuel burner secara benar. Jika tidak hati-hati, total konsumsienergi dan gas rumah kaca sebaliknya justru akan meningkat.Keuntungan yang diperoleh dari teknologi ini adalah:

    Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 70

    Gambar 5.12 Blok Diagram Hot Conveyor Transport dari Hot DRI/HBI

    5.2.6 Oxy-fuel Burners/LancingOxy-fuel Burner/lancing dapat diinstal dalam EAFs untuk mengurangi konsumsilistrik dengan menggantikan listrik dengan oksigen dan bahan bakar hidrokarbon.Teknologi ini dapat mengurangi konsumsi energi karena: Mengurangi beban panas, yang menyimpan 2-3 kwh/ton/menit holding time Peningkatan perpindahan panas selama periode pemurnian meningkatkan efisiensi penggunaan oksigen dan karbon saat disuntikkanSekalipun demikian diperlukan perawatan yang benar-benar teliti untukmenggunakan oxy-fuel burner secara benar. Jika tidak hati-hati, total konsumsienergi dan gas rumah kaca sebaliknya justru akan meningkat.Keuntungan yang diperoleh dari teknologi ini adalah:

    Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 70

    Gambar 5.12 Blok Diagram Hot Conveyor Transport dari Hot DRI/HBI

    5.2.6 Oxy-fuel Burners/LancingOxy-fuel Burner/lancing dapat diinstal dalam EAFs untuk mengurangi konsumsilistrik dengan menggantikan listrik dengan oksigen dan bahan bakar hidrokarbon.Teknologi ini dapat mengurangi konsumsi energi karena: Mengurangi beban panas, yang menyimpan 2-3 kwh/ton/menit holding time Peningkatan perpindahan panas selama periode pemurnian meningkatkan efisiensi penggunaan oksigen dan karbon saat disuntikkanSekalipun demikian diperlukan perawatan yang benar-benar teliti untukmenggunakan oxy-fuel burner secara benar. Jika tidak hati-hati, total konsumsienergi dan gas rumah kaca sebaliknya justru akan meningkat.Keuntungan yang diperoleh dari teknologi ini adalah:

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 71

    Penghematan listrik sebesar 0,14 GJ/ton baja mentah, dengan penghematanyang bervariasi antara 2,5-4,4 kWh/Nm3-injeksi-oksigen, dimana rata-ratakonsumsi oksigen sebesar 18 Nm3/ton

    Injeksi gas alam sebesar 10 scf/kWh (0.3m3/kWh) dengan tingkat injeksiumum 18 Nm3/ton menghasilkan penghematan 20-40 kWh/t-baja cair.

    Biaya investasi (Capital Cost)untuk melakukan retrofit sekitar $4,80 per tonbaja mentah untuk EAF dengan kapasitas produk 110 ton.

    Peningkatan distribusi panas menyebabkan berkurangnya waktu tap-to-tapsekitar 6%, yang menghasilkan penghematan biaya tahunan sebesar$4.0/ton.

    Pengurangan kandungan nitrogen dalam baja, yang mengarah kepeningkatan kualitas produk

    5.2.7 Scrap PreheatingScrap preheating adalah teknologi yang dapat mengurangi konsumsi daya EAFmelalui pemanfaatan panas buang dari tungku untuk memanaskan scrap yangdiumpan. Panas yang keluar dari EAF bersama gas buang akan diserap scrappreheater untuk memanaskan scrap sehingga efisiensi energi akan meningkat.Diagram sederhana dari proses Scrap Preheating dapat dilihat pada gambarberikut. Dengan memanfaatkan teknologi ini dapat diheemat penggunaanenergi sekitar 0.016 to 0.2 GJ/t-steel. Keuntungan penggunaan scrap preheaterselain meningkatkan efisiensi energi antara lain adalah jumlah debu yang keluardari EAF berkurang

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 72

    Gambar 5.13 Teknologi Scrap Preheating

    Sistem preheating yang lama memiliki berbagai masalah, misalnya, emisi, biayapenanganan yang tinggi, dan heat recovery yang relatif rendah. Sistem moderntelah mengurangi masalah ini dan menjadikan proses sangat efisien. Berbagaisistem telah dikembangkan dan digunakan di berbagai tempat di AS dan Eropa,yaitu, Consteel tunnel-type preheater, Fuchs Finger Shaft, dan Fuchs Shaft Twin.

    5.2.8 Regenerative Burner untuk Preheating FurnaceRBCS atau Regenerative Burners Combustion System adalah teknlogi pembakar(burner) yang mampu mendaur ulang panas dari udara pembakaran untukmemanaskan udara pembakaran hingga mendekati temperatur proses/tungku.Teknologi ini merupakan pengembangan dari teknologi pemanfaatan panasbuang yang mengintegrasikan antara penukar kalor regenerasi dengan burner,sehingga panas buang dari tungku dapat dimanfaatkan secara lebih efektif.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 73

    Gambar 5.14 Prinsip Kerja Regenerative Burner

    Setidaknya ada dua kelebihan dari teknologi ini dibandingkan teknologipembakaran konvensional, yaitu efektifitas daur ulang panas yang tinggi karenaudara panas dari gas buang langsung dilewatkan kepada media penukar kaloryang berupa keramik dengan luas permukaan yang besar, sehingga udarapembakaran dapat dipanaskan sampai temperatur yang relatif tinggi. Selain itu,karena sistem pembakarnya terintegrasi dengan penukar kalor regenerasi makaudara pembakaran yang tinggi dapat langsung digunakan untuk prosespembakaran pada burner, tanpa melalui saluran terpisah. Di sisi lain, karenapanas buang lagsung dilewatkan melalui media penukar kalor, maka suhu didalam tungku dapat dijaga pada temperatur tinggi yang pada akhirnya dapatmenurunkan penggunaan bahan bakar untuk proses pembakaran di dalamtungku.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 74

    Gambar 5.15 Contoh aplikasi Regenerative Burner di reheating furnace

    Teknologi ini mula-mula dikembangkan di Jepang dan saat ini sudah terpasangpada lebih dari 540 tungku di dunia.Penghematan energi yang dapat dicapai berkisar antara 0,18-0,21 GJ/t-baja,dengan biaya retrofit mencapai 90 rb USD/tiga pasang burner untuk kapasitastungku 110 t/h. Selain itu keuntungan lain yang didapat dengan menggunakanteknologi ini adalah pengurangan NOx hingga 50%, peningkatan kualitasdistribusi temperatur tungku sehingga meningkatkan produktifitas tungku danjuga penurunan kandungan scale/kerak pada produk.

    5.3 Model Simulasi Penggunaan Energi di Industri Baja tahun 2010 2030

    Model disusun dengan berbagai skenario instrumen pengendalian penggunaanenergi, yang difokuskan pada penerapan teknologi hemat energi di sektorindustribesi dan baja. Untuk menggambarkan besar potensi penghematan energi diindustri besi dan baja, dua skenario dibuat, skenario Base Case dan Konservasi.Penjelasan umum dari kedua skenario adalah sebagai berikut:

    Skenario Base Case hanya mempertimbangkan kondisi industri besi danbaja saat ini tanpa melihat adanya kemungkinan perubahan kebijakan

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 75

    energi yang mendasar pada sektor tersebut. Skenario ini merupakandasar untuk skenario Konservasi dalam melakukan analisis kebutuhanenergi dan emisi CO2 yang terkait penggunaan energi terhadappenerapan beberapa teknologi hemat energi di industribesi dan bajaIndonesia.

    Skenario Konservasi merupakan skenario dimana teknologi hemat energiyang sudah teridentifikasi dan mempunyai peluang besar untukditerapkan di industribesi dan baja Indonesia dimasukkan pada model.Semua asumsi makroekonomi pada skenario ini tidak berbeda denganskenario Base Case. Yang membedakan hanya adanya pemanfaatanteknologi hemat energi yang memberikan intensitas energi lebih rendah.Selain itu, tingkat penetrasi dari teknologi hemat energi tersebutdiasumsikan cukup konservatif, hanya sekitar 50% dari seluruhindustribesi dan baja di Indonesia.

    Penyusunan model menggunakan piranti lunak LEAP. Dalam model LEAP, aliranenergi industri besi dan baja Indonesia saat ini dan dimasa mendatang yangmerupakan implementasi dari kebijakan nasional energi di sektorindustri yangberjalan maupun yang sudah direncanakan digambarkan dalam suatu SistemEnergi Referensi atau Reference Energi System (RES)

    Secara umum penggunaan energi di industri besi dan baja di Indonesia bisadibagi menjadi tiga bagian,

    Heating process, sebesar 91,8% Cooling process, sebesar 0,6% Motor penggerak, sebesar 7,6%

    Terlihat bahwa sebagian besar energi yang dikonsumsi digunakan untuk prosesheating atau termal yang dalam hal ini adalah proses pembuatan atau peleburanbesi dan baja (lihatGambar 5.16)

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 76

    Gambar 5.16 Distribusi Pemanfaatan Energi Industri Besi dan Baja

    Dengan menggunakan data total output dan konsumsi energi di sektorindustribesi dan baja tahun 2010, diperoleh intensitas energi untuk masing-masingproses heating, cooling dan motor penggerak pada sektorindustri besi dan bajasebagai berikut,

    Heating process, sebesar 4,07 ribu SBM per milyar rupiah Cooling process, sebesar 2,95 ribu KWh per milyar rupiah Motor penggerak, sebesar 89,26 ribu KWh per milyar rupiah

    Besaran aktivitas energi yang digunakan pada model ini adalah nilai output dariindustri besi dan baja. Proyeksi nilai output industri besi dan baja hingga tahun2030 ditampilkan pada Gambar .

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 77

    Gambar 5.17 Proyeksi Output Industri Besi dan Baja

    5.4 Skenario KonservasiDi dalam skenario Konservasi, beberapa teknologi hemat energi yangmempunyai peluang untuk diterapkan di industri besi dan baja Indonesia dicobauntuk diidentifikasi. Dari hasil kajian dan penelaahan data-data seperti besarpotensi penghematan, biaya implementasi, tingkat komersialisasi, technologyreadiness level dan potensi reduksi CO2, diperoleh beberapa teknologi yangmempunyai potensi besar untuk diimplementasikan di Indonesia baik dalamjangka pendek maupun jangka panjang. Teknologi tersebut adalah

    Teknologi Pembuatan Besio Zero reformero COG & BFG Utilisation

    Teknologi Pembuatan Bajao Hot Metal Chargingo OXY Fuel burnero Neuro Furnace Control

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 78

    o EAF Waste Boilero Scrap preheating

    Teknologi Pengerolan (Rolling)o Slab hot chargingo Billet hot chargingo regeneratif burnero RF Waste heat utilisation

    Berdasarkan biaya implementasi, tingkat komersialisasi dan technology readinesslevel bisa dibuat roadmap penetrasi dari teknologi tersebut dari jangka pendekhingga panjang.

    Tabel 5.1Roadmap teknologi penghematan energi di industribesi dan bajaTahun Teknologi

    2014 2030 Scrap preheating, Slab hot charging,Billet hot charging, regeneratif burner,RF Waste heat utilization.

    2019 2030 EAF Waste Boiler, OXY Fuel burner,Neuro Furnace Control

    2024 2030 Zero reformer, COG & BFG Utilisation,Hot Metal Charging

    5.5 Proyeksi Penghematan EnergiDari hasil kajian yang menerapkan roadmap tersebut, diperoleh hasil potensipenghematan energi pada industri besi dan baja hingga tahun 2030 yangdiberikan oleh Gambar 5.18. Besar potensi penghematan energi di industri besidan bajapada tahun 2030 bisa mencapai 31% atau sebesar 47,15 juta SBM.Mesin-mesin peleburanpada industri besi dan bajadi Indonesia relatif sudah tua

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 79

    baik dari sisi teknologinya maupun umur ekonomisnya sehingga peluangpenghematannya relative cukup besar dibandingkan dengan jenis industrilainnya.

    Total penghematan energi non listrik (BBM, batubara dan gas bumi) di industribesi dan baja dari tahun 2014 hingga 2030 adalah sebesar 151,4 juta SBM. Nilaiini setara dengan 2 bulan lifting minyak Indonesia yang berkisar 0,9 juta SBM perhari.

    Sedangkan penghematan listrik selama periode yang sama adalah sebesar 198,4ribu GWh. Nilai ini setara dengan 28 GW PLTU Batubara dengan factor kesiapan80%.

    Gambar 5.18 Proyeksi Penghematan Energi Industri Besi dan baja

    Potensi reduksi CO2 dari penerapan teknologi hemat energi di sektorindustribesidan baja pada tahun 2030 bisa mencapai 13 juta ton CO2, atau setara dengan24,2% dari skenario Base Case.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 80

    Gambar 5.19 Proyeksi Reduksi Emisi CO2 Industri Besi dan baja

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 81

    BAB 6 POTENSI PENGHEMATAN ENERGI HINGGATAHUN 2030

    Industri besi dan baja merupakan industri yang sangat strategis bagi Indonesiayang sedang membangun. Kebutuhan besi dan baja Indonesia diperkirakanmelonjak terus seiring dengan semakin gencarnya pembangunan terutama disektor konstruksi maupun industri manufaktur lainnya.

    Dari hasil kajian diperoleh bahwa penghematan energi yang bisa diperoleh darisektor industri besi dan baja dengan menerapkan teknologi hematenergisepertiblast furnace, basic oxygen furnace, Zero reformer, COG dan BFGUtilisation, Hot Metal Charging, Oxy fuel burner, Neuro Furnace Control, EAFWaste Boiler, Scrap preheating, Slab hot charging, Billet hot charging, regeneratifburner, RF Waste heat utilisationakan diperoleh penghematan energi pada tahun2030 sebesar 31% atau setara dengan 47,5 juta Setara Barel Minyak (SBM).Penghematan total dari tahun 2014 hingga 2030 yang bisa diperoleh adalahsebesar 1.595 juta SBM.

    Penggunaan batubara di industri besi dan baja akan semakin tinggi denganditerapkannya teknologi blast furnace dan basic oxygen furnace. Namunpenggunaan batubara juga akan berdampak pada lingkungan. Disisi lainpenggunaan gas bumi semakin berkurang akibat semakin mahalnya harga gasbumi. Meskipun demikian, dengan semakin tingginya efisiensi pemanfaatanenergi di industri besi dan baja, maka emisi gas rumah kaca yang diakibatkanpembakaran energi fosil akan mengalami penururunan. Potensi reduksi emisiCO2 sebagai akibat dari penerapan teknologi hemat energi di industri besi danbaja adalah sebesar 13 juta ton CO2 pada tahun 2030, atau sekitar 24% lebihrendah dari emisi CO2 pada skenario base case.

  • Perencanaan Efisiensi dan Intensitas Energi 2013 - BPPT 82