## Manfaat Pemakaian LNG Sebagai Bahan Bakar Utama Mesin Kapal Benefits of Use LNG as Material Main Engine Fuel Ship

## Y. Siahaya
Dosen Pasca Sarjana Bidang Konversi Energi Teknik Mesin Universitas Hasanuddin Makassar Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10, Tamalanrea, Makassar e-mail : yusufsiahaya@yahoo.com
Naskah diterima 01 Juli 2014, direvisi 14 Juli 2014, disetujui 29 Agustus 2014

## ABSTRAK
Tantangan  utama  yang  akan  dihadapai  oleh  bangsa Indonesia  pada  masa  akan  datang  ialah  semakin  menipisnya cadangan bahan bakar minyak, bila tidak didapatkan cadangan bahan bakar minyak yang baru maka dalam waktu 15 tahun Indonesia kehabisan bahan bakar minyak. Akhir-akhir ini Indonesia telah menjadi importir utama bahan bakar minyak, sementara itu Indonesia memiliki cadangan gas alam yang besar. Gas alam Indonesia mempunyai kemampuan menggantikan ketergantungan terhadap bahan bakar fosil. Gas alam (kandungan utamanya methane, CH4) yang dapat dikonversi menjadi bentuk Liquid Natural Gas (LNG) agar  mudah disimpan dan diangkut. Pemakaian LNG sebagai bahan bakar utama mesin kapal, mempunyai kaitan dengan manfaat dari pengurangan emisi dan harga yang lebih murah. Teknologi ini dikenal dengan nama dual-fuel engine, dengan dua system bahan bakar yaitu LNG dan solar. Manfaat yang dapat diperoleh bila LNG sebagai bahan bakar utama  kapal, pemakaian bahan bakar lebih flexibil, efisiensi yang lebih tinggi, emisinya rendah dan biaya operasionalnya lebih menguntungkan, dapat mereduksi 25-30% CO2, SOx dan partikel padat dapat direduksi sampai 100 %, dan  NOx dapat direduksi sampai 90 %.Makalah ini akan membahas peran LNG sebagai bahan bakar dual-fuel engine untuk mesin kapal di Indonesia.
Kata kunci : LNG, BBM, Propulsi dan Emisi

## ABSTRACT
In the  future Indonesia will  be faced the  main challenger, this is  diminishing of oil  fuel and it  is projected  that without new exploration, oil will be exhausted in the next 15 years. Indonesia has become a net oil import in the early 21th century. Meanwhile Indonesia has great reserves of Natural Gas (NG). Natural Gas has the potential to reduce dependence  on  other  fossil  fuel.  The usage  of  LNG  as  a  fuel  (dua-fuel  engine)  is  associated  with  environmental benefits and low cost compared to any oil system. The technology of dual-fuel engine is fueled by either MDO or HFO and  LNG.  Benefits  of  dual  fuel  engines  include  fuel  and  operational  flexibility,  high  efficiency,  low emissions  and operational cost advantages. The emission  can be redused 25 % of CO2,  SOx and particulated matter can be redused to 100 % and NOx  can be reduced to 90 %.This paper will discuss the role of LNG development as fuel (dual-fuel) for propulsion merchant ship in Indonesia.
Key word : LNG, Fuel Oil, Propulsion and Emission.

## PENDAHULUAN
Sesuai dengan visi-misi Jokowi-JK bila terpilih menjadi presiden nanti maka akan mengalihkan 30 persen  transportasi  dari  yang  berbasis  BBM  ke bebasis gas. Pada saat pelantikan sebagai Presiden 20 Oktober 2014, kembali Jokowi menyampaikan betapa  pentingnya  kita  kembali  menjadi Negara Maritim, ditekankan samudra, laut, selat dan teluk adalah  masa  depan  Indonesia.  Untuk mendukung terwujudnya  kejayaan  maritim  nasional  maka pemerintah yang terpilih harus banyak membangun infrastruktur dan sarana transfortasi kelautan.
Gagasan mengenai poros maritim dan tol laut yang lahir pada debat calon presiden 5 Juli 2014 yang disampaikan oleh Jokowi, pemerintah menekankan kembali bahwa Indonesia memiliki identitas bangsa sebagai  sesuatu kekuatan  maritim.  Walaupun Indonesia diberikan kodrat sebagai negara maritim, akan  tetapi bidang  maritim  kurang  mendapat perhatian sehingga sangat jauh ketinggalan. Salah satu hal yang perlu mendapat perhatian pemerintah menyangkut  transportasi  laut  ialah  bagaimana mengatasi tingginya biaya transportasi laut, terutama menyangkut biaya bahan bakar. PT.(Persero) Pelni mengeluarkan biaya BBM untuk kapal-kapal Pelni sekitar 60-70 persen dari biaya operasionalnya.
Biaya  bahan  bakar  solar  yang  dikeluarkan PT.(Persero)  Pelni  untuk  armada  kapalnya  setiap tahun sekitar Rp 1,4 triliun (Kompas, 12 April 2014). Tidak mudah bagi PT.(Persero) Pelni menurunkan harga tiket tanpa adanya keseimbangan antara biaya operasional dengan pendapatan.Bahan bakar utama mesin kapal saat ini hampir digunakan di seluruh dunia ialah Heavy  Fuel  Oil (HFO)  dan Marine  Diesel Oil (MDO). Untuk bahan bakar HFO, bahan bakar
Gambar 1. Wilayah ECA menentukan batas pemakaian HFO dan MDO sampai tahun 2020. Mohn (2010)
(IMO), bahan bakar HFO dilarang pemakaiannya, karena emisinya. Demikan juga dengan bahan bakar MDO,  walaupun  bahan  bakar  ini  emisinya  lebih rendah dari HFO akan tetapi bahan bakar ini akan dilarang  pemakaiannya  setelah  tahun  2020, yaitu didaerah yang masuk wilayah Emission Control Area (ECA)  (Mohn,  2010).[5].  gambar  1, dibawah  ini memperlihatkan  wilayah  ECA,  yaitu  pembatasan pemakaian HFO dan MDO pada masa akan datang.
Khusus  untuk  Indonesia  belum  adanya pembatasan penggunaan HFO dan MDO tetapi lebih menekankan bagaimana menekan biaya operasional kapal, sehingga gagasan poros maritim dan tol laut dapat dicapai. Walaupun demikian sudah selayaknya memperhatikan  ketentuan  IMO, yaitu  pelarangan pemakaian HFO dan MDO pada masa akan datang. Oleh karena itu industry maritim di Indonesia perlu memperhatikan  bagaimana  cara  agar  biaya operasional kapal dapat diturunkan dan pengurangan emisi. Sudah saatnya dipikirkan bahan bakar yang dapat menggantikan  peran  bahan  bakar  HFO  dan MDO pada masa akan datang. Bahan bakar harus murah harganya dengan emisi rendah.
Oleh karena itu yang dapat mengantikan peran BBM  pada masa  akan  datang  ialah  LNG.  Bahan bakar  LNG  (liquefied  natural  gas).  Kandungan utama LNG ialah Methane (CH4), dikonversi dari Gas Alam menjadi bahan baka cair supaya mudah diangkut. Tetapi untuk pemakaiaannya LNG harus dirubah kembali menjadi gas. Pilihan LNG sebagai bahan bakar utama di kapal-kapal laut akan datang karena harganya lebih murah dan ramah lingkungan. Dengan harga solar sekitar Rp.5.500 perliter dan di bandingkan harga LNG  setara satu liter bensin hanya Rp. 3.500. Bila harga solar dan LNG dinaikkan, harga
ini merupakan residu dan mengandung banyak sul- fur,  nitrogen  dan  partikel  padat.  Bila  mengikuti ketentuan International  Maritim  Organization
LNG tetap akan lebih murah. Disamping itu Indone- sia produsen LNG terbesar ke dua didunia. Dengan pertimbangan  diatas  maka perkiraannya  ialah
perusahan kapal  akan beralih dari solar ke LNG.
Maksud  dan  tujuan  dari  penelitian  ini  ialah: Pemahaman  prinsif  kerja  Dua–Fuel  (DF)  engine, yaitu mesin diesel dapat menggunakan LNG dan juga solar bergatian. Bila menggunakan bahan bakar LNG, mesin diesel bekerja dengan prinsif Siklus Otto. Bila menggunakan  solar  maka  mesin  diesel  bekerja dengan  prinsif Siklus  Diesel. Kajian  analisis pemakaian  LNG  sebagai  bahan  bakar  kapal, penghematan biaya, lebih ramah lingkungan. Dipilih tiga  route  pelayaran  untuk  menghitung  besarnya penghematan  biaya,  yaitu  route  Ambon–Masohi dengan  kapal  Ro-Ro  Temi  (500  GRT),  route Makassar-Bau  Bau  dengan  KM.  Nggapulu,  dan kapal Ciremai route Jakarta-Surabaya. Kajian analisis menyangkut,  pengurangan  emisi  gas  buang  bila menggunakan LNG.

## METODE

## Mesin Dual-Fuel (DF)
Teknologi mesin kapal dual– fuel engine (DF) sudah diproduksi oleh Wartsila. Finlandia, Jacob, MP (2012),[6). Mesin ini adalah mesin diesel, bekerja dengan dua jenis bahan bakar  yaitu gas dan solar (MDO,HFO), mesin ini dikenal dengan nama Dual- Fuel Engine (DF), [1]. Diberi nama Dual-Fuel en- gine karena mesin dapat bekerja Prinsif kerja dari mesin ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Gas  Mode  :  Prinsif  kerja  Gas  Mode  seperti diperlihatkan pada gambar 2, dan gambar 3. Bila mesin dijalankan dengan gas maka mesin Diesel akan  bekerja  mengikuti  prinsif  kerja  motor bensin.  Dengan  demikian  prinsif  kerjanya mengikuti siklus Otto. Untuk langkah isap maka yang  masuk  kedalam  silinder  seperti  pada gambar  adalah  gas  dan  udara.  Pada  saat  itu suplai bahan  bakar  MDO  atau  HFO  secara otomatis tertutup. Untuk langkah kompresi yang terkompressi ialah campuran bahan bakar gas dengan  udara.  Pada  akhir  langkah  kompressi untuk menyalakan campuran udara dan bahan bakar gas yang telah bertekanan tingi dan juga temperaturnya telah tinggi, digunakan pilot diesel fuel,  yang  akan  menyemrotkan  solar  dalam jumlah  yang  kecil  kira  kira  1  %  dari  jumlah maksimum pemakaian  bahan bakar  solar bila bekerja  menurut  prinsil  kerja  Siklus  Diesel. Semprotan bahan bakar solar dari pilot diesel fuel yang terdapat dalam nosel mesin diesel akan memicu terbakarnya campuran bahan bakar gas dengan udara yang sudah terkompressi (ignition by pilot diesel fuel). Pilot diesel fuel ini sebagai pengganti busi pada motor bensin. Mesin Diesel
bekerja  dengan  prinsif  siklus  Otto bila  kapal sudah berlayar. Tekanan gas masuk ke silinder sekitar  5  bar.  Jadi  dalam  nosel terdapat  dua saluran bahan bakar solar, satu berfungsi sebagai pilot diesel fuel dan saluran yang satu adalah saluran  bahan  bakar  solar  bila  mesin  bekerja menurut siklus diesel.
2. Diesel mode :  Prinsip kerja Diesel Mode dapat dilihat pada gambar 4, dan gambar 5. Bila mesin bekerja dengan prinsif kerja siklus diesel, maka saluran gas dan juga pilot diesel fuel akan tertutp. Maka  mesin  diesel  akan  bekerja  mengikuti prinsip kerja siklus diesel.
Dual  –  fuel  vessel konsep  dapat  dilihat  pada gambar 6. Konsep yang diperlihat dalam gambar ini, bila  kapal  berlaya  diluar  daerah Emissin  Control Area  (ECA)  seperti  pada  gambar  1,  maka  bahan bakar  HFO  masih  digunakan,  gambar  7 memperlihatkan  konsep  kapal  yang    diizinkan berlayar  di  daerah Emission  Control  Area  (ECA) maka, pemakaian HFO dilarang, oleh sebab itu  kapal hanya dapat menggunakan MDO dan gas.
Untuk  memahami  manfaat  penggunaan  LNG sebagai  bahan  bakar  utama  mesin  kapal,  maka beberapa studi telah dilakukan di UNHAS. Pertama sebagai  pemakalah  pada  seminar Internasional Maritime  Technologi  (MARTEC9)  di  Kuala Trenggano, Agus Budihartono et al (2012),[1]. Selain itu  ada  tiga  studi  kajian  analisis  menyangkut pemakaian LNG sebagai bahan bakar utama mesin kapal,  dengan  konsep Dual  Fuel  Engine. Diasumsikan bahwa mesin diesel dapat dimodifiasi system bahan bakarnya sehingga bisa menggunakan bahan bakar LNG, maka prinsip kerjanya mengikuti proses Dual - Fuel (DF) Engine. Studi Penggunaan LNG  Sebagai  Bahan  Bakar  (Dual-Fuel)  Kapal Ferry  (Ro-Ro) KMP Temi (500 GRT), route berlayar Ambon  –  Namlea.  Yolanda  J.L.Lewerissa, (2013),[8]. Program Pasca Sarjana Unhas, Program Studi Teknik Mesin. Studi Penggunaan LNG sebagai bahan  bakar  ( Dual–Fuel )  pada  mesin  penggerak KM.Nggapulu,  route  pelayaran  Makassar  –  Bau Bau.  Heny  Pasanadan  Nari,    (2013),  [2] Pasca Sarjana Unhas, Program Studi Teknik Mesin. Studi Literarur Penggunaan bahan bakar MDO dan LNG ( Dual–Fuel ), untuk mendukung trasnportasi ramah lingkungan.  Kapal  Motor  Ciremai,  route  Jakarta– Surabaya. Mochamad Furgon Rochiyana (2014)[7]. Program Pasca Sarjana Unhas, Program Studi Teknik Tranportasi.
Survei    Data  : Data  operasional  kapal  Ferry  (Ro- Ro) KMP Temi (500GRT): Jarak tempuh Ambon – Namlea adalah 85 mil, lama tempuh 9 jam; Mesin digunakan 2, masing – masing dengan daya 810 kW;
Putaran rata rata  mesin 1700 rpm; Sekali pengisian bahan bakar 10,000 liter; Kecepatan rata rata mesin 10  knot  ; Motor  bantu  2  generator  dengan  daya masing-masing  85.  Data  operasional  kapal KM.Nggapulu: Jarak tempuh Makassar-Baubau 13.6 jam; Daya mesin 8520 kW; Putaran mesin 428 rpm; Mesin  bantu  882  kW/750  rpm. Data  operasional kapal KM. Ciremai: Jarak tempuh Jakarta-Surabaya 25.15; Daya mesin 12682 kW, ada dua mesin induk. Persamaan yang digunakan dalam ke tiga kajian ini ialah : Beberapa perhitungan untuk kajian ini secara ringkasPemakaian  bahan  bakar  spesifik  efektif, konsumsi  bahan  bakar  baik  solar  maupun  gas, efisiensi,  biaya  bahan  dalam  satu  route,  dan prosentase  penghematan  biaya  bila menggunakan LNG.; Dengan menggunakan LNG maka emisi gas buangnya  lebih  ramah  lingkungan. Persamaann, Hendrik Anderson (2010), [3].
Gambar 2. Gas Mode mesin diesel bekerja dengan prinsip Siklus Otto, Jacop,MP (2012)
Emission X = (installed effect) MCR% . sea time . emission factor X
Emission factor  : SO x (g/kWh), Solar = 9.47, LNG = 0
NO x (g/kWh), Solar = 15.0, LNG = 2 PM (g/kWh), Solar = 1.25, LNG = 0 CO2(g/kWh), Solar = 650 LNG = 450

## HASIL  DAN  PEMBAHASAN
Pembahasan kajian 1. Hasil perhitungan Kapak Ferry (Ro-Ro) KMP Temi, Route Namlea– Ambon, sebagai berikut. Jumlah bahan  bahan bakar solar yang  digunakan  43,582  l/h  sedangkan LNG  yang digunakan  85,400  m3/h  untuk  mesin  penggerak utama. Pemakaian bahan bakar solar untuk mesin bantu 6,108 l/h, sedangkan LNG 11,900 m3/h. Jumlah bahan bakar solar yang digunakan selama pelayaran 1 jam keluar pelabuhan Namlea Pulau Buru dan satu jam  masuk pelabuhan Ambon  sebanyak  175,328 liter solar. Untuk jarak pelayaran 85 mil ditempuh 9 jam, maka gas digunakan untuk pelayaran lamaya 7 jam. Dengan demikian jumlah gas yang digunakan selama pelayaran 7 jam adalah 1195.6 m3. Untuk 2 mesin bantu jumlah bahan bakar solar yang digunakan 24,432l.Untuk pemakaian gas mesin bantu 166,6 m3. Total bahan bakar solar yang digunakan untuk satu
kali pelayaran, dengan mesin induk dan nesin bantu sebanyak 199,760 l. Total gas yang digunakan untuk mesin induk dan bantu untuk pelayaran 7 jam adalah 1362 m3.
Setara dengan 2,27 m3 sama dengan 2270 liter LNG. Harga LNG sama dengan Rp3500/l, Jadi total harga LNG RP 7,945,000. Harga solar satu liter Rp 5500/l, total harga solar Rp 1,098,680. Total biaya bahan bakar dalam satu kali jarak tempuh sebesar Rp 9,043,680. Bila dibandingkan dengan bahan bakar HFO untuk satu kali jarak tempuh adalah 3340,876 l dengan harga Rp 5500 /l maka total biaya HFO sama dengan  Rp  18,374,796.  Jelas  kapal  yang menggunakan bahan bakar LNG lebih murah biaya operasionalnya  dibandingkan  bahan  bakar  HFO. Penggunaan LNG lebih murah karena selisih biaya solar  dengan  LNG  sebesar  Rp.  9,331,116,  selisih sekitar 35 %. Sama halnya kajian Heny P.Nari dengan Mochamad Furqon Rochyana, menunjukkan bawa penggunaan LNG lebih menguntungkan dibanding menggunakan  solar  (HFO  dan  MDO).  Untuk mengatasi hal ini di Indonesia, tidak perlu mengganti mesin  kapal  dengan  yang  baru,  tetapi  cukup melakukan modifikasi sistem bahan bakar mesin
Pembahasan kajian 2, mengenai emisi; Dari hasil perhitungan  dengan  menggunakan  persamaan Hendrik Anderson (2010), didapatkan, untuk route pelayaran  KM.  Ciremai  Jakarta  –  Surabaya, Perbadingan 80 % LNG dan 20% solar didapatkan : CO2 (g/kWh)  : Solar = 572,   LNG = 483, SOx(g/ kWh) : Solar = 11.67, LNG=0, particulate matter PM (g/kWh) : Solar = 0.34,  LNG = 0, dan NOx (g/ kWh) : Solar = 14.6, LNG = 1.56.
Untuk kapal KM.Temi route Ambon – Namlea, dan  KM.  Nggapulu  route  Makassar-Bau  Bau, analisis emisinya mendekati kajian KM.Ciremai. Dari kajian  emisi  ini  menunjukkan  bahwa penggunaan LNG sebagai bahan bakar utama mesin kapal, lebih ramah  lingkungan  dan  sesuai dengan  persyaratan IMO.
Langkah Isap
Langkah Kompres Proses Pembakaran Langkah Buang dan Langkah Kerja
Gambar 3. Prinsip kerja Gas – Mode   Thijssen, B.(2006)
Gambar 4. Diesel mode mesin diesel bekerja dengan prinsif Siklus Diesel, Jacop, MP, (2012).
Gambar 5. Prinsif kerja Diesel-Mode, Thijssen, B.(2006) Proses Pembakaran Dan Langkah Kerja Langkah Buang Langkag Hisap Dan Langkah Kerja Langkag Kompresi Dan Langkah Kerja

## KESIMPULAN
Kesimpulan  hasil  kajian  penggunaan  LNG sebagai  bahan  bakar  utama  kapal: Lebih  murah menggunakan LNG dibandingkan solar, selisih biaya oprasionalnya  kapal bisa  mencapai  20  %; Menggunakan  LNG  lebih  ramah  lingkungan,  dan memenuhi syarat
Dari  kesimpulan  tersebut  dapat  disarankan sebagai  berikut: Sebaiknya  kajian  mengenai pemakaian  LNG  untuk  mesin  kapal  dapat  segera dilaksanakan di Kementerian Perhubungan; Usulan kepemerintah yang baru agar gagasan poros mari- time dan tol laut dapat segera diwujudkan, dengan membangun stasiun pengisian bahan  bakar gas di setiap pelabuhan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  Kepala  Pusat  Penelitian  dan Pengembangan  Perhubungan  Laut,  tim  redaksi    dan instansi  terkait  yang  telah  memberikan  data    yang diperlukan guna penyelesaian penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Agus  Budi  Hartono,  Yusuf  Siahaya, Abdul  Basir, HenyP.Nari, The Use Of Liquefied Natural Gas (LNG)
As Fuel (Dual-Fuel) For Propulsion Merchant Ship, International  Conference  on  Marine  Technology, Kuala Trenggano,  20-22 October 2012, Malaysia;
Gambar 6. Konsep kapal yang berlayar diluar dearah ECA, masih dapat menggunakan HFO, Henry, J.M (2012 )
Gambar 7. Konsep kapal yang berlayar ECA, pemakaian HFO dilarang.
Henry, J.M (2012)
[2] Henny P.Nari, Yusuf Siahaya, Effendy Arief, Studi Penggunaan Liquefied Natural Gas (LNG) Sebagai Bahan  Bakar  (Dual-Fuel)  Pada  Mesin  Penggerak KM.Nggapulu, Pasca Sarjana Unhas, Program Studi Teknik Mesin, Tahun 2013, Makassar;
[3] Henrik Anderson,  Kasper  Winroth,  Potential  and Conditions for LNG Fueled Short Sea Shipping In East Asia, Chalmers University of chnology Goteborg, Sweden, 2010, Report No. X- 10/245. Swedia;
[4] Henry, J.M, Retrofit Moteur Diesel Wartsila Dual- Fuel, Wartsila France, Tahun 2012. Francis;
[5] Mohn, Emission Control Area (ECA), DNV Mail 2010- 03-01  Hamburg,  Wartsila  Finland,  Tahun  2006. Finlandia;
[6] Jacobs,  M.P,  Businnes  Development  Manager, Wartsila Nort America, Inc. Halvor. Wartsila, Tahun 2012. USA;
[7] Mochamad Furqon ,R, Yamin Jinca, Yusuf Siahaya, Analisis Teoritis Penggunaan Bahan Bakar Gas Alam Cair  Pada  KM.Ciremai  Untuk  Mendukung Transportasi  Ramah  Lingkungan,  Pasca  Sarjana UNHAS Program Studi Teknik Transportasi, Tahun 2014, Makassar;
[8] Yolanda, L, Lewerissa, Yusuf Siahaya, Effendy Arif, Studi Pengunaan LNG Sebagai Bahan  Bakar Utama Mesin Kapal Ferry (Ro-Ro) KM.Temi. Pasca Sarjana UNHAS,  Program Studi Teknik Mesin, Tahun 2013, Makassar;