Thermal System and Renewable Energy Engineering

It's about clean and cheap energy

Perangkat Lunak LEAP(Long-range Energy Alternative Planning)

Posted by ropiudin pada 14 April 2011


LEAP adalah alat pemodelan dengan skenario terpadu yang komprehensif berbasis pada lingkungan dan energi. LEAP mampu merangkai skenario untuk berapa konsumsi energi yang dipakai, dikonversi dan diproduksi dalam suatu sistem energi dengan berbagai alternatif  asumsi kependudukan, pembangunan ekonomi, teknologi, harga dan sebagainya. Hal ini memudahkan untuk pengguna aplikasi ini memperoleh fleksibilitas, transparansi dan kenyamanan.

LEAP bukan hanya merupakan sebuah alat hitung dan analisis, tetapi juga dapat menyesuaikan keinginan pengguna dengan menentukan model perhitungan lain berbasis ekonometri. Pengguna dapat melakukan kombinasi dan mencocokkan metodologi ini seperti yang diperlukan dalam suatu analisis. Sebagai contoh, pengguna dapat membuat top-down proyeksi permintaan energi di satu sektor yang didasarkan pada beberapa indikator makroekonomi (harga, PDB), sekaligus menciptakan dengan rinci perkiraan bottom-up berdasarkan analisis pengguna akhir (end-use) di sektor lain.

LEAP mendukung untuk proyeksi permintaan energi akhir maupun permintaan pada energi yang sedang digunakan secara detail termasuk cadangan energi, transportasi, dan lain sebagainya. Pada sisi penawaran, LEAP mendukung berbagai metode simulasi untuk pemodelan baik perluasan kapasitas maupun proses pengiriman dari pembangkit. Di dalam  LEAP terdapat database  Teknologi dan Lingkungan Database (TED) berisi data mengenai biaya, kinerja dan faktor emisi lebih dari 1000 teknologi energi. LEAP dapat digunakan untuk menghitung profil emisi dan juga dapat digunakan untuk membuat skenario emisi dari sektor non- energi (misalnya dari produksi semen, perubahan penggunaan lahan, limbah padat, dll).

LEAP memiliki fitur yang dirancang untuk membuat dan menciptakan skenario, mengelola dan mendokumentasikan data dan asumsi, serta melihat laporan hasil dengan mudah dan fleksibel. Sebagai contoh, struktur data utama LEAP secara intuitif ditampilkan sebagai hirarki “pohon” (tree)  yang dapat diedit dengan “menyeret dan menjatuhkan” (drag and drop) atau copy dan paste setiap “cabang” (branch) yang ada. Tabel standar neraca energi dan diagram Reference Energy System (RES) secara otomatis digenerasi dan terus disinkronisasi bersamaan dengan pengguna (user) mengedit pohon. Hasil tampilan adalah laporan yang digenerasikan dengan sangat kuat sehingga mampu menghasilkan ribuan laporan dalam bentuk diagram atau tabel.

LEAP dirancang untuk dapat bekerja secara terhubung dengan produk Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint) sehingga mudah untuk impor, ekspor dan menghubungkan ke data serta model yang dibuat di tempat lain. Perancang program aplikasi ini adalah dari Stokholm Environment Institute (SEI) dan memiliki komunitas yang saling berinteraksi yaitu COMMEND (Community for Energy Environment and Development). Administrator dan moderatornya adalah Dr. Charles Heaps. Dalam forum tersebut kita bisa menanyakan seputar LEAP kepada sesama member atau kepada Dr. Charles Heaps. Lebih lengkapnya silahkan membuka alamat ini : http://energycommunity.org/

Bagian-bagian LEAP

Ketika pertama membuka aplikasi LEAP, maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar 1.

 

Gambar 1 Tampilan LEAP

Perangkat lunak LEAP yang ditampilkan adalah keluaran tahun 2008 seri 2008.0.0.65, Dictionary Version 285. Hingga saya menulis artikel ini, LEAP sudah mengeluarkan versi yang lebih baru dengan versi terakhirnya adalah versi 2008.0.0.79. Versi yang terakhir sudah dapat dioperasikan menggunakan Windows 7. Lisensi yang digunakan adalah lisensi untuk pendidikan seperti ditunjukkan pada lampiran. Bagian-bagian menu yang ada pada tampilan windows sangat mudah dimengerti dan dapat disesuaikan bahasanya sesuai yang tersedia pada Operating System Windows yang digunakan. LEAP memiliki beberapa terminologi umum, di antaranya sebagai berikut :

Area : sistem yang sedang dikaji (contoh : negara atau wilayah)

Current Accounts : data yang menggambarkan Tahun Dasar (tahun awal) dari jangka waktu kajian.

Scenario : sekumpulan asumsi mengenai kondisi masa depan

Tree : diagram yang merepresentasikan struktur model yang disusun seperti tampilan dalam Windows ExplorerTree terdiri atas beberapa Branch. Terdapat empat Branchutama, yaitu Driver VariableDemandTransformation, dan Resources. Masing-masingBranch utama dapat dibagi lagi menjadi beberapa Branch tambahan (anak cabang).

Branch : cabang atau bagian dari TreeBranch utama ada empat, yaitu Modul Variabel Penggerak (Driver Variable), Modul Permintaan (Demand), Modul Transformasi (Transformation) dan Modul Sumber Daya Energi (Resources).

Expression : formula matematis untuk menghitung perubahan nilai suatu variabel.

Saturation : perilaku suatu variabel yang digambarkan mencapai suatu kejenuhan tertentu. Persentase kejenuhan adalah 0% ≤ X ≤ 100%. Nilai dari total persen dalam suatu Branch dengan saturasi tidak perlu berjumlah 100%.

Share : perilaku suatu variabel yang mengambarkan mencapai suatu kejenuhan 100%. Nilai dari total persen dalam suatu Branch dengan Share harus berjumlah 100%.

LEAP terdiri dari 4 modul utama yaitu Modul Variabel Penggerak (Driver Variable) yang dalam versi baru disebut juga Key Assumptions, Modul Permintaan (Demand), Modul Transformasi (Transformationn) dan Modul Sumber Daya Energi (Resources). Proyeksi penyediaan energi dilakukan pada Modul Transformasi dan Modul Sumber Daya Energi. Sebelum memasukkan data ke dalam Modul Transformasi untuk diproses, terlebih dahulu dimasukkan data cadangan sumber energi primer dan sekunder ke Modul Sumber Daya Energi yang akan diakseskan ke Modul Transformasi. Demikian juga data permintaan dengan beberapa skenario yang telah dimasukkan ke dalam Modul Permintaan, diakseskan ke Modul Transformasi.  Struktur model LEAP ditunjukkan oleh Gambar 2.

Gambar 2 Struktur model LEAP

Modul Variabel Penggerak (Driver Variable/Key Assumptions)

Modul variabel penggerak (Driver Variable) yang cabangnya dinamakan dengan cabang “Key Assumptions”  digunakan untuk menampung parameter-parameter umum yang dapat digunakan pada Modul Permintaan maupun Modul Transformasi. Parameter umum ini misalnya adalah jumlah penduduk, PDRB (Produk Domestik Regional Bruto), jumlah rumah tangga, intensitas energi, tingkat aktivitas dan sebagainya. Modul Variabel Penggerak bersifat komplemen terhadap modul yang lain. Pada model yang sederhana dapat saja modul ini tidak digunakan.

Modul Permintaan (Demand)

Modul Permintaan (Demand) digunakan untuk menghitung permintaan energi. Analisis yang digunakan dalam model ini menggunakan metode yang didasarkan pada pendekatan end-use (pengguna akhir) secara terpisah untuk masing-masing sektor pemakai (dalam penelitian ini dengan sektor tarif) sehingga diperoleh jumlah permintaan energi per sektor pemakai dalam suatu wilayah pada rentang waktu tertentu. Informasi mengenai variabel ekonomi, demografi dan karakteristik pemakai energi dapat digunakan untuk membuat alternatif skenario kondisi masa depan sehingga dapat diketahui hasil proyeksi dan pola perubahan permintaan energi berdasarkan skenario-skenario tersebut. Sedangkan penentuan proyeksinya menggunakan trend yang terjadi dalam beberapa waktu yang ditentukan.

Analisis permintaan energi dapat menggunakan metode analisis berdasarkan aktivitas (Activity Level Analysis). Pada metode ini jumlah permintaan energi dihitung sebagai hasil perkalian antara aktivitas energi dengan intensitas energi (jumlah energi yang digunakan per unit aktivitas). Metode ini terdiri atas dua model analisis yaitu Analisis Permintaan Energi Final (Final Energy Demand Analysis) dan Analisis Permintaan Energi Terpakai (Useful Energy Demand Analysis).

Analisis Permintaan Energy Final (Final Energy Demand Analysis)

Permintaan energi dihitung sebagai hasil perkalian antara aktivitas total pemakaian energi dengan intensitas energi pada setiap cabang teknologi (technology branch). Dalam bentuk persamaan matematika perhitungan permintaan energi menggunakanfinal energy demand analysis adalah :

Db,s,t = TAb,s,t × EIb,s,t

di mana D adalah Permintaan (Demand), TA adalah aktivitas total (Total Activity), EI adalah Intensitas Energi (Energy Intensity), b adalah “cabang” (branch), s adalah tipe skenario (scenario), dan t adalah tahun di mana dilakukan perhitungan (mulai tahun dasar hingga tahun akhir perhitungan). Intensitas energi merupakan rata-rata tahunan konsumsi energi (Energy Consumption=EC) per unit aktivitas (activity level). Secara matematik ditunjukkan dengan persamaan berikut,

EI = EC/Activity Level

Aktivitas total teknologi adalah hasil dari activity level pada semua cabang teknologi yang akan mempengaruhi demand branch.

TAb,s,t = Ab’,s,t × Ab’’,s,t × Ab’’’,s,t…….

dimana Ab adalah level aktivitas pada cabang tertentu b, b’ adalah induk dari cabang b, b’’ induk cabang b’, dan seterusnya.

Analisis Permintaan Energi Terpakai (Useful Energy Demand Analysis)

Pada metode ini, intensitas energi ditentukan pada cabang Intensitas Energi Gabungan (Aggregate Energy Intensity Branch), bukan pada cabang Teknologi (Technology Branch). Pada tahun dasar, ketika digunakan 2 metode sekaligus (yakni Final Energy Demand dan Useful Energy Demand), maka intensitas energi untuk tiap cabang teknologi adalah  ditunjukkan seperti pada Persamaan berikut,

UEb.0 = EIAG,0 × FSb,0 × EFFb,0

dimana UEb.0 adalah useful energy intensity cabang b pada tahun dasar, EIAG,0 adalahfinal energy intensity cabang intensitas energi gabungan pada tahun dasar, FSb,0 adalahfuel share cabang b pada tahun dasar, dan EFFb,0 adalah efisiensi cabang b pada tahun dasar.

Intensitas energi terpakai dari cabang intensitas energi gabungan adalah penjumlahan dari intensitas energi terpakai pada setiap cabang teknologi. Dalam persamaan matematika ditulis seperti Persamaan berikut,

UEAGG,0 = ΣUEb,0

Bagian aktivitas (activity share) yakni bagian aktivitas suatu teknologi pada suatu cabang teknologi terhadap aktivitas teknologi cabang intensitas energi gabungan ditunjukkan oleh Persamaan berikut,

 

ASb,0 UEb,0 UEAG,0

dimana ASb,0 activity share cabang b pada tahun dasar.

Referensi :

Ragil Lanang Widiatmo Tri Purnomo. Kajian Perencanaan Permintaan dan Penyediaan Energi di Wilayah Daerah Istimewa Yogyakarta Menggunakan Perangkat Lunak LEAP. Skripsi. Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2005.

 

Muhammad Ery Wijaya. Supply Security Improvement of Electricity Expansion Planning and CO2 Mitigation in Indonesia. Tesis, The Joint Graduate School of Energy And Environment at King Mongkut’s University of Technology Thonburi, Thonburi, 2009.

 

Sorry, the comment form is closed at this time.