perancangan integrated tug-barge (itb) … · daya tampung tiap kontainer kontainer 40 feet =...

46
PERANCANGAN INTEGRATED TUG-BARGE (ITB) PENGANGKUT CNG (Compressed Natural Gas) YANG SESUAI UNTUK PERAIRAN SEMBAKUNG-NUNUKAN Danu Utama NRP. 4108 100 065 Dosen Pembimbing: Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc, Ph.D TUGAS AKHIR (MN 091382) JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNILOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013

Upload: lenhan

Post on 20-Jun-2018

262 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

PERANCANGAN INTEGRATED TUG-BARGE (ITB) PENGANGKUT CNG (Compressed Natural Gas)

YANG SESUAI UNTUK PERAIRAN SEMBAKUNG-NUNUKAN

Danu UtamaNRP. 4108 100 065Dosen Pembimbing:

Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc, Ph.D

TUGAS AKHIR (MN 091382)

JURUSAN TEKNIK PERKAPALANFAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNILOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA2013

1. Latar Belakang- Rencana dibangunnya pembangkit Listrik TenagaGas (PLTG) di Kabupaten Nunukan, Kal-Tara.- Rencana dibangunnya stasiun pengisian bahanbakar gas (SPBG) di Nunukan, Kal-Tara.- Sumber gas berada di kecamatan Sembakung, yangberjarak sekitar 25 mil laut dari Nunukan.- Diperlukan sarana pengangkutan gas yang lebihefektif dari Sembakung ke Nunukan.- Integrated Tug-Barge memiliki beberapa kelebihandibanding sarana lain, melihat dari segi perairanSembakung-Nunukan.

2. Rumusan Masalah

“Bagaimanakah desain Integrated Tug-Barge yangsesuai dengan karakteristik perairan Subakung-Nunukan, yang dapat menambah efisiensi distribusiCNG (Compressed Natural Gas) di daerah tersebut?”

3. TujuanTujuan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah:

• Mendapatkan ukuran utama barge dan tugboat ( L, B, H, T ).

• Mendapatkan rencana garis dan rencana umum integrated tug barge.

• Mengetahui biaya pembangunan dan biaya operasional pembangunan Integrated Tug Bargepengangkut CNG di perairan Kabupaten Nunukan.

4. Tinjauan PustakaA. Gas Alam- Pengertian

Gas alam merupakan bahan bakar fosil atau senyawaorganik yang terdapat jauh di bawah permukaanbumi yang terbentuk jutaan tahun lalu akibat adanyatekanan dan perubahan geografis.

- Komposisi Kimia

kadar komponen gas alam (http://www.wikipedia.com/gas_alam.htm)

Komponen Kadar (%)

Metana (CH4) 80-95

Etana (C2H6) 5-15

Propana (C3H8) dan Butana (C4H10) <5

- Pemanfaatan Gas Alam1. Gas alam sebagai bahan bakar2. Gas alam sebagai bahan baku

- pabrik pupuk- petrokimia,metanol- bahan baku plastik, dll

- Pengemasan Gas AlamSalah satu cara pengemasan gas alam adalah denganmengkonversikanya ke dalam bentuk CNG.CNG adalah gas alam yang dimampatkan yangkemudian disimpan di dalam wadah yang khususdengan tekanan antara 200 – 250 bar

- Tipe Tabung CNGa. Tabung CNG tipe 1

Tabung ini secara keseluruhan terbuat dari bajab. Tabung CNG tipe 2

Tabung tipe 2 terbuat dari baja dan material komposit berupa resin dan fiber.

c. Tabung CNG tipe 3Tabung Tipe ini terbuat dari alumunium.

d. Tabung CNG tipe 4Tabung Tipe 4 terbuat bahan plastik dan

overwrap penuh serat karbon atau konstruksicampuran fiber

B. Kapal Tunda- Kapal Tunda untuk Perairan Samudera- Kapal Tunda untuk Pelabuhan dan Dok- Kapal Tunda untuk Sungai dan Perairan DangkalC. Barge (Tongkang)• Dry cargo barge

Muatan kering di atas deck, dibawah deck• Tank barge

Single skin tank barge, Double skin tank barge, Oil tank and fuel oil tank barge, Chemical tank barge

• Other barge typeIntegrated tug barge combinator

E. Integrated Tug-Barge (ITB)Merupakan kesatuan antara kapal tunda dan tongkangyang terkunci bersama-sama dalam konfigurasi yangkaku dan menjadikannya seolah satu unit kapal.

Beberapa keuntungan penggunaan Integrated tug-bargedi daerah perairan dangkal:

- ITB memiliki ukuran yang relative lebih pendekdaripada tugboat konvensional.

- ITB dapat mengatur power kapal dengan sendirinya- Kemampuan manuver ITB lebih baik

Sistem Sambungan pada Integrated Tug-Barge- Rope connection

Sistem penyambungan dilakukan dengan caramengikatkan bagian ujung kapal tunda dengan bagianbelakang tongkang

- Mechanical connectionAlat pengikat pada sistem Mechanical Connection berupa connecting blok. Connecting blok dapatbekerja secara mekanis yang dikendalikan dari ruangkemudi tugboat.

5. Metodologi Penelitian

Mulai

Studi literatur1CNG, Kemasan CNG, Transportasi CNG

2Integratd Tug Barge

3Metode Perancangan Kapal

Pengumpulan data teknis1Kebutuhan CNG Nunukan

2Kedalaman perairan

3Jarak Sembakung -Nunukan

Menganalisa data dan menentukan:1Perencanaan jumlah muatan

2Konsep Pengangkutan CNG

3Barge yang sesuai untuk pembanding

Penentuan variabel Penentuan batasanPenentuan parameter

Perhitungan optimasi ukuran utama barge dengan fungsi objektif harga material

Ukuran utama optimum Barge

Pembuatan rencana garis dan rencana umum Barge

Penyesuaian rencana umum barge dengan rencana umum tug boat

Mencari tug boat pembandingyang sesuai dengan ukuran barge.

Ukuran utama optimum Barge

Perhitungang optimasi ukuranutama tug boat

Pembuatan lines plan dan rencanaumum tug boat

Didapatkan Rencana UmumIntegrated Tug Barge Kesimpulan dan Saran

Data Teknis

• Jumlah gas yang diangkut dalam sehari adalah 25 MMscf. (sumber: energytoday.com)

• Jarak Sembakung-Nunukan 25 nm (sumber:googleearth,2013)

• Kedalaman perairan 5 m

Perencanaan Jumlah MuatanKebutuhan gas sekali angkut

= 8.33 MMscf= 8330000 scf= 235879.33 m³

Tabung yang digunakan Type :1Model Number :-Tekanan : 3600PsiDiameter : 355.092mmPanjang : 1775.968mmvolume : 142literKapasitas CNG : 45.555m³Total Berat : 181.98kg

Total tabung yang diperlukan= total muatan/kapasitas tabung= 5178 tabung

Daya tampung tiap kontainerkontainer 40 feet = 228tabungkontainer 20 feet = 109tabung

Dimensi kontainer yang dipakai 20 ftPanjang = 6.058mLebar = 2.438mTinggi = 2.591mBerat = 2200kg

Jumlah Kontainer 20 feet yang diperlukan= jumlah tabung/kapasitas kontainer= 48 Kontainer

Berat Total MuatanTotal Tabung yang diangkut = 5232tabungBerat Total Tabung= 952119.4kgBerat Total kontainer kosong= 105600kgBerat Total Muatan= 1057719kg= 1057.719ton

Penataan Kontainer pada Bargememanjang 6barismelebar 4baristumpukan 2tumpuk

• Kapal PembandingNama Kapal Principal

Dimension Rasio

Lpp (m) Bm (m) H (m) T (m) L/B B/T T/H

Dolphin II 45.000 12.000 3.000 2.370 3.750 5.063 0.790

DUPA V 45.720 15.240 3.050 2.400 3.000 6.350 0.787

EKA RAYA 39.600 10.500 2.500 2.000 3.771 5.250 0.800

GUNUNG MAS 42.700 12.200 3.050 2.570 3.500 4.747 0.843

IWCI 43.780 12.100 3.050 2.350 3.618 5.149 0.770

RAGAMAS VII 42.000 15.200 2.880 2.100 2.763 7.238 0.729SAUKI DELAPAN 42.450 12.200 2.330 1.680 3.480 7.262 0.721

CAMAR LAUT 38.51 9.22 2.35 1.78 4.18 5.18 0.76

KGM 10 43.860 15.240 3.050 2.430 2.878 6.272 0.797

KITY-1 43.890 15.240 3.050 2.320 2.880 6.569 0.761

KLI-5 45.750 15.250 3.050 2.600 3.000 5.865 0.852

Min 38.51 9.22 2.33 1.68 2.76 4.75 0.72

Max 45.75 15.25 3.05 2.60 4.18 7.26 0.85

Proses Optimasi

• Dari model optimisasi yang akan dibuat, terlebih dahulu ditentukan variabel, parameter, konstanta, fungsi objektif dan batasannya.

• Variabel : panjang, lebar, tinggi, dan sarat• Parameter :permintaan owner, kedalaman perairan.• Konstanta : berat jenis air, percepatan gravitasi,

berat jenis baja, dll• Fungsi obyektif dalam proses optimasi ini adalah

meminimalkan biaya pembangunan kapal

• Batasan1. Freeboard, mengacu Load Line 19662. Trim, mengacu pada buku (Michael G.Parsons,

2001), trim maksimal adalah -0,1 s/d 0,1 % LPP3. Koreksi Displasemen, berat total DWT+LWT

harus masih berada dalam rentang displasemen hasil perhitungan (LxBxTxCb) sebesar 1% s/d 3%.

4. Stabilitas, mengacu pada IMO Regulation untuk menghitung intact stability, (IMO Regulation A.749.18, 2002)

5. Rasio ukuran utama kapal yang meliputi L/B, B/T, T/H.

• Proses perhitungan, terdiri :1. Perhitungan hambatan2. Perhitungan stabilitas3. Perhitungan freeboard4. Perhitungan trim5. Perhitungan berat (LWT+DWT) beserta titik beratnya

• Proses desain, terdiri :1. Rencana garis2. Rencana umum

• Dari perhitungan kemudian dihitung nilai optimaldengan menggunakan solver,1. Membuat model solver dimana di dalamnya

terdapat value yang akan dicari, batasan yangtelah ditentukan sebelumnya, dan fungsi objektifsebagai acuan untuk proses iterasi.

2. Selanjutnya akan muncul tampilan solverparameter, untuk menu by changing cell dipilihvariabel yang akan dicari yaitu L, B, T, H.Kemudian pada menu subject to the constraindimasukkan semua nilai minimum danmaksimum yang berfungsi sebagi batasan dariproses iterasi.

Hasil Optimasi

3. Setelah semua telah terisi, langkah selanjutnyaadalah melakukan proses running solver. Apabilaiterasi yang dilakukan memenuhi semua batasanyang diberikan maka akan munculpemberitahuan bahwa solver telah menemukansolusi untuk model yang dibuat.

Dari proses optimasi yang dilakukan didapatkanukuran utama barge sebagai berikut:

• Lpp : 46.79 m• B : 13.75 m• H : 2.71 m• T : 2.14 m

Telah didapatkan ukuran tongkang(barge) yang optimal,selanjutnya adalah mencari ukuran tug boat yangsesuai untuk tongkang tersebut. Proses optimasiuntuk mencari ukuran utama tugboat sama denganproses optimasi yang dilakukan pada tongkang yaitumenggunakan solver , hanya beberapa batasan sajayang berbeda. Batasan yang berbeda tersebut antaralain sebagai berikut:

- Perhitungan hambatan- Perhitungan LWT dan DWT.

Dari proses optimasi yang dilakukan didapatkan ukuran utama tug boat sebagai berikut:

• Lpp : 16 m• B : 6 m• H : 2.7 m• T : 2.12 m

Proses Desain

1. Pembuatan Rencana Garis BargeDengan software maxsurf Rencana garis untukbarge ini dibuat dengan memodelkan desainawalnya dengan membuat surface model box.Kemudian membuat model menjadi desain yangdiinginkan dengan tidak mengurangi dasar-dasargambar barge. Sehingga diperoleh gambarankarakteristik awal model.

Pembuatan Rencana Garis Tug Boat

Rencana Umum Tug Boat

Rencana Umum Tug Boat

Analisa Ekonomi

1 Harga Pembangunan Kapal

Biaya Pembangunan 2 Tugboat =Rp 17,800,542,381.75Biaya Pembangunan 3 Tongkang =Rp 21,801,716,501.44Biaya Pembangunan Total =Rp 39,602,258,883.18

2 Gaji Crew Perbulan (sumber : web PT. Pulau Seroja Jaya)

Jabatan Jumlah Gaji (Rp) Tunjangan Total (Rp)1 Captain/Master 1 5,000,000.00 2,500,000.00 7,500,000.002 Chief Engineer 1 4,750,000.00 2,500,000.00 7,250,000.003 Mualim 1 4,000,000.00 2,000,000.00 6,000,000.004 Cook 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.005 Masinis I 1 4,000,000.00 1,500,000.00 5,500,000.006 Masinis II 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.007 Oiler 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.008 Electrician 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.009 Juru Kemudi 1 3,000,000.00 1,500,000.00 4,500,000.00

10 Cadet 1 1,000,000.00 500,000.00 1,500,000.00

10 50,250,000.00

Gaji Kru 2 Buah Tugboat = Rp. 100,500,000.00

3 Biaya Bahan Bakar dan Pelumas

Kebutuhan Bahan Bakar ME Per jam = 135Liter/jamJam Kerja dalam setahun 4380JamKebutuhan Bahan Bakar Per tahun = 591300Liter

Harga Bahan Bakar per liter = Rp 8450.00

Harga Bahan Bakar per Tahun = Rp 4,996,485,000.00

Untuk 2 buah Tugboat = Rp 9,992,970,000.00

Kebutuhan Bahan Bakar AE Per jam = 39.00Liter/jam

Kebutuhan Bahan Bakar Per tahun = 170,820Liter

Harga Bahan Bakar per Ton = Rp 9,185,900.00

Harga Bahan Bakar per Liter = Rp 8,588.82

Harga Bahan Bakar per Tahun = Rp 1,467,141,634.53

Untuk 2 buah Tugboat Rp 2,934,283,269.06

Kebutuhan minyak pelumas per jam = 0.00225ton= 0.00207m³

Kebutuhan minyah pelumas dalam setahun = 9070.96Liter

Harga pelumas per drum (209 Ltr) = Rp 5,500,000.00

Harga Minyak pelumas per tahun = Rp 238,709,461.14

Untuk 2 buah Tugboat = Rp 477,418,922.29

Asumsi-asumsi Pembiayaan KapalItem Nilai Keterangan

Bunga Bank 10% /tahunPinjaman (Loan) 70% Dari harga kapalTenor 10 TahunGrace Periode 0 TahunNilai Akhir Kapal 10% Dari harga kapalUmur Ekonomis 20 TahunMARR 10% / tahunKenaikan Biaya 5% 1 tahun sekaliKenaikan Tarif 5% 1 tahun sekaliKecepatan Muat 12 Box/JamKecepatan Bongkar 12 Box/JamBiaya Sandar 95 Rp/GT EtmalHarga AT 2,500 Rp/m^3AT 1.83 Ton per Voy

Premi Asuransi 1.50% Dari harga kapal

InvestasiHarga Kapal Jutaan Rp 39,602 Pinjaman Jutaan Rp 27,722 Bunga Pinjaman % 10%Masa Pinjaman (Tenor) Tahun 10 Grace Period Tahun -Pembayaran per Tahun 1

Angsuran per Tahun Jutaan Rp 4,512 Umur Ekonomis Tahun 20 Nilai Akhir Kapal Jutaan Rp 3,960 Depresiasi Jutaan Rp 1,782

OPERASIONALRute Sembakung - Nunukan

Sungai Laut Total

Jarak pelayaran nMile 6.00 19.00 25.00 Time

Sea Time Jam 1.20 2.71 3.91 Muat Bongkar Total

Port Time Jam 4.00 4.00 8.00

Labuh Jam - - -

RTD (round trip days)Jam 8 1 mil = 1.829 km

hari 0.3

Comm. Days hari 365 Jumlah Shipment per

Thn Trip 1,095

Tahun 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019Tahun ke - 0 1 2 3 4 5 6

Operasi 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Asu

msi

Ken

aika

n B

iaya Kenaikan Biaya

Gaji Crew + Insentif % 5% 5% 5% 5% 5%Perawatan dan Perbaikan % 5% 5% 5% 5% 5%Asuransi % 5% 5% 5% 5% 5%Dokumen/Sertifikat % 5% 5% 5% 5% 5%Air tawar % 5% 5% 5% 5% 5%Pelabuhan % 5% 5% 5% 5% 5%Asumsi Harga BBM & Pelumas :Kenaikan BBM % 5% 5% 5% 5% 5%Kenaikan Pelumas % 5% 5% 5% 5% 5%

Pengembalian Pinjaman Rp 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682 4,511,559,682

Bia

ya

Operating Cost Rp 6,242,699,269 6,553,585,692 6,879,954,260 7,222,575,982 7,582,260,266 7,959,856,827

Gaji Crew + Insentif Rp 1,206,000,000 1,266,058,800 1,329,108,528 1,395,298,133 1,464,783,980 1,537,730,222

Maintenance & Repair Rp 10% 3,960,225,888 4,157,445,138 4,364,485,905 4,581,837,303 4,810,012,801 5,049,551,439

Assuransi Rp 594,033,883 623,616,771 654,672,886 687,275,596 721,501,920 757,432,716

Air tawar Rp 5,020,575 5,270,600 5,533,075 5,808,623 6,097,892 6,401,567

Pelumas Rp 477,418,922 501,194,385 526,153,865 552,356,327 579,863,673 608,740,883

Voyage Cost Rp 12,993,540,086 13,640,618,382 14,319,921,178 15,033,053,252 15,781,699,304 16,567,627,930

Bahan bakar Rp 12,927,253,269 13,571,030,482 14,246,867,800 14,956,361,816 15,701,188,635 16,483,107,829

Pelabuhan Rp 66,286,817 69,587,900 73,053,378 76,691,436 80,510,669 84,520,101

Total Biaya Rp 23,747,799,037 24,705,763,757 25,711,435,120 26,767,188,916 27,875,519,252 29,039,044,439

Pend

apat

an

ProduksiLoad Factor 100%

Jumlah Muatanm^3 258,287,869 258,287,869 258,287,869 258,287,869 258,287,869 258,287,869

ton 1,158,203 1,158,203 1,158,203 1,158,203 1,158,203 1,158,203 TarifKenaikan Tarif % 5% 5% 5% 5% 5%

Tarif Muatan m^3 126.30 126 133 139 146 154 161

Total Pendapatan Rp 32,621,222,230 34,252,283,341 35,964,897,508 37,763,142,384 39,651,299,503 41,633,864,478

Earning Before Tax Rp 8,873,423,193 9,546,519,585 10,253,462,389 10,995,953,467 11,775,780,251 12,594,820,039

Taxable Income Rp 7,091,321,543 7,764,417,935 8,471,360,739 9,213,851,818 9,993,678,601 10,812,718,390

Tax (30% Taxable Income) Rp 2,127,396,463 2,329,325,380 2,541,408,222 2,764,155,545 2,998,103,580 3,243,815,517 Net-Cash Flows = Earning Aft. Tax Rp (43,562,484,772) 6,746,026,730 7,217,194,204 7,712,054,167 8,231,797,922 8,777,676,670 9,351,004,522

Cum. Cash Rp (43,562,484,772) (36,816,458,041) (29,599,263,837) (21,887,209,670) (13,655,411,748) (4,877,735,078) 4,473,269,445 Control BEP - - - - - BEP

Item Value Criteria Min

Present Worth ( PW atau NPV ) Rp 55,315,537,999 Ok 0

Present Worth Index (NPVI) kali 140% Ok 0.0%

IRR % 21.5% Ok 10.0%

IRR Index ( IRRI = IRR / MARR ) kali 2.15 Ok 0

BEP from year - 6 Ok 1

Accum Cash on BEP Rp 4,473,269,445 Ok 0

Annual Discount Rate %/thn 10.0%

MARR (Min Attrac. Rate of Rtn ) %/thn 10.0%

Kesimpulan

1. Integrated tug barge yang dirancang telah memenuhi persyaratan teknis dari pembangunan sebuah kapal yaitu batasan trim, freeboard, displasemen, dan stabilitas.

2. Perhitungan investasi pembangunan Integrated Tug Barge pengangkut CNG ini adalah Rp 39,602,258,883.18. Setelah dihitung periode payback dari investasi adalah 6 tahun untuk muatan full loaded.

Sekian Terima Kasih