Geothermal

SUMBER PANAS BUMI (Geothermal)

      Pembentukan sumber  energi panas bumi,dikontrol oleh proses-proses geologi yang telah dan sedang berlangsung sepanjang jalur vulkanisme,terobosan-terobosan magma serta pensesaran-pensesaran.

Cara terjadinya uap panasbumi dapat dikategorikan sebagai berikut:

§  Sumber panas berasal dari pluton granit tidak dapat diperekirakan persis letaknya,tetapi hasil anslisa mendapatkan bahwa letaknya tidak terlalu dalam. Juga sumber panas tidak menampakan gejala-gejala diatas permukaan bumi

§  Suhu pans terbentuk batuan magnatik, kemudian keluar menembus permukaan bumi. Batuan magnatik dipermukaan bumi akan membentuk gunung api tidak aktif atau berbentuk suatu gunung api aktif dimasa lampau.

§  Pembentukan uap panas erat hubunganya dengan kegiatan gunung api atau gunung apian. Kenampakan adanya gunung api atau bekas gunung api dapat dipakai sebagai pedoman. Sering kali ditemukan daerah panas tetapi tidak mempunyai kandungan air yang besar dengan suhu rendah.

Berdasrkan katagori itu sumber energi panasbumi dapat dibagi menurut bentuk uap atau air panas yang diperoleh dan ditentukan berdasarkan harga entalphy dari fluida.

Sumber energi panasbumi terdiri dari :

a.  panasbumi sistim uap (dry steam)

b.  panasbumi sistim uap basah (wet steam)  

c.  panasbumi sistim air panas (hot water) dan

d.  panasbumi sistim batuan kering panas (hot dry rock).

a.Sumber panasbumi sistim uap kering

Energi panasbumi dengan sistim uap kering terdapat di daerah intrusi (penerobosan) magma dan sumber panasnya dangkal.penurunan tekanan yang dialami suatu lapisan akibat adanya lubang bor sebagai sarana penghubung dengan permukaan bumi secara mendadak sehingga air panas terangkat ke permukaan bumi dalam bentuk uap kering karena tidak dapat mengalami kondensasi kembali. Uap kering ini tergolong uap komersil dan sangat baik untuk dipergunakan.

b. Energi panasbumi sistim uap basah

Terdapat pada suatu daerah yang sumber panasnya relatip dalam, sehingga waktu terjadi penurunan tekanan pada lapisan sebagai akibat kontak dengan permukaan bumi  dari lubang bor. Pada air panas tersebut terjadi kondensasi dalam pipa produksi dengan catatan bahwa perbedaan tekanan reservoir dengan tekanan atmosfer tidak terlalu besar atau dengan bentuk lain air panas yang terdapat si reservoir volumenya besar, sehingga sewaktu terproduksi kepermukaan belum sempat semuanya berubah  jadi uap (air dan uap).

c. Sumber energi panasbumi sisti air panas

Terdapat pada suatu daerah atau reservoir dengan temperature dan tekanan relatip rendah. Pada daerah atau reservoir yang dilalui air mengalir kepermukaan bumi yang reservoirnya tidak terlalu dalam. Prosesnya hamper bersamaan dengan panasbumi sistim uap basah. Biasanya dimanfaatkan untuk alat pemanas atau pengering hasil bumi.

d. Sumber energi panasbumi sistim batuan kering panas

Suatu reservoir yang mempunyai temperature tinggi, tetapi tidak permeable (tidak mempunyai kandungan air reservoir). Sistim ini belum ada di Indonesia, tetapi di amerika sedang diteiti pemanfaatanya. Untuk mendapatkan uap panas atau air panas perlu injeksi air kedalam formasi. Juga dilakukan peretakan (fracking) antara sumur produksi dengan sumur injeksi.

Energi panasbumi yang dapat dipergunakan harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

1.  mempunyai suhu yang tinggi (minimum 150˚ C dibawah tanah).

2.  tekanan uap cukup besar (minimum 3 atm).

3.  Volume uap cukup banyak (10 ton perjam KW Listriik).

4.  Tidak terlau dalam (maksimum 3000 m)

5.  Upaya tidak menyebabkan karat (pH lebih dari 6).

Melihat dari cara terjadinya uap panasbumi dapat dikelompokan dalam 3 golongan yaitu:

1.  Sumber panas yang berasal dari pluton granit yang tidak dapat diketahui persis letaknya,tetapi diperkirakan tidak terlalu dalam. Sumber seperti ini tidak menampakan gejala-gejala diatas permukaan bumi.

2.  Berupa suhu panas yang berbentuk batuan magmatik dan kemudian menembus permukaan bumi. Setelah di permukaan bumi membentuk gunung api yang tidak aktif atau berbentuk suatu gunung api yang tidsak pernah aktif di masa lampau dan sekarang sudah padam.

3.  Pembentukan uap panas yang sangat berhubungan erat dengan kegiatan gunung api/kegunung apian. Daerah panasbumi yang pembentukanya sama dengan tipe ini adalah lapangan panasbumi Kamojang-Darajat Dieng, Kaldera Rawa Danau di banten dan Buya Bratan diu Bali.  

Berdasarkan kandungan mineral dan jenis uapnya, dapat dibedakan 4 macam lapangan geothermal ialah:

1.  Sumber yang sebagian besar terdiri dari uap. Jenis uap ini sangat baik untuk pemutar turbin dan pembangkit tenaga listrik.

2.   sumber yang sebagaian besar terdiri dari air. Biasanya mengandung mineral sebagai hasil sampingan, juga bahan kimia ekonomis lainya atau dapat juga menghasilkan air tawar (80%+20%uap).

3.  ]sumber yang terdiri dari uap dan air. Merupakan kombinasi dari hal tersebut diatas.

4.  sumber panas yang merupakan batuan panas pada kedalaman tertentu. Dengan  menyuntikan air ke dalam batuan tadin maka dieroleh uap atau  air panas.

 POTENSI PANAS BUMI DI INDONESIA

 Pada umunya, air yang terletak didalam tanah tidak akan berubah menjadi uap meskipun dipanasi dengan suhu yangb tinggi. Hal ini disebabkan pengaruh tekanan yang makin kedalam makin besar. Untuk keadaan normal setiap 100 m masuk kedalam tanah, tekanan akan bertambah 27 atm,  dan suhu naik dengan 3˚C. Bila disuatu tempat air yang dipanasi dengan tekanan melebihi normal kemudian oleh pemboran dapat disalurkan kepermukaan dan karena tekanan di permukaaan bumi hanya 1 atm, air panas tersebut akan berubah menjadi uapa bertekanan tinggi. Inilah yang kemudian dapat digunakan sebagai penggerak turbin pembangkit listrik.

Daerah geothermal yang sampai saat ini sudah dikembangkan biasanya terletak di :

a.  sepanjang rekahan lempeng (spreading ridge)

b.  dia atas daerah terhisap (subduction zone)

c.  sepanjang jajaran pegunungan (mountaintbelt)

Dari hasil DVB, potensi panasbumi di Indonesia 10.0000 MW. Lokasi sumbernya adalah di :

1.  Pulau Jawa : luas daerah sekitar , yaittu di Jawa Barat 2.200 MW, Jawa Tengah 2.600 MW, dan Jawa Timur 700 MW. Dari 5.500 MW yang dapat dikembangkan hanya 4.650 MW. Potensi yang sudah pasti 90 MW.

2.  Luar Jawa : adalah 4.500 MW yaitu di Sumatera 1.100 MW, Sulawesi 1.400 MW,     Nusa Tenggara 400  MW, kepulauan Maluku 100 MW, Irian Jaya 100 MW, dan di daerah lainya 1.400 MW.

Dalam memperkirakan potensi tersebut dipakai system Konveksi Hidrothermal. Ada beberapa macam sistem yang dapat dipergunakan ubtuk memeprkirakan potensi panasbumi yakni:

1.  Sistem Konveksi geothermal : dalam skala ini diutamakan untuk energi listrik (contoh : Kamojang dan Drajat)

2.  Sistem panasbumi yang berhubungan dengan batuan beku : diutamakan untuk energi listrik (contoh : Dieng)

3.   Sistem panasbumi suhu rendah : dipakai untuk daerah yang berlandaian suhu bumi tinggi

4.  Sistem panasbumi ‘geopressure’. Sistem ini dipakai untuk daerah yang memiliki tekanan bumi yang lebih tinggi dari biasa.

 PEMANFAATAN PANASBUMI DI INDONESIA

 Jumlah sumur panasbumi yang telah dibor sampai saat ini sebanyak 27 sumur diantarnya  15 sumur berproduksi.

Keadaan masing-masing lapangan sbb :

• Kamojang : 20 sumur, yang berproduksi 12 sumur
• Darajat : 3 sumur ( 2 sumur dibor oleh Selandia Baru , 1 sumur dibor oleh Pertamina )  dan telah berproduksi 2 sumur.
• Dieng : 4 sumur ( seluruhnya dibor oleh Pertamina ). Berproduksi 3 sumur.

Dari sumur-sumur yang telah dibor dengan kedalaman sekitar antar 616 m – 2020 m, menghasilkan uap panasbumi per sumur antara 5 – 125 ton/jam dan diperkirakan dapat membangkitkan tenaga listrik antara 0,6 MW – 16 MW. Lama pemboran berkisar antara 35 – 150 hari dan tergantung kedalaman sumur yang dibor. Jumlah menara bor yang ada saat ini sebanyak 3 buah , 1 buah milik Selandia Baru (kapasitas 1500 m) dan 2 milik Pertamina (2 buah NT.45 kapasitas 2200m)

KAMOJANG DAN DIENG

Pada tahun 1974, PERTAMINA  bekerjasama dengan para ahli adari New Zealand mulai mengadakan pemboran eksplorasi geothermal di daerah Kamojang.

Hasil pemboran eksplorasi :

-     KMJ-6,mencapai  kedalaman 615 meter, menghasilkan  6,6 ton per jam uap alam kering

-       KMJ-7,mencapai  kedalaman 535 meter, menghasilkan 8,1 ton per jam    uap alam basah  

-         KMJ-8,mencapai   kedalaman 636 meter,tidak menghasilkan uap alam

-       KMJ-9,mencapai   kedalaman 757 meter,tidak    menghasilkan uap alam

-      KMJ-10,mencapai kedalaman 761 meter,tidak menghasilkan uap alam

 Dari hasil pengujian produksi sumur eksplorasi geothermal ini jumlah gas berat dan jumlah kandungan gas cukup rendah sehingga persoalan korosi sangat kecil. Diperkirakan bahwa potensi energi dari lapangan geothermal Kamojang cukup besar, untuk ini perlu diadakan pemboran sumur-sumur produksi dengan menggunakan menara bor lebih  besar dan kedalaman akhir yang akan dicapai antara 1.ooo meter s/d 1.500 meter.

Hasil pemboran produksi

-      KMJ-11,mencapai kedalaman 1.028 meter menghasilkan 90 ton per jam uap alam kering

-       KMJ-12,mencapai kedalaman 1.506 meter, menghasilkan 30 ton per jam uap alam kering

-        KMJ-13,mencapai kedalaman 1.272 meter, sumur ini masih  dalam periode pemanasan

-        KMJ-14,pemboran sumur ini akan dimulai pada akhir bulan juli 1977

Untuk mencapai daya listrik sebesar 30 MW diperkirakan akan dilakukan pemboran sebanyak 10 sumur produksi, yang secara menyeluruh akan menghasilkan uap panasbumi sebanyak 300 ton per jam dengan suhu antara 150-170ºC dan bertekanan sebesar 5 atmosfer gage.

Pembangkit listrik panasbumi (PLTP) sebesar 30 MW dari daerah Kamojang dan aliran listriknya melalui jalur transmisi   digunakan sebagai penunjang keperluan Jawa Barat, terutama ke daerah industri di Majalaya  dan  sekitarnya

Problema

Yang menjadikan masalah didalam pemanfaatan tenaga panasbumi antara lain ;

·         Re-injeksi fluida kedalam tanah

·         Kebisingan

·         Emisi gas

·         Penurunan tanah (subsidence )

·         Kehidupoan sosial

·         Efek terhadap iklim

·         Efek terhadap sumur yang lain

·         Keselamatan dari “ Blow Out “

·         Seisme

·         WEfek korosi dari gas

Teknik Eksplorasi

Didalam melakukan eksplorasi panasbumi pekerjaan dibagi atas beberapa tahap antara lain :

Ø  Investarisasi

Ø  Survai pendahuluan

Ø  Pemetaan geologi

Ø  Penelitian geofisika

Ø  Pemboran dangkal

Ø  Pemboran dalam

1. Investarisasi

Sebelum dilakukan penelitian detil dilapangan terlebih dahulu dikumpulkan data mengenai adanya kenampakan panasbumi dipermukaan,seperti fumarola solfatara,mata air panas dan kubangan lumpur panas (“Mud pools”).

2. Survai pendahuluan

Survay pendahuluan meliputi pekerjaan lapangan mengenai goelodi dan geokimia yang dilakukan secara sepintas untuk mengetahui keadaan geologi secara umum seperti batuan penudung (caprock),struktur geologi dan pengambilan contoh air panas guna dianalisa secara kimia dimana hal ini hal ini penting bagi pendugaan suhu dibawah tanah serta sifat-sifat fluida yang ada di suatu daerah panas bumi.

Penentuan lokasi manifestasi permukaan juga dilakukan disamping penentuan jenis manifestasi seperti solfarata, fumarola, kibangan lumpur panas dan mata air panas.

Selesai survey pendahuluan dapat diusulkan atau disarankan untuk penelitian lebih lanjut seperti geologi detil, geologi fisika dan pemboran dangkal untuk lapangan yang dianggap prospek

3. Pemetaan geologi

Pemetaan geologi diperlukan untuk mengetahui stratigrafi daerah tersebut sehingga dapat ditentukan ada tidaknya lapisan yang permeable untuk reservoir dan yang impermeable untuk lapisan penudung ( caprock).

Disamping itu dicari struktur geologi seperti kaldera dan graben yang ideal untuk suatu lapangan panas bumi.

4.Penelitian geokimia

Penelitian geokimia dilakukan 2 tahap:

a.  sebelum pemboran

b.  setelah pemboran

a.  sebelum pemboran

pada tahap ini dilakukan pengambilan contoh manifestasi permukaan seperti mata air panas dan fumarola untuk dianalisa kimia unsure yang dikandungnya.

Dari hasil itu akan didapat prospek tidaknya lapangan panas bumi

b.  setelah pemboran

uap yang keluar dari dalam sumur bor diambil contohnya kemudian dinalisa kimia. Dari entalpi yang didapat serta unsure kimia yang dikandung dapat ditentukan besarnya “steam down” yang dapat dikonversikan menjadi watt listrik. Disamping itu sifat lapangan dapat ditentukan apakah dareah tersebut bersifat “hot water dominated” ataukah “vapour dominated”. Hal ini perlu untuk menentukan jenis metal yang digunakan dalam pembuatan “power plant”.

   5. Penelitian geofisika  

Setelah seslesai dengan penelitian geologi dan geokimia maka dilakukan    penelitian geofisika antara lain survei resistiviti atau M.T.5-Ex (Magneto Tellurie 5 Exponent). Anomali geofisika ini dapat disebabkan oleh fluida panas dikedalaman, perubahan batuan resernoir ataupun struktur.

          Anomali resistiviti rendah dapat disebabkan oleh :

-          zona fosil hidrothermal

-          aliran air panas dari pusat geothermal

-          zona lapisan lempung

6. Pemboran dangkal

Pemboran dangkal dilakukan guna mengetahui gradien temperatur disautu daerah. Hal ini dilakukan dengan pembuatan lubang sedalam 100-200 meter, kemudian diukur suhunya pada setiap interval kedalaman.gradien temperatur yang normal adalah naik 3˚C setiap kedalaman naik 100 m.

7. Pemboran dalam eksplorasi

Pemboran dalam eksplorasi dilakukan setelah didapatkan data dareah prospektif yang dihasilkan berdasarkan kompilasi data geologi, geokimia dan geofisika serta bor dangkal.

Pada tahap ini dilakukan penelitian serbuk bor yang keluar dan pada interval kedalaman tertentu diambil batuan inti (“core”). Juga dilakukan pengukuran temperature pada tekanan dasar sumur setelah mendekati daerah (“zona”) produksi.

Dari hasil-hasil tersebut diatas dapat dibuat kolom stratrigrafi  dari sumur yang akan berguna untuk pembuatan bentuk (model) reservoir lapangan panas bumi.

     Analisa dampak lingkungan ( ANDAL )

     1. masalah pokok yang dihadapi dengan berbagai aspek dampak lingkungan :

a.   kwalitas air dan udara

b.    kebisingan

c.    kwalitas ekosistem

d.   efek visuil dan kesehatan

2.   Bobot dampak lingkungan suatu lapangan panasbumi tergantung dari :

a.    tipe sumber panasbumi

b.    tipe fluida yang dihasilkan

c.   karakteristik umum daerah (geologi,hdrologi,topografi,vegetasi)

4. Kontrol / penanggulangan dilaksanakan dengan memperhatikan keempat factor terdahulu.

KESIMPULAN

1.  Sumber panasbumi terdiri dari :

·       Sumber panasbumi sistim uap kering

·          Sumber panasbumi sistim uap basah

·          Sumber panasbumi sistim air panas

·          Sumber panasbumi sistim batuan kering panas

2.  Terjadinya uap panasbumi dibagi 3 golongan :

v  Sumber panasbumi yang berasal dari pluton granit yang tidak diketahui persis letaknya

v  Berupa suhu panas yang berbentuk batuan magmatik dan kemudian menembus permukaan bumi

v  Pembentukan uap panas yang sangat berhubungan erat dengan kegiatan gunung api/kegunung apian

3.  Berdasarkan kandungab mineral dan jenis uapnya

§  Sumber yang sebagian besar terdiri dari uap

§  Sumber yang sebagian besar terdidri dari air

§  Sumber panas yang merupakan batuan panas pada kedalaman maka diperoleh uap atau air panas

4.  dalam melakukan eksplorasi panasbumi pekerjaan dibagi atas beberapa tahap antara lain :

Ø  Investarisasi

Ø  Survai pendahuluan

Ø  Pemetaan geologi

Ø  Penelitian geofisika

Ø  Penelitian geokimia

Ø  Pemboran dangkal

Ø  Pemboran dalam