makalah penelitian windu
TRANSCRIPT
POTENSI ENERGI PANAS BUMI (GEOTHERMAL) DI WILAYAH
GUNUNG KAMOJANG JAWA BARAT
Windu Nur Mohamad
Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung
ABSTRACT
For energy native heat, in ” Road National Energy Management Folder
”, Government establishes harnessed step-up plan energy native heat at step by
step Indonesia, of 807 MWe on year 2005 until 9500 MWe on year 2025, which
is 5% of year energy hotchpotches 2025 or one par 167,5 million oil barrels. For
the moment power station capacity native heat Indonesia newing to reach 1.169
MW. Plotted on year 2014 capacity it will increase to become 4.733 MW,
which is 2.137 MWe to Balinese Javanese areas and 2.596 MW to Javanese
outer areas Balinese. Seen from potency flank, Indonesia presumedding to have
sumberdaya native heat with electric potency as big as 27.510 MWe, about 30
40% potencies native heat the world, with supernumerary potency 14.172
MWe, consisting of evident reserve 2.287 MWe, reserve may 1.050 MWe and
reserve is predicted 10.835 MWe.
Remembering potency native heat the world the greatest available at
Indonesia and system character native heat that so site specifik , was necessarily
developmental field native heat developed Indonesia by corporate national by
use of avowed Indonesia past master its expertise is not only at home affairs but
also at international world.
Keywords:Geothermal, fluida, fasa.
SARI
Untuk energi panas bumi, dalam ”Road Map Pengelolaan Energi
Nasional”, Pemerintah menetapkanrencana peningkatan pemanfaatan energi
panas bumi di Indonesia secara bertahap, dari 807 MWepada tahun 2005 hingga
9500 MWe pada tahun 2025, yaitu 5% dari bauran energi tahun 2025 atausetara
167,5 juta barrel minyak. Pada saat ini kapasitas pembangkit listrik panas bumi
Indonesia barumencapai 1.169 MW. Direncanakan pada tahun 2014
kapasitasnya akan meningkat menjadi 4.733
MW, yaitu 2.137 MWe untuk area Jawa‐Bali dan 2.596 MW untuk area luar
Jawa‐Bali. Dilihat dari sisipotensi, Indonesia diperkirakan mempunyai
sumberdaya panas bumi dengan potensi listrik sebesar27.510 MWe, sekitar 30‐
40% potensi panas bumi dunia, dengan potensi cadangan 14.172 MWe,terdiri
dari cadangan terbukti 2.287 MWe, cadangan mungkin 1.050 MWe dan
cadangan terduga10.835 MWe.
Mengingat potensi panas bumi dunia yang terbesar terdapat di Indonesia
dan sifat sistem panasbumi yang sangat site specifik, sudah semestinya
pengembangan lapangan panas bumi Indonesiadikembangkan oleh perusahaan
nasional dengan menggunakan tenaga ahli Indonesia yang diakuikepakarannya
tidak hanya di dalam negeri tetapi juga di dunia Internasional.
Kata Kunci: Geothermal, fluida, fasa.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini panas bumi (geothermal) mulai menjadi perhatian dunia karena
energi yang dihasilkan dapat dikonversi menjadi energi listrik, selain bebas
polusi. Beberapa pembangkit listrik bertenaga panas bumi telah terpasang di
mancanegara seperti di Amerika Serikat, Inggris, Perancis, Italia, Swedia,
Swiss, Jerman, Selandia Baru, Australia, dan Jepang. Amerika saat ini bahkan
sedang sibuk dengan riset besar mereka di bidang geothermal dengan nama
Enhanced Geothermal Systems (EGS). EGS diprakarsai oleh US Department of
Energy (DOE) dan bekerja sama dengan beberapa universitas seperti MIT,
Southern Methodist University, danUniversity of Utah. Proyek ini merupakan
program jangka panjang dimana pada 2050 geothermal merupakan sumber
utama tenaga listrik Amerika Serikat. Program EGS bertujuan untuk
meningkatkan sumber daya geothermal, menciptakan teknologi terbaik dan
ekonomis, memperpanjang life time sumur-sumur produksi, ekspansi sumber
daya, menekan harga listrik geothermal menjadi seekonomis mungkin, dan
keunggulan lingkungan hidup. Program EGS telah mulai aktif sejak Desember
2005 yang lalu.
Panas yang ada di dalam bumi ini berperan besar pada dinamika bumi
atau proses yang terjadi di planet bumi ini. Panas dapat berpindah secara
konduksi, konveksi dan radiasi.Perpindahan panas secara konduksi disebabkan
interaksi atomik atau molekul penyusun bahan tersebut dalam
mantel.Perpindahan panas secara konveksi diikuti dengan perpindahan massa.
Kedua proses inilah yang sangat dominan di dalam bumi.
Pada kedalaman 100-300 km di bawah permukaan bumi, suhu pada
mantel bumi dapat melelehkan batuan dan membentuk magma yang cair atau
cair sebagian.Magma yang terkumpul dalam dapur magma dapat naik sebagian
melalui zona lemah. Penyebaran gunung api di dunia 95% terletak di batas
lempeng.
Indonesia yang kaya akan wilayah gunung berapi, memiliki potensi
panas bumi yang besar untuk dapat dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit
tenaga listrik. Sekitar 54% potensi panas bumi di dunia berada di wilayah
indonesia. Dengan potensi yang sangat besar ini (lebih dari 50%), wilayah
Indonesia sangat cocok untuk menggunakan sumber pembangkit listrik tenaga
panas bumi.
Sekitar 80% lokasi panas bumi di Indonesia berasosasi dengan sistem
vulkanik aktif seperti Sumatra (81 lokasi), Jawa (71 lokasi), Bali dan Nusa
Tenggara (27 lokasi), Maluku (15 lokasi), dan terutama Sulawesi Utara (7
lokasi).Sedangkan yang berada di lingkungan non vulkanik aktif yaitu di
Sulawesi (43 lokasi), Bangka Belitung (3 lokasi), Kalimantan (3 lokasi), dan
Papua (2 lokasi).Dari 252 lokasi panas bumi yang ada, hanya 31% yang telah
disurvei secara rinci dan didapatkan potensi cadangan. Di sebagian besar lokasi
terutama yang berada di daerah terpencil masih dalam status survey Kolokium
Hasil Lapangan – DIM, 2005 1-3 pendahuluan sehingga didapatkan potensi
sumber daya.
Total potensi panas bumi dari 252 lokasi sebesar 27.357 MWe terdiri
dari sumber daya sebesar 14.007 MWe dan cadangan sebesar 13.350 MWe.
Apabila ditinjau dari total potensi yang ada, pemanfaatan energi panas bumi di
Indonesia masih sangat kecil yaitu sekitar 3%. Pemanfaatan ini juga masih
terbatas untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) dengan
menghasilkan energi listrik sebesar 807 MWe yang sebagian besar masih
terkonsentrasi di Pulau Jawa (97%). Tujuh lapangan panas bumi yang telah
dimanfaatkan sebagai PLTP terletak di Jawa Barat (Gunung Salak 330 MWe,
Wayang Windu 110 MWe, Kamojang 140 Mwe, dan Darajat 145 MWe), Jawa
Tengah (Dieng 60 MWe), Sumatra Utara (Sibayak 2 MWe) dan Sulawesi Utara
(Lahendong 20 MWe). Energi panas bumi di Indonesia sangat beragam,
sehingga selain pemanfaatan tidak langsung (PLTP), dapat dimanfaatkan secara
langsung (direct uses) seperti untuk industry pertanian (antara lain untuk
pengeringan hasil pertanian, sterilisasi media tanaman, dan budi daya tanaman
tertentu).
Dibandingkan dengan negara lain (China, Korea, New Zealand)
pemanfaatan langsung di Indonesia masih sangat terbatas terutama hanya untuk
pariwisata yang umumnya dikelola oleh daerah setempat. Untuk
mengembangkan pemanfaatan energi panas bumi secara langsung di Indonesia
masih diperlukan riset dan kajian lebih lanjut.
1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan masalahnya sebagai
berikut:
1. Jenis-jenis sistem Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
2. Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
3. Peralatan pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
4. Keuntungan dan kekurangan energi panas bumi (geothermal)
5. Analisa dampak lingkungan dan resiko eksplorasi.
1.3. Batasan Masalah
Penulisan makalah ini hanya dibatasi pada model optimasi konversi
energi panasbumi ke energi listrik, baik kriteria teknik maupun kriteria ekonomi
pada vertical well system dengan teknologi sirkulasi air terbuka (open water
circulation).
1.4. Tujuan
Adapun tujuan dibuatnya makalah Pembagkit Listrik Tenaga Panas Bumi
ini adalah :
1. Untuk mengetahui jenis-jenis sistem Pembangkit Listerik Tenaga Panas
Bumi.
2. Untuk mengetahui peralatan pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi.
3. Untuk mengetahui bagaimana keuntungan dan kekurangan dari Energi
Panas Bumi (geothermal).
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Pengertian Energi Panas Bumi (Geothermal Energy)
Energi panas bumi, adalah energi panas yang tersimpan dalam batuan di
bawah permukaan bumi dan fluida yang terkandung didalamnya.Energi panas
bumi telah dimanfaatkan untuk pembangkit listrik di Italy sejak tahun 1913 dan
di New Zealand sejak tahun 1958.Pemanfaatan energi panas bumi untuk sektor
non‐listrik (direct use) telah berlangsung di Iceland sekitar 70 tahun.
Meningkatnya kebutuhan akan energi serta meningkatnya harga minyak,
khususnya pada tahun 1973 dan 1979, telah memacu negara‐negara lain,
termasuk Amerika Serikat, untuk mengurangi ketergantungan mereka pada
minyak dengan cara memanfaatkan energi panas bumi. Saat ini energi panas
bumi telah dimanfaatkan untuk pembangkit listrik di 24 Negara, termasuk
Indonesia. Disamping itu fluida panas bumi juga dimanfaatkan untuk sektor
non‐listrik di 72 negara, antara lain untuk pemanasan ruangan, pemanasan air,
pemanasan rumah kaca, pengeringan hasil produk pertanian, pemanasan tanah,
pengeringan kayu, kertas dll.
II.2. Terjadinya Sistem Panas Bumi
Secara garis besar bumi ini terdiri dari tiga lapisan utama (Gambar 1),
yaitu kulit bumi (crust), selubung bumi (mantle) dan inti bumi (core). Kulit bumi
adalah bagian terluar dari bumi. Ketebalan dari kulit bumi bervariasi, tetapi
umumnya kulit bumi di bawah suatu daratan (continent) lebih tebal dari yang
terdapat di bawah suatu lautan. Di bawah suatu daratan ketebalan kulit bumi
umumnya sekitar 35 kilometer sedangkan di bawah lautan hanya sekitar 5
kilometer. Batuan yang terdapat pada lapisan ini adalah batuan keras yang
mempunyai density sekitar 2.7 - 3 gr/cm3.
Gambar 1. Susunan Lapisan Bumi
Di bawah kulit bumi terdapat suatu lapisan tebal yang disebut
selubung bumi (mantel) yang diperkirakan mempunyai ketebalan sekitar 2900
km. Bagian teratas dari selubung bumi juga merupakan batuan keras.
Bagian terdalam dari bumi adalah inti bumi (core) yang mempunyai
ketebalan sekitar 3450 kilometer. Lapisan ini mempunyai temperatur dan
tekanan yang sangat tinggi sehingga lapisan ini berupa lelehan yang sangat
panas yang diperkirakan mempunyai density sekitar 10.2 - 11.5 gr/cm3.
Diperkirakan temperatur pada pusat bumi dapat mencapai sekitar 60000F.
Kulit bumi dan bagian teratas dari selubung bumi kemudian dinamakan
litosfir (80 - 200 km). Bagian selubung bumi yang terletak tepat di bawah
litosfir merupakan batuan lunak tapi pekat dan jauh lebih panas. Bagian
dari selubung bumi ini kemudian dinamakan astenosfer (200 - 300 km). Di
bawah lapisan ini, yaitu bagian bawah dari selubung bumi terdiri dari
material-material cair, pekat dan panas, dengan density sekitar 3.3 - 5.7
gr/cm3.
Hasil penyelidikan menunjukkan bahwa litosfer sebenarnya bukan
merupakan permukaan yang utuh, tetapi terdiri dari sejumlah lempeng-lempeng
tipis dan kaku (Gambar 2).
Gambar 2. Lempengan-lempengan Tektonik
Lempeng-lempeng tersebut merupakan bentangan batuan setebal 64 –
145 km yang mengapung di atas astenosfer. Lempeng-lempeng ini bergerak
secara perlahan-lahan dan menerus. Di beberapa tempat lempeng-lempeng
bergerak memisah sementara di beberapa tempat lainnya lempeng-lempeng
saling mendorong dan salah satu diantaranya akan menujam di bawah
lempeng lainnya (lihat Gambar 3). Karena panas di dalam astenosfere dan panas
akibat gesekan, ujung dari lempengan tersebut hancur meleleh dan mempunyai
temperatur tinggi (proses magmatisasi).
Gambar 3. Gambaran Pergerakan Lempengan-lempengan Tektonik (Wahl, 1977)
Adanya material panas pada kedalaman beberapa ribu kilometer
di bawah permukaan bumi menyebabkan terjadinya aliran panas dari sumber
panas tersebut hingga ke pemukaan. Hal ini menyebabkan tejadinya
perubahan temperatur dari bawah hingga ke permukaan, dengan gradien
temperatur rata-rata sebesar 300C/km. Di perbatasan antara dua lempeng (di
daerah penujaman) harga laju aliran panas umumnya lebih besar dari harga
rata-rata tersebut. Hal ini menyebabkan gradien temperatur di daerah tersebut
menjadi lebih besar dari gradien tempetatur rata-rata, sehingga dapat mencapai
70-800C/km, bahkan di suatu tempat di Lanzarote (Canary Island) besarnya
gradien temperatur sangat tinggi sekali hingga besarnya tidak lagi dinyatakan
dalam 0C/km tetapi dalam 0C/cm.
Pada dasarnya sistem panas bumi terbentuk sebagai hasil perpindahan
panas dari suatu sumber panas ke sekelilingnya yang terjadi secara
konduksi dan secara konveksi. Perpindahan panas secara konduksi terjadi
melalui batuan, sedangkan perpindahan panas secara konveksi terjadi karena
adanya kontak antara air dengan suatu sumber panas. Perpindahan panas secara
konveksi pada dasarnya terjadi karena gaya apung (bouyancy). Air karena gaya
gravitasi selalu mempunyai kecenderungan untuk bergerak kebawah, akan
tetapi apabila air tersebut kontak dengan suatu sumber panas maka akan
terjadi perpindahan panas sehingga temperatur air menjadi lebih tinggi dan air
menjadi lebih ringan. Keadaan ini menyebabkan air yang lebih panas bergerak
ke atas dan air yang lebih dingin bergerak turun ke bawah, sehingga terjadi
sirkulasi air atau arus konveksi.
Gambar 4. Perpindahan Panas Di Bawah Permukaan
Terjadinya sumber energi panasbumi di Indonesia serta karakteristiknya
dijelaskan oleh Budihardi (1998) sebagai berikut. Ada tiga lempengan yang
berinteraksi di Indonesia, yaitu lempeng Pasifik, lempeng India-Australia
dan lempeng Eurasia. Tumbukan yang terjadi antara ketiga lempeng tektonik
tersebut telah memberikan peranan yang sangat penting bagi terbentuknya
sumber energi panas bumi di Indonesia. Tumbukan antara lempeng India-
Australia di sebelah selatan dan lempeng Eurasia di sebelah utara mengasilkan
zona penunjaman (subduksi) di kedalaman 160 - 210 km di bawah Pulau
Jawa-Nusatenggara dan di kedalaman sekitar 100 km (Rocks et. al, 1982) di
bawah Pulau Sumatera. Hal ini menyebabkan proses magmatisasi di bawah
Pulau Sumatera lebih dangkal dibandingkan dengan di bawah Pulau Jawa atau
Nusatenggara. Karena perbedaan kedalaman jenis magma yang dihasilkannya
berbeda. Pada kedalaman yang lebih besar jenis magma yang dihasilkan akan
lebih bersifat basa dan lebih cair dengan kandungan gas magmatik yang lebih
tinggi sehingga menghasilkan erupsi gunung api yang lebih kuat yang pada
akhirnya akan menghasilkan endapan vulkanik yang lebih tebal dan terhampar
luas. Oleh karena itu, reservoir panas bumi di Pulau Jawa umumnya lebih dalam
dan menempati batuan volkanik, sedangkan reservoir panas bumi di Sumatera
terdapat di dalam batuan sedimen dan ditemukan pada kedalaman yang lebih
dangkal.
II.3. Jenis – Jenis Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Fluida panas bumi yang telah dikeluarkan ke permukaan bumi
mengandung energi panas yang akan dimanfaatkan untuk menghasilkan
energi listrik.Hal ini dimungkinkan oleh suatu sistem konversi energifluida
panas bumi (geothermal power cycle) yang mengubah energi panas dari
fluida menjadi energi listrik.
Pembangkit Listrik Tenaga PanasBumi (PLTP) pada prinsipnyasama
seperti Pembangkit Listrik TenagaUap(PLTU),hanya pada PLTU uap dibuat
di permukaan menggunakan boiler, sedangkan pada PLTP uap berasal dari
reservoir panas bumi. Apbila fluida di kepala sumur berupa fasa uap, maka uap
tersebut dapatdialirkan langsung ke turbin,dankemudian turbin akan
mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar
generator sehingga dihasilkan energi listrik. Apabila fluida panas bumi keluar
dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair)
maka terlebih dahulu dilakukan proses pemisahan pada fluida. Hal ini
dimungkinkan dengan melewatkan fluida ke dalam separator, sehingga fasa uap
akan terpisahkan dari fasa cairnya. Fraksi uap yang dihasilkan dari separator
inilah yang kemudian dialirkan ke turbin.
Banyak sistem pembangkitan listrik dari fluida panas bumi yang telah
diterapkan di lapangan, diantaranya:
1. Direct Dry Steam
2. Separated Steam
3. Single Flash Steam
4. Double Flash Steam
5. Multi Flash Steam
6. Brine/Freon Binary Cycle
7. Combined Cycle
8. Well Head Generating Unit
II.3.1. Siklus Uap Kering (Direct Dry Steam Cycle)
Fluida panas bumi dapat berupa fasa cair, fasa uap atau campuran dari
keduanya, tergantung dari tekanan dan temperaturnya. Apabila fluida di kepala
sumur berupa fasa uap, maka uap tersebut dapat dialirkan langsung ke turbin
(Gambar 5). Turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak
yang akan memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik.
Gambar 5. Skema Instalasi Pembangkit Listrik Uap Kering.
Sistem konversi untuk fluida uap kering merupakan sistem konversi
yang paling sederhana dan paling murah. Uap dari turbin dapat dibuang ke
atmosfir (atmospheric exhaust turbine) atau di alirkan ke kondensor untuk
dikondensasikan (condensing turbine). Dari kondensor, kondensat kemudian
dialirkan ke menara pendingin atau cooling tower dan selanjutnya diinjeksikan
kembali ke bawah permukaan. Sebagian dari air kondensat ini dialirkan ke
kondensor. Pembangkit listrik yang menggunakan atmospheric exhaust turbine
mengkonsumsi sekitar dua kali (dalam tekanan inlet yang sama) lebih banyak
untuk setiap kilowatt keluaran sehingga banyak energi dan biaya yang terbuang.
Pembangkitan listrik di PLTP Kamojang pada prinsipnya sama seperti
pada Gambar 5, karena sumur-sumur di lapangan Kamojang
menghasilkan uap kering (temperatur di dalam reservoir 2400C). Unit I
dengan kapasitas 30 MW beroperasi pada tanggal 7 Februari 1983. Unit II
dan III masing-masing sebesar 55 MW dioperasikan berturut-turut pada
tanggal 29 Juli 1987 dan 13 September 1987, sehingga jumlah daya
terpasang PLTP Kamojang seluruhnya menjadi 140 MW. Lapangan
Kamojang terus dikembangkan. Untuk memenuhi kebutuhan uap PLTP
Kamojang telah dimanfaatkan produksi uap dari 26 sumur. Pola
pengusahaan panasbumi Kamojang unit 1 s.d unit 3, adalah sebagai berikut:
II.3.2. Siklus Uap Hasil Pemisahan (Separated Steam Cycle)
Apabila fluida panas bumi keluar dari kepala sumur sebagai campuran
fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair) maka terlebih dahulu dilakukan proses
pemisahan pada fluida. Hal ini dimungkinkan dengan melewatkan fluida
ke dalam separator, sehingga fasa uap akan terpisahkan dari fasa cairnya.
Fraksi uap yang dihasilkan dari separator inilah yang kemudian dialirkan ke turbin.
Oleh karena uap yang digunakan adalah hasil pemisahan maka, sistem konversi
energi ini dinamakan Siklus uap hasil pemisahan.Gambar 6 memperlihatkan
proses pembangkitan listrik dari lapangan panas bumi yang menghasilkan
fluida dua fasa, yaitu campuran uap dan air. Fluida dari sumur dipisahkan
menjadi fasa uap dan air di dalam separator dimana uapnya kemudian
dialirkan ke turbin dan airya diinjeksikan kembali kebawah permukaan.
Gambar 6. Skema Diagram Pembangkit Listrik Untuk Fluida Dominasi Air
Sedangkan untuk unit 4 s.d 6 adalah sbb:
II.3.3. Siklus Uap Hasil Penguapan (Single Flash Steam)
Sistem ini digunakan bilamana fluida dikepala sumur dalam kondisi
air jenuh (saturated liquid). Fluida dialirkan ke sebuah flasher agar
menguap. Banyaknya uap yang dihasilkan tergantung dari tekanan flasher.
Fraksi uap yang dihasilkan kemudian dialirkan ke turbin.
Gambar 7. Skema Diagram Pembangkit Listrik dengan Siklus “Single Flash
Steam”
II.3.4. Siklus Uap Hasil Pemisahan dan Penguapan (Double Flash Steam)
Pada sistem ini digunakan dua pemisahan fluida yaitu separator dan
flasher dan digunakan komposisi 2 turbin, yaitu HP-turbine dan LP-turbine
yang disusun tandem (ganda), seperti diperlihatkan pada Gambar 8. Contoh
lapangan yang menggunakan sistem konversi seperti ini adalah Hatchobaru
(Jepang), dan Krafla (Iceland).
Gambar 8. Skema Diagram Pembangkit Listrik dengan Siklus Double Flash Steam
II.3.5. Siklus Uap Hasil Pemisahan dan Penguapan dengan Dua
Turbin Terpisah (Flashing Multi Flash Steam)
Sistem siklus konversi energi ini mirip dengan sistem double flash,
bedanya adalah kedua turbin yang berbeda tekanan disusun secara terpisah
(Gambar 9), Uap dengan tekanan dan temperatur tinggi yang mengandung air
dipisahkan di separator agar diperoleh uap kering yang digunakan untuk
menggerakkan high pressure turbin. Turbin akan mengubah energi panas
bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator sehingga
dihasilkanenergilistrik. Air hasil pemisahan dari separator temperatur dan
tekanannya akan lebih rendah dari kondisi fluida di kepala sumur. Air ini
dialirkan ke flasher agar menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan dialirkan ke
low pressure turbin sementara air sisanya dibawa ke condensor.
Gambar 9. Skema Diagram Pembangkit Listrik Untuk Sistem Multi Flash
Steam
II.3.6. Binary Cycle
Umumnya fluida panas bumi yang digunakan untuk pembangkit listrik
adalah fluida yang mempunyai temperatur 2000C, tetapi secara tidak langsung
fluida panas bumi temperatur sedang (100-2000C) juga dapat digunakan untuk
pembangkit listrik yaitu dengan cara menggunakannya untuk memanasi
fluida organik yang mempunyai titik didih rendah (Gambar 10), uap dari
fluida organik ini kemudian digunakan untuk menggerakan sudu-sudu turbin
sehingga menghasilkan listrik.
Fluida organik dipanasi oleh fluida panas bumi melalui mesin
penukar kalor atau heat exchanger. Jadi fluida panas bumi tidak dimanfaatkan
langsung melainkan hanya panasnya saja yang diekstraksi, sementara fluidanya
sendiri diinjeksikan kembali kedalam reservoir. Dua lapangan yang
menggunakan siklus konversi energi seperti ini adalah Parantuka,
Kamchatka Peninsula (USSR) dan Otake (Jepang). Di lapangan Lahendong
juga terdapat sebuah pembangkit listrik panasbumi siklus binari (binary
geothermal power plant) berkapasitas 2,5 MW.
Gambar 10. Skema Diagram Pembangkit Listrik Untuk Sistem Binary Cycle
II.3.7. Combined Cycle
Untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi panas bumi di
beberapa industri mulai digunakan sistim pembangkit listrik dengan siklus
kombinasi (combined cycle), seperti diperlihatkan pada Gambar 11. Fluida
panas bumi dari sumur dipisahkan fasa-fasanya dalam separator. Uap dari
separator dialirkan ke PLTP (Turbin ke I), dan setelah itu sebelum fluida
diinjeksikan kembali ke dalam reservoir, fluida digunakan untuk memanaskan
fluida organik yang mempunyai titik didih rendah. Uap dari fluida organik tersebut
kemudian digunakan untuk menggerakan turbin (Turbin ke II).
Gambar 11. Skema Diagram Pembangkit Listrik Untuk Sistim Siklus Kombinasi
II.3.8. Well Head Generating Unit
Beberapa tahun terakhir ini unit pembangkit kepala sumur yang
dikenal dengan nama "Well Head Generating Units" mulai banyak digunakan
di lapangan. Sesuai dengan namanya unit ini ditempatkan di dekat kepala sumur
(well head). Ada dua jenis "Well Head Generating Units" yaitu:
1. Back pressure turbine atau turbin tanpa kondensor (atmospheric exhaust).
Turbin ini tidak dilengkapi dengan kondensor. Uap dari sumur atau uap
dari separator dialirkan langsung ke turbin dan setelah digunakan
untuk membangkitkan listrik langsung dilepas ke atmosfir. Unit pembangkit
jenis ini sering disebur "monoblock".
2. Turbin yang dilengkapi dengan kondensor (condensing unit). Turbin
ini dilengkapi dengan kondensor. Uap keluaran dari turbin diubah
menjadi kondensat di dalam kondensor.
Well Head Generating Units atau unit pembangkit kepala sumur banyak
digunakan karena alasan-alasan berikut:
1. Unit pembangkit kepala sumur dapat lebih cepat dioperasikan, yaitudalam
waktu kurang dari1 - 2 bulan. Sedangkan "central plant” biasanya baru
bisa dioperasikan 6 - 7 tahun setelah pemboran sumur pertama.
2. Dengan digunakannya unit-unit pembangkit kepala sumur berkapasitas
kecil maka perusahaan swasta nasional dapat dilibatkan dalam perusahaan
panas bumi.
3. Penggunaan unit-unit pembangkit listrik berkapasitas kecil memungkinkan
para penanam modal untuk memperoleh kembali modalnya dalam waktu
yang lebih cepat. Hal ini karena alasan pertama di atas, yaitu waktu yang
dibutuhkan untuk pemasangan unit pembangkit berkapasitas kecil lebih
singkat daripada untuk berkapasitas besar, sehingga dapat lebih cepat
dioperasikan.
4. Well head generating units dapat digunakan di daerah-daerah dimana
topografi cukup rumit, karena dengan digunakannya unit tersebut maka pipa
alir uap jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan pipa alir di central
power plant.
5. Apabila tekanan reservoir turun lebih cepat dari yang diharapkan, maka
turbin masih dapat di operasikan pada tekanan yang lebih rendah dan
memproduksikan listrik dalam jumlah yang sama meskipun efisiensinya lebih
rendah.
6. Unit pembangkit kepala sumur (Wellheadgenerating units) dapat
dipindahkan ke lokasi sumur lain hanya dalam waktu 1 - 2 bulan.
II.4. Peralatan Pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Suatu PLTP memiliki peralatan-peralatan yang tidak banyak berbeda
dengan suatu PLTU bahkan lebih sederhana karena tidak ada bagian
pembangkitan uap. Peralatan suatu PLTP pada dasarnya dapat dibagi menjadi 2
bagian yang besar yaitu :
A. Bagian Produksi uap dalam
Disini untuk peralatan dibagian produksi uap alam terletak dilapangan
panas bumi itu sendiri. Adapun peralatan pada bagian produksi uap alam
adalah ;
1. Peralatan lubang produksi (well head equpment)adalah peralatan yang
terdapat tepat diatas lubang produksi.
a. Service Valve
Digunakan untuk pengaturan aliran serta tekanan fluida yang keluar
selama pengujian.
b. Shunt off valve
Concreate cellar
Surface casing
Anchor casingProduction casing
Bleed valve
Bypass valveSevice valve
Expension compensator compeconvensator
Shut-off valve
Dipergunakan untuk menutup lubang sumur, apabila diadakan perbaikan
atau pemeliharaan.
c.Bleed Valve
Dipergunakan untuk mengeluarkan gas yang tidak dapat terkondensasi.
d. Bypass Valve
Dipergunakan untuk membuang uap yang tidak diperlukan.
Gambar 12. Peralatan Lubang ProduksiS.L. Uppal, Electrical Power, Khanna
Publisher, 1976. New Delhi.
2. Peralatan transmisi cairan ( Uap dan air panas )
a. Pipa – pipa transmisi
Yaitu peralatan yang digunakan untuk mentransmisikan cairan ( uap dan
air panas ) dari lubang produksi ke PLTP.
b. Drum ( Steam Receives ).
Tempat yang digunakan untuk mengumpulkan uap alam dari lubang –
lubang produksi sebelum uap dialirkan ke turbin PLTP ( uap dari sumur
produksi dikumpulkan menjadi satu ).
c. Pemisah Uap ( Steam Sparators )
Alat ini berfungsi sebagai pemisah antara kotoran dan air yang terkandung
dalam uap sebelum uap tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin.
d. Silensers
Alat ini difungsikan untuk menahan kebisingan akibat pengaliran sat – sat
dengan kecepatan yang tinggi ( uap, gas dan sebagainya ).
B. Bagian Perubahan Tenaga Uap Alam Menjadi Tenaga Listrik
1. Turbin Uap
Turbin adalah suatu mesin penggerak dimana energi fluida kerja, dalam
hal ini adalah uap, dipergunakan langsung untuk memutar roda turbin.Bagian
turbin yang berputar dinamakan roda turbin.Roda turbin ini terletak didalam
rumah turbin.Roda turbin memutar poros yang menggerakan atau memutar
bebannya, yang dalam hal ini adalah generator listrik.Peralatan ini juga yang
berfungsi untuk merubah tenaga uap menjadi tenaga mekanis.Ditinjau dari
sistem kerjanya turbin uap dibagi menjadi dua bagianyaitu:
Condensing Turbin, turbin yang menggunakan condensor.
Non Condensing Turbin, Turbin yang tidak menggunakan
condensor
2. Generator
Dalam hal ini generator berfungsi untuk merubah tenaga mekanis
menjadi tenaga listrik, seperti generator pada pembangkit listrik pada umumnya.
3. Condensor
Merubah uap menjadi air kembali ( kondensasi ) dan juga untuk
menyingkirkan gas yang tidak terkondensasi seperti Baromatric jet
condenser.Dalam studi kelayakan, telah dipertimbangkan dua jenis condenser
yang dapat dipakai pada PLTP yaitu ;
a. Barometric Condenser
Condenser jenis ini umumnya terletak di luar power house dan pada elevasi
yang lebih tinggi dari pada turbin.
Kerugian : condenser jenis ini karena uap yang keluar dari turbin harus
melalui pipa penghantar yang panjang untuk ke condenser di samping itu
memerlukan fondasi tersendiri.
Keuntungan : lantai turbin dapat dibuat lebih rendah sehingga rumah
pembangkit ( power house ) juga tidak akan terlampau tinggi.
b. Low Level Condenser
Condenser terletak langsung dibawah turbin sehingga hambatan aliran
praktis kecil sekali. Dalam hal ini perlu dipasang fleksibel guna meredam
getaran yang terjadi.
Kerugian : lantai turbin menjadi lebih tinggi, bangunan menjadi lebih
berat sehingga fondasi power house harus lebih kuat.
Keuntungan : pemanfaatan energi uap menjadi lebih baik sebab
hambatan aliran uap keluar dari turbin lebih kecil dan kemungkinan
kebocoran udara menjadi lebih kecil karena tidak banyaknya terdapat
sambungan pipa . Biaya condensor jenis ini akan lebih murah.
Perlengkapan Condenser
Yang dimaksud perlengkapan condenser disini adalah fasilitas
pembantu pada condenser, agar supaya condenser tersebut berfungsi
sebagai mana mestinya. Perlengkapan condenser ini terdiri dari ;
a. Gas Extractor
Di dalam gas extractor ini udara dan non condensable gasses
dikeluarkan dengan jalan tarikan uap tekanan tinggi pada enjectornya.
Campuran gas yang harus dikeluarkan terdiri dari CO2 kebanyakan dan
sebagian kecil gas seperti H2S, CH4, H2, O2, N2, Ag, NH3 dan H2O.
Adanya H2S, NH3, Sulfate dan Chlorida menyebabkan adanya larutan
korosi.Pemilihan gas extractor untuk non condensable gesses tersebut
tergantung dari:
Mass flow
Kevakuman condenser
Cooling water flow
Temperatur
b. Hot Well Pump atau Condensate Pump.
Hot pump ini berfungsi memindahkan secara kontinyu dan cepat air,
yang jatuh pada hot well. Condensate tersebut dipompa ke dalam storage
tank untuk selanjutnya dipompa ke cooling tower, biasanya condensate
pump ini memakai pompa jenis contrifugal.
c. Circulation Water Pump
Circulating water pump ini dipakai untuk mensirkulasi air pendingin
dengan jumlah yang besar. Pada PLTP pompa ini dipakai untuk
menaikkan condensate ke cooling tower dan untuk mensirkulasikan air
pendingin kebagian – bagian yang memerlukan pendingin.
4. Pompa Vakum (Vacuum pumps)
Pompa vakum berfungsi untuk memperbaiki derajat kevakuman.
5.Menara Pendingin (Cooling Tower)
Pada PLTP, sistem pendinginannya memenfaatkan udara pegunungan
yangdingin dan bersih. Akan tetapi, karena udara bersifat sebagai gas, maka
dibutuhkan volume yang besar, dan permukaan pertukaran panas yang luas,
agar pendinginannya sempurna. Untuk itu dibutuhkan suatu menara yang tinggi.
Pada menara pendingin ini, udara dihisap kedalam dan setelah mendinginkan
kondensator, udara yang telah menjadi panas ini, dihembuskan keluar melalui
cerobong menara disebelah atas.
BAB III
METODE PENELITIAN
Dalam penelitian yang saya lakukan, setelah mencari dari beberapa sumber
sebagai pokok untuk mengetahui metode atau cara seperti apa yang dilakukan oleh
beberapa peneliti yang melakukan penelitian di PLTP Geothermal Pertamina di
Kamojang. Akhirnya saya dapat mencari benang merah yang tepat untuk melakukan
metode apa yang lebih cocok untuk digunakan.
Pemodelan sistem reservoir panas bumi lapangan Kamojang menggunakan
program TRINV dan TRCOOL. Telah dilakukan pemodelan sistem reservoir
panasbumi Kamojang dengan program TRINV dan TRCOOL dengan menggunakan
data hasil tes perunut tritium di lapangan panasbumi Kamojang. Parameter reservoir
yang didapat dari program TRINV adalah flow velocity, dispersivity, cross section of
pathdan mass recovery. Sedangkan melalui program TRCOOL, didapat prediksi
pendinginan reservoir selama 300 bulan (25 tahun) ke depan dengan berbagai skenario
laju reinjeksi. Hasil dari pemodelan ini dapat menjadi perangkat yang penting dalam
pengelolaan lapangan panasbumi di masa mendatang.
III.1. Program TRINV
Program TRINV (tracer inversion) adalah salah satu program yang terdapat
dalam paket piranti lunak ICEBOX, yang dibuat oleh divisi Geosciences National
Energy Authority (Orkustofnun) Eslandia. TRINV digunakan untuk interpretasi data
perunut, menghitung waktu terobosan, mass recovery dan berbagai parameter sistem
reservoir panasbumi seperti kecepatan alir (flow velocity), difusitas dan koefisien
dispersi. Persamaan matematis yang mendasari program ini dapat dilihat pada
persamaan berikut (Axelsson, 2003).
c (t )=uM e−(x−ut )2/4 Dt
Q2√πDt
Dimana:
c(t) = konsentrasi perunut pada sumur produksi (kg/m3)
Q = adalah laju produksi (kg/s),
X = jarak antar sumur reinjeksi dengan sumur produksi (m),
D = koefisien dispersi (m2/s),
M = Jumlah perunut yang diinjeksikan (kg),
u = Kecepatan alir (m/s).
TRINV merupakan bentuk program inverse modeling, di mana sebaran data
diskret dalam ruang dan waktu hasil monitoring perunut pada tiap sumur pengamatan
diolah untuk menghasilkan karakter sistem reservoir panasbumi in situ. Input yang
dibutuhkan dalam program ini adalah:
1. Konsentrasi perunut terhadap waktu (dalam detik).
2. Jumlah pulsa/puncak perunut (tracer pulse), sesuai dengan pengamatan perunut.
Jumlah puncak ini menggambarkan flowpath perunut dari sumur reinjeksi ke
sumur produksi. Jumlah pulsa yang lebih dari satu menunjukkan flowpath
perunut yang juga lebih dari satu.
3. Jumlah perunut yang diinjeksikan (kg). Untuk perunut radioaktif, satuan
aktivitas (Ci, Bq atau TU) dapat disetarakan dengan kg.
4. Laju produksi (production rate) dan laju injeksi (injection rate) dalam kg/s.
5. Massa jenis air di dalam reservoir dan di lab (kg/m3)
Selain input di atas, TRINV memberikan pilihan model yang dapat digunakan
yaitu model parameter matematika normal (normal mathematical parameters), model
parameter fisik (physical parameters) dan model ukuran pulsa/puncak (pulse size).
Pemilihan model tersebut dilakukan berdasarkan atas data yang tersedia. Model
parameter matematika normal membutuhkan data jarak, kecepatan alir, dan koefisien
dispersi. Model fisik membutuhkan data jarak, luas area flow path, dispersivitas dan
mass recovery. Untuk kondisi sistem yang belum diketahui, penggunaan model ukuran
pulsa (pulse size) merupakan pilihan yang terbaik. Model ini hanya membutuhkan data
jarak dari sumur reinjeksi ke sumur pengamatan (produksi), konsentrasi maksimum
perunut dan waktunya, serta lebar (waktu) pada setengah puncak. Semua data tersebut
diperoleh dari kurva monitoring perunut tritium pada sumur pengamatan terhadap
waktu. Setelah data dimasukkan, secara otomatis akan dihasilkan beberapa parameter
sistem reservoir.
III.2. Program TRCOOL
Program lain yang terdapat dalam paket ICEBOX adalah TRCOOL, yang
digunakan untuk memprediksi penurunan temperatur reservoir panasbumi. Program ini
merupakan bentuk forward modelingdengan input karakter reservoir yang telah
diketahui seperti: temperatur aktual reservoir, kapasitas dan konduktivitas panas
reservoir, massa jenis reservoir, porositas zona patahan dan tinggi serta lebar zona
patahan. Persamaan yang mendasari program ini sebagai berikut (Axelsson, 2003):
T (t )=T 0−qQ
(T 0−T i )[1−erf { kxhcw q√k ( t−x /β ) }]
β=cw q
( ρc )f hb
( ρc )f =ρw cw ϕ+ρ r cr (1−ϕ )
Dimana:
T(t) = temperatur fluida di sumur produksi pada saat t (oC),
T0 = temperatur awal reservoir (oC),
Ti = temperatur air reinjeksi (oC),
q = laju reinjeksi air (kg/s),
k = konduktivitas termal reservoir (W/moC),
ρ = densitas (kg/m3),
c = kapasitas panas (J/kgoC),
h = tinggi zona patahan (m),
b = lebar zona patahan (m).
Meskipun TRCOOL dirancang untuk melakukan forward modeling, program
ini juga dapat digunakan sekaligus sebagai inverse modeling untuk kalibrasi dan
mendapatkan karakter reservoir yang tepat jika ada data temperatur reservoir aktual
dalam waktu yang berbeda (historical match).
III.3. Studi Kasus Lapangan
Lapangan panasbumi Kamojang terletak 42 km arah tenggara kota Bandung,
Jawa Barat. Lapangan Kamojang saat ini menghasilkan energi sebesar 140 MWe yang
berasal dari sekitar 60 buah sumur produksinya. Kondensat uap dari pembangkit listrik
diinjeksikan kembali ke dalam reservoir melalui 6 buah sumur reinjeksi. Pada tanggal
30 Juni 2003, dilakukan test radio perunut tritium (aktivitas = 15 Ci) pada sumur
reinjeksi KMJ-46 untuk dimonitor pada sumur produksi di sekitarnya, yaitu sumur
KMJ-22, 41, 63, 26, 27 dan 62 (gambar 1). Laju injeksi (injection rate) pada sumur
KMJ-46 sebesar 20 kg/s. Dalam paper ini hanya disajikan data monitoring perunut
tritium di sumur produksi KMJ-27 dan 62 karena pada sumur produksi lain belum
ditemukan kenaikan konsentrasi perunut tritium yang signifikan.
Gambar 13. Lokasi sumur injeksi dan sumur produksi
Tabel 1. Data pengamatan tritium pada KMJ-27 dan KMJ-62
Waktu
(hari)
KMJ – 27
(TU)
KMJ – 62
(TU)
Waktu
(hari)
KMJ – 27
(TU)
KMJ – 62
(TU)
6 18.36 4.43 124 51.88 277.9
13 19.36 10.94 136 54.22 294.28
21 19.54 49.19 152 56.3 315.27
27 23.69 73.77 240 170.57 372.85
31 27.27 113.16 303 77.93 337.08
38 30.2 145.51 336 103.66 298.74
46 33.54 168.47 360 84.25 255.91
52 36.54 177.25 392 65.35 277.28
66 40.66 194.88 549 54.13 177.07
81 43.72 206.36 570 67.56 182.69
94 47.2 231.21 603 55.543 182.08
108 49.56 258
Keterangan: memperlihatkan data hasil pengamatan perunut tritium yang sudah dikoreksi terhadap faktor
peluruhan dan background. Tritium dianalisis menggunakanLSC (Liquid Scintillation Counter) dengan
menggunakan metode electrolyticenrichment. Hasil pencacahan dinyatakan dalam satuan TU (Tritium
Unit = 1 atom 3H dalam 1018 atom 1H atau sebesar 0.118 Bq/kg).
Selain data di atas, data-data lain mengenai sumur produksi yang dibutuhkan
untuk input program TRINV dapat dilihat pada tabel 2 berikut.
Tabel 2. Data sumur produksi Kamojang
SumurProduction rate
(Kg/s)Jarak flowpath (m)
KMJ - 27 19.4 673
KMJ - 62 19.4 236
Tabel 3. Input data reservoir untuk program TRCOOL
Parameter
Sumur Produksi
KMJ – 27 KMJ – 62
M1 M2 M3 M1 M2 M3
Temperatur awal reservoir, T(oC)1998
232.1 232.1 232.1 237.6 237.6 237.6
Temperatur air reinjeksi, t (oC) 40 40 40 40 40 40
Laju produksi, Q (kg/det) 19.4 19.4 19.4 19.4 19.4 19.4
Laju reinjeksi, q (kg/det) 20 15 10 20 15 15
Konduktifitas panas reservoir,k(W/m oC)
2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8
Kapasitas panas reservoir, C ( J/kgoC)
800 800 800 800 800 800
Densitas batuan reservoir, R (kg/m3) 2700 2700 2700 2700 2700 2700
Kapasitas panas air reinjeksi, c (J/kgoC)
4179 4179 4179 4179 4179 4179
Lebar daerah patahan, b (m) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
Tinggi daerah patahan, H, (m) 470 470 470 500 500 500
Porositas p, (%) 10 10 10 10 10 10
Tabel 3 [Abidin,2003]. Untuk prediksi pendinginan reservoir, digunakan tiga skenario model (asumsi)
untuk masing-masing sumur KMJ-27 dan KMJ-62 yaitu variasi laju air reinjeksisebesar 10, 15 dan 20
kg/s dengan menggunakan program TRCOOL. Parameter lainyang digunakan sebagai input program
TRCOOL.
BAB IV
PEMBAHASAN
III.1. Energi Panas Bumi di Indonesia
Terjadinya sumber energy panasbumi diIndonesia serta karakteristiknya
dijelaskan oleh Budihardi (1998) sebagai berikut. Ada tiga lempengan yang
berinteraksi di Indonesia yaitu, lempengPasifik, lempeng India‐Australia danlempeng
Eurasia. Tumbukan yang terjadi antara ketiga lempeng tektonik tersebuttelah
memberikan peranan yang sangatpenting bagi terbentuknya sumber energy panas bumi
di Indonesia.Tumbukan antara lempeng India‐Australia di sebelah selatan dan lempeng
Eurasia di sebelah utaramengasilkan zona penunjaman (subduksi) di kedalaman 160 ‐
210 km di bawah Pulau Jawa‐Nusatenggara dan di kedalaman sekitar 100 km (Rocks
et. al, 1982) di bawah Pulau Sumatera. Hal inimenyebabkan proses magmatisasi di
bawah Pulau Sumatera lebih dangkal dibandingkan dengan dibawah Pulau Jawa atau
Nusatenggara. Karena perbedaan kedalaman jenis magma yang dihasilkannya berbeda.
Pada kedalaman yang lebih besar jenismagma yang dihasilkan akan lebih bersifat
basadan lebih cair dengan kandungan gas magmatic yang lebih tinggi sehingga
menghasilkan erupsigunung api yang lebih kuat yang pada akhirnyaakan menghasilkan
endapan vulkanik yang lebihtebal dan terhampar luas. Oleh karena itu,reservoir panas
bumi di Pulau Jawa umumnyalebih dalam dan menempati batuan volkanik,sedangkan
reservoir panas bumi di Sumateraterdapat di dalam batuan sedimen danditemukan pada
kedalaman yang lebih dangkal. Sistem panas bumi di Pulau Sumatera umumnya
berkaitan dengan kegiatan gunung api andesitisriolitisyang disebabkan oleh sumber
magma yang bersifat lebih asam dan lebih kental, sedangkan diPulau Jawa,
Nusatenggara dan Sulawesi umumnya berasosiasi dengan kegiatan vulkanik
bersifatandesitis‐basaltis dengan sumber magma yang lebih cair. Karakteristik geologi
untuk daerah panasbumi di ujung utara Pulau Sulawesi memperlihatkan kesamaan
karakteristik dengan di Pulau Jawa.
Akibat dari sistim penunjaman yang berbeda, tekanan atau kompresi yang
dihasilkan oleh tumbukanmiring (oblique) antara lempeng India‐Australia dan lempeng
Eurasia menghasilkan sesar regionalyang memanjang sepanjang Pulau Sumatera yang
merupakan sarana bagi kemunculan sumber - sumberpanas bumi yang berkaitan dengan
gunung‐gunung api muda. Lebih lanjut dapat disimpulkanbahwa sistim panas bumi di
Pulau Sumatera umumnya lebih dikontrol oleh sistim patahan regionalyang terkait
dengan sistim sesar Sumatera, sedangkan di Jawa sampai Sulawesi, sistim panas
buminyalebih dikontrol oleh sistim pensesaran yang bersifat lokal dan oleh sistim
depresi kaldera yangterbentuk karena pemindahan masa batuan bawah permukaan pada
saat letusan gunung api yangintensif dan ekstensif.
Reservoir panas bumi di Sumatera umumnya menempati batuan sedimen
yangtelah mengalami beberapa kali deformasi tektonik atau pensesaran setidak‐
tidaknya sejak Tersiersampai Resen.Hal ini menyebabkan terbentuknya porositas atau
permeabilitas sekunder padabatuan sedimen yang dominan yang pada akhirnya
menghasilkan permeabilitas reservoir panas bumiyang besar, lebih besar dibandingkan
dengan permeabilitas reservoir pada lapangan‐lapangan panasbumi di Pulau Jawa
ataupun di Sulawesi.
Sistem panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistimhidrothermal yang
mempunyai temperatur tinggi (>2250C),hanya beberapa diantaranya yang mempunyai
temperature sedang (150‐225oC).Pada dasarnya sistim panas bumi jenishidrothermal
terbentuk sebagai hasil perpindahan panas darisuatu sumber panas ke sekelilingnya
yang terjadi secarakonduksi dan secara konveksi.Perpindahan panas secarakonduksi
terjadi melalui batuan, sedangkan perpindahan panassecara konveksi terjadi karena
adanya kontak antara air dengansuatu sumber panas. Perpindahan panas secara
konveksi padadasarnya terjadi karena gaya apung (bouyancy). Air karena gayagravitasi
selalu mempunyai kecenderungan untuk bergerakkebawah, akan tetapi apabila air
tersebut kontak dengan suatu sumber panas maka akan terjadiperpindahan panas
sehingga temperatur air menjadi lebih tinggi dan air menjadi lebih ringan.Keadaan ini
menyebabkan air yang lebih panas bergerak ke atas dan air yang lebih dingin
bergerakturun ke bawah, sehingga terjadi sirkulasi air atau arus konveksi.Adanya suatu
sistim hidrothermal di bawah permukaan sering kali ditunjukkan oleh
adanyamanifestasi panasbumi di permukaan (geothermal surface manifestation), seperti
mata air panas,kubangan lumpur panas (mud pools), geyser dan manifestasi panasbumi
lainnya, dimana beberapadiantaranya, yaitu mata air panas, kolam air panas sering
dimanfaatkan oleh masyarakat setempatuntuk mandi, berendam, mencuci, masak dll.
Manifestasi panasbumi di permukaan diperkirakanterjadi karena adanya perambatan
panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahanrekahanyang memungkinkan
fluida panasbumi (uap dan air panas) mengalir kepermukaan. Berdasarkan pada
jenis fluida produksi dan jenis kandungan fluida utamanya, sistim
hidrotermaldibedakan menjadi dua, yaitu sistim satu fasa atau sistim dua fasa.Sistim
dua fasa dapat merupakansistem dominasi air atau sistem dominasi uap.Sistim
dominasi uap merupakan sistim yang sangatjarang dijumpai dimana reservoir panas
buminya mempunyai kandungan fasa uap yang lebihdominan dibandingkan dengan
fasa airnya.Rekahan umumnya terisi oleh uap dan pori‐pori batuanmasih menyimpan
air.Reservoir air panasnya umumnya terletak jauh di kedalaman di bawahreservoir
dominasi uapnya.Sistim dominasi air merupakan sistim panas bumi yang umum
terdapat didunia dimana reservoirnya mempunyai kandungan air yang sangat dominan
walaupun “boiling”sering terjadi pada bagian atas reservoir membentuk lapisan
penudung uap yang mempunyaitemperatur dan tekanan tinggi.Dibandingkan dengan
temperatur reservoir minyak, temperatur reservoir panasbumi relatif sangattinggi, bisa
mencapai 3500oC.Berdasarkan pada besarnya temperatur, Hochstein (1990)
membedakansistim panasbumi menjadi tiga, yaitu:
1. Sistim panasbumi bertemperatur rendah, yaitu suatu sistim yang reservoirnya
mengandungfluida dengan temperatur lebih kecil dari 1250C.
2. Sistim/reservoir bertemperatur sedang, yaitu suatu sistim yang reservoirnya
mengandung fluidabertemperatur antara 1250C dan 2250C.
3. Sistim/reservoir bertemperatur tinggi, yaitu suatu sistim yang reservoirnya
mengandung fluidabertemperatur diatas 2250C.
Sistem panasbumi seringkali juga diklasifikasikan berdasarkan entalpi fluida yaitu
sistim entalpirendah, sedang dan tinggi. Kriteria yang digunakan sebagai dasar
klasifikasi pada kenyataannya tidakberdasarkan pada harga entalphi, akan tetapi
berdasarkan pada temperatur mengingat entalphiadalah fungsi dari temperatur. Pada
Tabel dibawah ini ditunjukkan klasifikasi sistim panasbumi yangbiasa digunakan.
Muffer &
Cataldi
(1978)
Benderiter
&Cormy
(1990)
Haenel,
Rybach
&Stegna
(1988)
Hochestein(1990)
Sistim
panasbumientalph
i rendah
<90oC <100oC <150oC <125oC
Sistim
panasbumientalph
i sedang
90‐150oC 100‐200oC - 125‐225oC
Sistim
panasbumientalph
i tinggi
>150oC >200oC >150oC >225oC
III.2. Keuntungan dan Kekurangan PLTP
Dalam halaman ini kita akan membahas tentang keuntungan dan kekurangan dari
energi panas bumi diatas :
A. Keuntungan PLTP
Bersih.
PLTP, seperti Pembangkit Listrik Tenaga Angin dan Matahari tidak
membakar bahan bakar untuk menghasilkan uap panas guna memutar
turbin. Menghasilkan listrik dengan energi geotermal membantu menghemat
pemanfaatan bahan bakar fosil yang tidak bisa diperbaharui, dan dengan
pengurangan pemakaian jenis-jenis bahan bakar ini, kita mengurangi emisi
yang merusak atmosfir kita.
Tidak boros lahan.
Lokal area yang diperlukan untuk membangun PLTP ukurannya per MW
lebih kecil dibandingkan hampir semua jenis pembangkit lain.Instalasi
geotermal tidak memerlukan pembendungan sungai atau penebangan
hutan,dan tidak ada terowongan tambang, lorong-lorong,lubang-lubang
terbuka,timbunan limbah atau tumpahan minyak.
Dapat diandalkan.
PLTP dirancang untuk beroperasi 24 jam sehari sepanjang tahun.Suatu
pembangkit listrik geotermal terletak diatas sumber bahan bakarnya.Hal ini
membuatnya resisten terhadap hambatan penghasilan listrik yang
diakibatkan oleh cuaca dan bencana alam yang bisa mengganggu
transportasi bahan bakar.
Fleksibel.
Suatu PLTP bisa memiliki rancangan moduler, dengan unit tambahan
dipasang sebagai peningkatan yang diperlukan untuk memenuhi permintaan
listrik yang meningkat.
Mengurangi Pengeluaran.
Uang tidak perlu dikeluarkan untuk mengimpor bahan bakar untuk PLTP ’’
Bahan bakar “geotermal, selalu terdapat dimana pembangkit itu berada.
Pembangunan
PLTP di lokasi terpencil bisa meningkatkan standar dan kualitas hidup
dengan cara membawa tenaga listrik ke orang yang bertempat tinggal jauh
dari sentra populasi yang berlistrik.
B. Kerugian – kerugian PLTP
PLTP selalu dibangun di daerah lapang Panas Bumi dimana terdapat
banyak sumber air panas atau uap yang mengeluarkan gas H2S, hal ini
akan menyebabkan kandungan H2S akan meningkat.Kandungan H2S yang
bersifat korosit akan dapat menyebabkan peralatan–peralatan mesin
maupun listrik berkarat.
Ancaman akan adanya hujan asam
Penurunan stabilitas tanah yang akan berakibat pada bahaya erosi dan
amblesan (subsidence).
Amblesanjugadidukungletakgeomorfologitapakkegiatan yang
beradapadakalderavulkanikdenganpatahansekelilingnyasesuaidenganmunc
ulnyakerucut resent. Faktor lain yang berpengaruhadalahposisi Bali secara
regional merupakandaerahrawangempabumi.
Untukmemantaudampakamblesan,
makaditapakkegiatanharusdipasangmikroseismograf.
Apabilaterjadiamblesanmakakegiatanoperasional PLTP harusdihentikan.
Menyusut dan menurunnya debit maupun kwalitas sumber mata air tanah
maupun danau-danau di sekitar area pembangunan yang akan
menyebabkan gangguan pada kehidupan biota perairan dan menurunkan
kemampuan tanah untuk menahan air
Berubahnya tata guna lahan, perubahan dan ancaman kebakaran hutan di
mana diperlukan waktu antara 30-50 tahun untuk mengembalikan fungsi
hutan lindung seperti semula
Terganggunya kelimpahan dan keanekaragaman jenis biota air karena
diperkirakan akan tercemar zat-zat kimia SO2, C02, CO, NO2 dan H2S
2.3. Dampak Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi terhadap Lingkungan
Dalam pemanfaatan energi panas bumi untuk pembangkit listrik terdapat
berbagai dampak terhadap lingkungan akibat kegiatan-kegiatan yang dilakukan
pada tahap eksplorasi dan eksploitasi. Dampak-dampak tersebut di antaranya
adalah :
Akuisisi lahan
Gangguan permukaan (flora, fauna, tanah)
Emisi udara
Thermal effluents
Chemical discharge
Limbah padat
Penggunaan air
Dampak-dampak yang dihasilkan dari pemanfaatan energi panas bumi
sebagai pembangkit listrik dapat diminimalisir dengan manajemen lingkungan
yang tepat.Salah satu contohnya adalah melakukan pemantauan dampak-
dampak yang ditimbulkan.
III.3. Data Hasil ( Menggunakan program TRINV )
Tabel 4. Output program TRINV
Parameter KMJ – 27 KMJ – 62
Flow velocity, u (10-5 m/s) 3.09 0.92
Dispersion coefficient, D
(10-3 m2/s)1.02 0.47
Cross section of path, A¢ (10-2 m2) 0.79 13.81
Dispersivity, L (m) 32.98 50.69
Mass recovery, Mr (%) 1.19 6.16
Gambar 14. Grafik KMJ - 27
Gambar 15. Grafik KMJ – 62
Data di atas memperlihatkan bahwa kecepatan aliran dominan menuju arah sumur KMJ
- 27 dibanding ke arah sumur KMJ - 62 dengan rata-rata kecepatan alir sebesar 3.09 x
10-5 m/s. Sebaliknya untuk mass recovery, perunut tritium lebihdominan muncul pada
sumur KMJ-62 yaitu sebesar 6.16 % (gambar 16). Hal ini terjadi karena flow path
(lintasan) dari KMJ-46 ke KMJ-27 memiliki volume yang lebih kecil dibandingkan
dengan flow path dari KMJ-46 ke KMJ-62. Hal ini ditunjukkan dengan rendahnya
cross section of path (penampang lintang lintasan) KMJ-27 yang hanya sebesar 7.9 x
10-3 m2.
Gambar 16. Kontur aliran perunut dari KMJ-46
Untuk prediksi pendinginan dengan program TRCOOL dapat dilihat pada gambar 17
dan 18 di bawah. Terlihat bahwa dengan nilai variasi laju reinjeksi menimbulkan efek
yang berbeda. Semakin besar laju reinjeksi, akan semakin besar pula penurunan
temperatur yang terjadi pada sumur produksi. Pada sumur KMJ-27, penurunan
temperatur selama 300 bulan (25 tahun) mencapai 131.5 oC dengan asumsi laju
reinjeksi sebesar 20 kg/s. Sedangkan dengan asumsi yang sama pada sumur KMJ - 62
akan terjadi penurunan temperatur sebesar 177.48 oC. Sebaliknya untuk asumsi laju
reinjeksi sebesar 10 kg/s pada sumur KMJ - 27 akan menurunkan temperatur sebesar
38.1 oC dan 75.96 oC pada KMJ - 62 dalam waktu 25 tahun. Penurunan temperatur pada
KMJ - 62 yang lebih besar daripada KMJ - 27 pada laju reinjeksi yang sama
diakibatkan oleh besarnya cross section antara sumur reinjeksi dengan KMJ - 62
(channeling).
Gambar 17. Prediksi penurunan temperatur pada KMJ - 27
Gambar 18. Prediksi penurunan temperatur pada KMJ - 62
BAB V
PENUTUP
IV.1. Kesimpulan
Berdasarkan uraian tersebut di atas, kiranya dapat disimpulkan bahwa
pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi cukup menjanjikan.
Apalagi kalau diingat bahwa pemanfaatan energi panas bumi sebagai sumber
penyedia tenaga listrik adalah termasuk teknologi yang tidak menimbulkan
pencemaran terhadap lingkungan, suatu hal yang dewasa ini sangat diperhatikan
dalam setiap pembangunan dan pemanfaatan teknologi, agar alam masih dapat
memberikan daya dukungnya bagi kehidupan umat manusia. Bila pemanfaatan
energi panas bumi dapat berkembang dengan baik, maka kota-kota di sekitar
daerah sumber energi panas bumi yang pada umumnya terletak di daerah
pegunungan, kebutuhan tenaga listriknya dapat dipenuhi dari pusat listrik
tenaga panas bumi. Apabila masih terdapat sisa daya tenaga listrik dari
pemanfaatan energi panas bumi, dapat disalurkan ke daerah lain sehingga ikut
mengurangi beban yang harus dibangkitkan oleh pusat listrik tenaga uap, baik
yang dibangkitkan oleh batubara maupun oleh tenaga diesel yang keduanya
menimbulkan pencemaran udara.
IV.2. Saran
Diharapkan kepada semua komponen Masyarakat dapat mengetahui
tentang perlunya dipikirkan penambahan energi melalui pemilihan energi
alternatif yang ramah terhadap lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Fournier, R.O., 1981. Application of Water Geochemistry Geothermal
Exploration and Reservoir Engineering,“Geothermal System:Principles and
Case Histories”. John Willey& Sons. New York.
Carroll, M.R., and Holloway, J.R., eds, Volatiles in magma, Mineral Society
Am. Rev. Mineral, 30, 1994
DiPippo, R., Geothermal Energy as a Source of Electricity: A Worldwide
Survey of the Design and Operation of Geothermal Power Plants, U.S. Dept. of
Energy, DOE/RA/28320-1, U.S. Gov. Printing Office, Washington, DC, 1980.
ABIDIN, ZAINAL, “Karakterisasi Reservoir Panasbumi untuk Manajemen
Lapangan Uap di Lapangan Kamojang – Jawa Barat”, Desertasi S-3,
Universitas Gadjah Mada, 2003.
SUDARMAN, S., SUROTO, PUDYASTUTI, K., ASPIYO, S. “Geothermal
Development Progress in Indonesia: Country Update 1995-2000” Proceeding