ANALISIS SUMBER DAYA ALAM DAN LINGKUNGANEnergi Panas Bumi (Geothermal Energy)Dosen : Ir. I Gede Sudharsana, Dipl. UmPutu Pranawiraatmaja, ST.,M.Si

Oleh :Nama : Gede Surya Puri AdnyanaNPM / NIM: 1304020088Prodi / Fakultas: Perencanaan Wilayah dan Kota / Teknik

UNIVERSITAS HINDU INDONESIATEKNIK PERENCANAAN WILAYAH DAN KOTADENPASAR BALI2014

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangEnergi panas bumi ialah energi panas yang diekstraksi dari panas yang tersimpan dalam batuan di bawah permukaan bumi dan dari fluida yang terkandung di dalamnya. Secara sederhana, energi panas bumi adalah energi panas yang dipindahkan daribagian dalam bumi. Energi tersebut dapat diambil dalam bentuk uap atau air panas, sumber panas bumi di definisikan sebagai suatu reservoar di mana energi panasburni dapat diekstraksi secara ekonomis dan dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik atau untuk keperluan industri, pertanian atau keperluan-keperluan domestik yang sesuai (Armstead, 1978, Gupta, 1980). Sudah sejak lama pemanfaatan energi panas bumi dirasakan di berbagai belahan dunia seperti Bangsa Romawi, Suku Maori di New Zeland, dan Negara Jepang. Energi ini dimanfaatkan untuk keperluan sehari-hari seperti mandi, memanaskan ruangan, dan memasak. Untuk pertama kalinya tahun 1904, energi listrik dihasilkan dari sumur uap di Larderello (Italy), dan kemudian dipasarkan untuk pertama kalinya pada tahun 1913. Sekarang ini pemanfaatan langsung maupun tidak langsung energi panas bumi semakin meningkat. Disamping cadangan energi bahan bakar fosil yang semakin menurun, energi panas bumi merupakan energi yang berkelanjutan serta ramah lingkungan sehingga tepat dijadikan sebagai alternatif energi saat ini. Asal usul energy panas bumi Menurut Hamblin (1992) bumi pada awal terbentuknya diyakini berupa material lelehan (molten tnetetiet) dengan mendinginnya lelehan tersebut, yaitu dengan hilangnya panas di bagian permukaan, terbentuklah kulit luar (kerak) yang padat. di bawah kerak tersebut terdapat mantel bumi, bagian luar mantel disebut astenosfer, tersusun atas material lelehan panas bersifat plastis yang disebut magma. Di bawah astenosfer terdapat mesosfer yang tersusun atas batuan yang lebih kuat dan padat dibandlngkan astenosfer. Bagian tengah bumi adalah inti bumi, yang tersusun atas inti luar dan inti dalam. Inti dalam bersifat padat, dan inti luar bersifat likuid. Panas awal pad a saat pembentukan bumi serta panas akibat peluruhan unsur-unsur radioaktif merupakan sumber panas tubuh bumi dan pengontrol aliran panas di permukaan burni. Proses-proses pada bagian dalam bumi dapat menyebab- kan lempeng-Iempeng kerak bumi bergerak saling menjauhi, saling bertumbukan, maupun saling menggeser satu terhadap yang lain. Oaerah-daerah batas antar lempeng yang saling menjauhi dan yang saling bertumbukan umumnya berasosiasi dengan aktivitas magmatisme Sesumber energi panasbumi pada umumnya terkonsentrasi pada daerah-daerah separuanq batas antar lempeng yang aktif.Secara singkat sistem geothermal yang umum adalah sistem hidrotermal. Komponen utama sistem panas bumi hidrotermal adalah sumber panas, reservoir, daerah luahan (discharge) dan daerah resapan (recharge).

Gambar 1.1 Sistem Panasbumi Hidrotermal

Sistem panas bumi di Indoesia umumnya merupakan sistim hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225C), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang (150225C). 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 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 bergerak ke bawah, 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.Adanya suatu sistim hidrotermal di bawah permukaan sering kali ditunjukkan oleh adanya manifestasi panasbumi di permukaan (geothermal surface manifestation), seperti mata air panas, kubangan lumpur panas (mud pools), geyser dan manifestasi panasbumi lainnya, dimana beberapa diantaranya, yaitu mata air panas, kolam air panas sering dimanfaatkan oleh masyarakat setempat untuk mandi, berendam, mencuci, masak dll. Manifestasi panasbumi di permukaan diperkirakan terjadi karena adanya perambatan panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahan-rekahan yang memungkinkan fluida panasbumi (uap dan air panas) mengalir ke permukaan.Berdasarkan pada jenis fluida produksi dan jenis kandungan fluida utamanya, sistim hidrotermal dibedakan menjadi dua, yaitu sistim satu fasa atau sistim dua fasa. Sistim dua fasa dapat merupakan sistem dominasi air atau sistem dominasi uap. Sistim dominasi uap merupakan sistim yang sangat jarang dijumpai dimana reservoir panas buminya mempunyai kandungan fasa uap yang lebih dominan dibandingkan dengan fasa airnya. Rekahan umumnya terisi oleh uap dan poripori batuan masih menyimpan air. Reservoir air panasnya umumnya terletak jauh di kedalaman di bawah reservoir dominasi uapnya. Sistim dominasi air merupakan sistim panas bumi yang umum terdapat di dunia dimana reservoirnya mempunyai kandungan air yang sangat dominan walaupun boiling sering terjadi pada bagian atas reservoir membentuk lapisan penudung uap yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi.Dibandingkan dengan temperatur reservoir minyak, temperatur reservoir panasbumi relatif sangat tinggi, bisa mencapai 350C. Berdasarkan pada besarnya temperatur, Hochstein (1990) membedakan sistim panasbumi menjadi tiga, yaitu:1. Sistim panasbumi bertemperatur rendah, yaitu suatu sistim yang reservoirnya mengandung fluida dengan temperatur lebih kecil dari 125C.2. Sistim/reservoir bertemperatur sedang, yaitu suatu sistim yang reservoirnya mengandung fluida bertemperatur antara 125C dan 225C.3. Sistim/reservoir bertemperatur tinggi, yaitu suatu sistim yang reservoirnya mengandung fluida bertemperatur diatas 225C.Sistem panasbumi seringkali juga diklasifikasikan berdasarkan entalpi fluida yaitu sistim entalpi rendah, sedang dan tinggi. Kriteria yang digunakan sebagai dasar klasifikasi pada kenyataannya tidak berdasarkan pada harga entalphi, akan tetapi berdasarkan pada temperatur mengingat entalphi adalah fungsi dari temperatur. Pada Tabel dibawah ini ditunjukkan klasifikasi sistim panasbumi yang biasa digunakan.

Gambar 1.2 Klasifikasi Sistem Panasbumi Berdasarkan Entalphi1.2 Permasalahan EnergiEnergi panas bumi dirasa sebagai sistem energi yang paling bersih. Pertama energi panasbumi adalah sumber energi yang berkelanjutan (suistainable energy), yaitu dapat selalu tersedia dan diperbaharui dengan catatan managemen lapangannya benar. Energi panas bumi tidak bergantung pada musim dan tersedia setiap saat (24 jam/hari,7 hari/minggu). Pemakaian lahan untuk pembangunan fasilitas steam field dan power plan relatif kecil sehingga tidak akan merusak lingkungan dan mengganggu keberadaan flora dan fauna di sekitarnya. Penggunaan air pada sistem panas bumi juga relatif sedikit. Kemudian masalah subsidence dan seismisitas mikro dapat dimonitor sehingga dapat diatasi. Apabila dibandingkan dengan PLTU batubara/fosil fuel dengan kapasitas sama, polusi kebisingan yang dihasilkan sistem panas bumi sangat minim atau hampir tidak ada. Pada pembangkit listrik panas bumi yang diemisikan ialah uap air, sementara emisi gas-gas racun (CO2, SO2, NO) yang di hasilkan kecil sehingga tidak membahayakan atmosfer bumi. Selain itu, proteksi untuk keberlangsungan manifestasi panas bumi untuk turisme dan warisan budaya dilindungi oleh undang-undang.

BAB IIANALISIS2.1 Kegunaan dan Kebutuhan Energi Panas Bumi1. Kegiatan usaha panas bumiKegiatan eksplorasi dan pengembangan lapangan panasbumi yang dilakukan dalam usaha mencari sumberdaya panasbumi, membuktikan adanya sumberdaya serta memproduksikan dan memanfaatkan fluidanya dilakukan dengan tahapan sebagai berikut.Survei pendahuluan (reconnaince survey) dilakukan untuk mencari daerah prospek panasbumi, yaitu daerah yang menunjukkan tanda-tanda adanya sumberdaya panas bumi dilihat dari kenampakannya di permukaan (manifestasi) yang antara lain berupa: tanah hangat, permukaan tanah beruap, mata air panas atau hangat, kolam air panas, telaga.

1010air panas, fumaroles, geyser, kubanganlumpur panas, silika sinter, batuan yang mengalami alterasi. Survei pendahuluan juga dilakukan untuk mendapatkan gambaran mengenai geologi regional di daerah tersebut. Secara garis besar pekerjaan yang dilakukan pada tahap ini terdiri dari studi Literatur, survei Lapangan, analisa data, dan menemukan daerah prospek.Grafik 2.1 Tahapan Kegiatan Usaha PanasbumiEksplorasi (Pre-feasibility Study) adalah rangkaian kegiatan yang meliput penyelidikan lebih lanjut mengenai kondisi geologi permukaan dan bawah permukaan. Serta mengidentifikasi daerah yang diduga mengandung sumberdaya panasbumi. Dari hasil eksplorasi ini diketahui dengan lebih baik mengenai penyebaran batuan, struktur geologi, daerah alterasi hodrotermal, geometri cadangan panasbumi, hidrologi, sistem panasbumi, temperatur reservoir, potensi sumberdaya serta potensi listriknya.Studi Kelayakan (Feasibility Study) perlu dilakukan apabila ada beberapa sumur- sumur eksplorasi menghasilkan fluida panasbumi. Tujuan dari studi ini adalah untuk menilai apakah sumberdaya panasbumi yang terdapat di daerah tersebut secara teknis dan ekonomis menarik untuk diproduksikan. Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah: mengevaluasi data geologi, geokimia, geofisika, dan data sumur; memperbaiki model sistem panasbumi; menghitung besarnya sumberdaya dan cadangan panasbumi (recoverable reserve) serta potensi listrik yang dapat dihasilkannya. Kegiatan lainnya adalah: mengevaluasi potensi sumur serta memperkirakan kinerjanya; menganalisa sifat fluida panasbumi dan kandungan non condensible gas serta memperkirakan sifat korosifitas air dan kemungkinan pembentukan scale; mempelajari apakah ada permintaan energi listrik, untuk apa dan berapa banyak; mengusulkan alternatif pengembangan dan kapasitas instalasi pembangkit listrik; serta melakukan analisa keekonomian untuk semua alternatif yang diusulkan.Eksploitasi adalah rangkaian kegiatan pada suatu wilayah kerja tertentu yang meliputi pengeboran sumur pengembangan dan sumur reinjeksi, pembangunan fasilitas lapangan dan operasi produksi sumber daya Panasbumi.Pemanfaatan Tidak Langsung untuk tenaga listrik adalah kegiatan usaha pemanfaatan energi Panasbumi untuk pembangkit tenaga listrik, baik untuk kepentingan umum maupun untuk kepentingan sendiri. Sedangkan Pemanfaatan Langsung yaitu kegiatan usaha pemanfaatan energi dan/atau fluida Panasbumi untuk keperluan nonlistrik, baik untuk kepentingan umum maupun untuk kepentingan sendiri.

2. Fluida panas bumi untuk pembangkit listrik (Undirect Use)Fluida panas bumi bertemperatur tinggi (>225C) telah lama digunakan di beberapa negara untuk pembangkit listrik, namun beberapa tahun terakhir ini perkembangan teknologi telah memungkinkan digunakannya fluida panas bumi bertemperatur sedang (150-225C) untuk pembangkit listrik. Selain temperatur, faktor-faktor lain yang biasanya dipertimbangkan dalam memutuskan apakah suatu sumber daya panas bumi tepat untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik adalah sebagai berikut:a. Sumber daya panas bumi mempunyai kandungan panas atau cadangan yang besar sehingga mampu memproduksikan uap untuk jangka waktu yang cukup lama, yaitu sekitar 25-30 tahunb. Sumber daya panas bumi memproduksikan fluida yang mempunyai pH hampir netral agar laju korosinya relatif rendah, sehingga fasilitas produksi tidak cepat terkorosi. Selain itu hendaknya kecenderungan fluida membentuk scale relatif rendah, Reservoirnya tidak terlalu dalam, biasanya tidak lebih dari 3 kmc. Sumber daya panas bumi terdapat di daerah yang relatif tidak sulit dicapaid. Sumber daya panas bumi terdapat di daerah dengan kemungkinan terjadinya erupsi hidrotermal relatif rendah. diproduksikannya fluida panas bumi dapat meningkatkan kemungkinan terjadinya erupsi hidrotermal

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 energi fluida panas bumi (geothermal power cycle) yang mengubah energi panas dari fluida menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) pada prisnsipnya sama seperrti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), hanya pada PLTU uap dibuat di permukaan menggunakan boiler, sedangkan pada PLTP uap berasal dari reservoir panas bumi. Apabila fluida di kepala sumur berupa fasa uap, maka uap tersebut dapat dialirkan langsung ke turbin, dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik. Apabila fluida panas bumi keluar dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fasa (fasa uap dan air) 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.

Gambar 2.1 Perbandingan Prinsip Kerja PLTU dan PLTP

Gambar 2.2 Sistem Panasbumi Dua Fasa

Banyak sistem pembangkitan listrik dari fluida panas bumi yang telah di terapkan di lapangan diantaranya:1. Direct dry steam2. Separated steal3. Single flash steam4. Double flash steam5. Multi flash steam6. Brine/Freon binary cycle, brine/isobutane binary cycle7. Combined cycle8. Hybrid/fossil-geothermal conversion system

3. Pemanfaatan panas bumi secara langsung (Direct Use)

1515Disamping untuk pembangkit listrik, fluida panasbumi juga dimanfaatkan untuk sektor non-listrik, antara lain untuk pemanas ruangan (space/district heating), pemanas rumah kaca (green house heating), pemanasan tanah pertanian (soil heating), pengeringan hasil pertanian dan peternakan, pengeringan kayu, kertas, pariwisata, medical treatment, mencairkan salju dan lain-lain (Gambar 2.3)

Gambar 2.3 Penggunaan Fluida PanasbumI Untuk Sektor Non ListrikHingga saat ini di Indonesia, selain untuk kolam renang fluida panasbumi belum terlalu banyak digunakan pemanfaatannya untuk sektor non listrik lainnya. Akan tetapi di masa yang akan datang diharapkan fluida panasbumi dapat dimanfaatkan lebih efektif lagi sesuai dengan temperatur panasnya seperti yang tertera pada tabel di atas.

BAB IIIKESIMPULAN3.1 Hal-hal menarik dan SaranEnergi panas bumi merupakan energi yang ramah lingkungan karena fluida panas bumi setelah energi panas diubah menjadi energi listrik, fluida dikembalikan ke bawah permukaan (reservoir) melalui sumur injeksi. Pemanfaatan energi panas bumi untuk sektor nonlistrik (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 negaranegara lain, termasuk Amerika Serikat, untuk mengurangi ketergantungan mereka pada minyak dengan cara memanfaatkan energi panas bumi. Dengan krisis yang ada, saat ini energi panas bumi telah dimanfaatkan untuk pembangkit listrik di 24 Negara, termasuk Indonesia, disamping itu fluida panas bumi juga dimanfaatkan untuk sektor nonlistrik di 72 negara, antara lain untuk pemanasan ruangan, pemanasan air, pemanasan rumah kaca, pengeringan hasil produk pertanian, pemanasan tanah, pengeringan kayu, kertas dll. Energy ini sangat bagus untuk membuat negara-negara berkembang seperti Indonesia agar tidak terlalu tergantung dengan minyak. Dilihat dari sisi potensi, Indonesia diperkirakan mempunyai sumberdaya panas bumi dengan potensi listrik sebesar 27.510 MWe, sekitar 3040% potensi panas bumi dunia, dengan potensi cadangan 14.172 MWe, terdiri dari cadangan terbukti 2.287 MWe, cadangan mungkin 1.050 MWe dan cadangan terduga 10.835 MWe, namun melihat dari biaya yang dikeluarkan untuk pemanfaatan energy panas bumi yang sangatlah besar tentu jadi permasalah tersendiri dalam pelaksanaannya kelak.

Daftar Pustakahttp://geothermal.ft.ugm.ac.id/wp-content/uploads/2012/12/08_01_Energi-Panasbumi-1998-Pri-Utami.pdfhttp://geothermal.itb.ac.id/sites/default/files/public/Sekilas_tentang_Panas_Bumi.pdfhttp://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/33890653/Renewable_Energy_Geothermal_Energy-libre.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAJ56TQJRTWSMTNPEA&Expires=1421146394&Signature=GXo9aMe4I14DiNAylmYcd0jads4%3D

16