estimasi sumberdaya, cadangan dan potensi listrik panas bumi

Click here to load reader

Post on 18-Jul-2016

223 views

Category:

Documents

44 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi

TRANSCRIPT

BAB IPENDAHULUAN1.1. Latar BelakangIndonesia secara geologis terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik utama yaitu : Lempeng Eropa-Asia, India-Australia dan Pasifik yang berperan dalam proses pembentukan gunung api di Indonesia. Kondisi geologi ini memberikan kontribusi nyata akan ketersediaan energi panas bumi di Indonesia. Manifestasi panas bumi yang berjumlah tidak kurang dari 244 lokasi tersebar di P. Sumatera, Jawa, Bali, Kalimantan, Kepulauan Nusa Tenggara, Maluku, P. Sulawesi, Halmahera dan Irian Jaya, menunjukkan betapa besarnya kekayaan energi panas bumi yang tersimpan di dalamnya. Penyelidikan energi panas bumi di Indonesia dimulai sekitar tahun 1920 dan pengusahaannya berkembang dari tahun ke tahun. Untuk itu sangat diperlukan usaha-usaha yang harus dilakukan supaya sumber daya panas bumi tersebut yang terdapat di Indonesia dapat dimanfaatkan secara maksimal dan tepat. Salah satu upaya yang dapat dilakukan yaitu dengan memperkirakan atau mengestimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi. Apa itu estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi, bagaimana, serta mengapa penting untuk melakukan estimasi? Materi tentang estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi akan dibahas lebih lanjut dalam makalah ini.

1.2. Rumusan Masalah Apa yang dimaksud dengan estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi? Metode apa saja yang ada dalam estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik?

1.3. Tujuan Penelitian Untuk memenuhi tugas sistem panas bumi materi estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi. Untuk mengetahui pengertian estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumi. Untuk mengetahui metode apa saja yang ada dalam estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik?BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Pengertian estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumiMetode estimasi potensi energi panas bumi adalah cara untuk memperkirakan besarnya potensi energi listrik di suatu daerah/lapangan panas bumi berdasarkan hasil penyelidikan geologi, geokimia dan geofisika, karakteristik reservoir, serta estimasi kesetaraan listrik.

2.2. Metode untuk estimasi sumber daya, cadangan dan potensi listrik panas bumiAda beberapa metode untuk memperkirakan besarnya sumber daya (resources), cadangan (recoverable reserve) dan potensi listrik panas bumi.2.2.1. Metode perbandinganMetode ini digunakan apabila penyelidikan ilmu kebumian yang dilakukan baru sampai pada tahap penyelidikan penyebaran manifestasi permukaan dan pelamparan struktur geologinya secara global (permulaan eksplorasi). Pada tahap ini belum ada data yang dapat dipergunakan untuk memperkirakan besarnya sumber daya dengan menggunakan metode lain (secara matematis atau numerik). Oleh karena itu potensi energi sumber daya panas bumi diperkirakan berdasarkan potensi lapangan lain yang memiliki kemiripan kondisi geologi. Prinsip dasar metode perbandingan adalah menyetarakan besar potensi energi suatu daerah panas bumi baru (belum diketahui potensinya) dengan lapangan lain yang telah diketahui potensinya dan memiliki kemiripan kondisi geologi. Dengan metoda perbandingan besarnya sumberdaya panasbumi di suatu daerah prospek panasbumi dapat diperkirakan dengan cara sebagai berikut:Hel = A x Qel(2.1)dimana:Hel = Besarnya sumber daya (MWe).A = Luas daerah prospek panas bumi (km2). Luas prospek pada tahapan ini dapat diperkirakan dari penyebaran manifestasi permukaan dan pelamparan struktur geologinya secara global.

Qel = Daya listrik yang dapat dibangkitkan persatuan luas (MWe/km2)

2.2.2. Metode volumetrikMetoda yang umum digunakan untuk perhitungan sumberdaya panasbumi (resources), banyaknya energi panas bumi yang dapat dimanfaatkan pada kenyataannya (cadangan) dan besarnya energi listrik yang dapat dihasilkannya (potensi listrik tenaga panas bumi) telah diuraikan oleh OSullivan (1986). Perhitungan dilakukan berdasarkan kandungan energi panas didalam batuan dan didalam fluida (uap dan air) sebagai berikut:

Panas yang terkandung di dalam reservoirPanas yang tersimpan dalam batuanPanas yang tersimpan dalam fluida

= + Data yang diperlukan untuk perhitungan adalah: Data luas daerah Ketebalan Temperatur reservoir Porositas saturasi air dan uap Densitas batuan Daya hantar panas batuan Densitas uap dan air Energi dalam uap dan airPanas yang tersimpan dalam batuanPanas yang terkandung di dalam batuan yang mempunyai massa m, kapasitas panas c dan temperatur T, dapat ditentukan berdasarkan persamaan dasar berikut:Q = m.c.T(2.2)

Jadi apabila V adalah volume reservoir (bulk volume) , adalah porositas batuan dan adalah densitasnya, maka massa batuan adalah:

mr = V.(1-).r(2.3)

Apabila A adalah luas reservoir dan h adalah ketebalannya maka persamaan di atas menjadi:

mr = A.h.(1-).r(2.4)

Apabila batuan mempunyai kapasitas panas cr, maka dengan mensubstitusikan persamaan (2.4) ke persamaan (2.2) akan diperoleh persamaan yang menyatakan panas yang terkandung di dalam batuan (Qr). Persamaan tersebut adalah:

Qr = A.h.(1-).r.cr.T(2.5)

Panas yang tersimpan dalam fluida

Energi yang terkandung di dalam air dan uap yang masing-masing mempunyai massa mL dan mV, energi dalam uL dan uV, ditentukan berdasarkan persamaan dasar berikut:

Qe = mL uL + mV uV(2.6)

Apabila volume reservoir (bulk volume) adalah V, porositas batuan adalah , saturasi air dan saturasi uap masing-masing SL dan Sv dan densitasnya adalah L dan V maka massa air dan massa uap yang mengisi pori-pori batuan dapat dinyatakan oleh persamaan berikut :

mL = v..SL.L (2.7)

mv = v..Sv.v(2.8)

Apabila A adalah luas reservoir dan h adalah ketebalannya maka kedua persamaan diatas menjadi:

mL = A.h..SL.L(2.9)

mv = .h..Sv.v(2.10)

Apabila kedua persamaan tersebut disubstusikan ke persamaan (2.6) akan diperoleh persamaan yang menyatakan panas yang terkandung di dalam uap dan air (Qe) sebagai berikut:

Qe = A.h..SL.L.uL + A.h..Sv.v.uv (2.11)

Persamaan diatas dapat dituliskan kembali sebagai berikut:Qe = A.h..(SL.L.uL + Sv.v.uv)(2.12)

Dengan demikian kandungan energi panas didalam reservoir (di dalam batuan dan fluida) adalah sebagai berikut:

He = A.h.[(1-) r cr T + (SL L uL + Sv v uv)(2.13)Dimana:He= kandungan energi panas (kJ)A = luas daerah panas bumi (m2)H = tebal reservoir (m)T = temperatur reservoir (oC)SL = saturasi air (fraksi)Sv = saturasi uap (fraksi)UL = energi dalam air (kJ/kg)Uv = energi dalam uap (kJ/kg) = porositas batuan reservoir (fraksi)Cr = kapasitas panas batuan (kJ/kg0C)r = density batuan (kg/m3)L = density batuan (kg/m3)V = density batuan (kg/m3)Proses Perhitungan Besarnya energi panas yang dapat dimanfaatkan (cadangan) dan diubah menjadi energi listrik (potensi listrik), dapat dihitung dengan prosedur sebagai berikut:1. Hitunglah kandungan energi pada keadaan awal (initial) atau besarnya sumberdaya panas bumi dengan persamaan sebagai berikut:Hei = A.h.[(1-) r cr Ti + (SL L uL + Sv v uv)i](2.14)2. Hitunglah kandungan energi pada keadaan akhir (T final):Hef = A.h.[(1-) r cr Tf + (SL L uL + Sv v uv)f](2.15)3. Hitung maksimum energi yang dapat dimanfaatkan:Hth = Hei Hef(2.16)4. Hitung energi panas bumi yang dapat dimanfaatkan pada kenyataanya (=besarnya cadangan bila dalam kJ)Hde = Rf Hth(2.17)5. Hitung besarnya cadangan, yaitu energi panas yang dapat dimanfaatkan untuk kurun waktu t tahun (biasanya 25-30 tahun) dengan persamaan berikut:(2.18)Hthermal mempunyai satuan MWthermal6. Hitung besarnya potensi listrik, yaitu energi listrik yang dapat dibangkitkan untuk kurun waktu t tahun (MWe) dengan cara sebagai berikut:(2.19)atau: Hel= (2.20)dimana:Ti = Temperatur reservoir pada keadaan awal (0C)Tf = Temperatur reservoir pada keadaan akhir (energi panasbumi tidak ekonomis lagi untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik), oCHei = Kandungan energi didalam batuan dan fluida pada keadaan awal, kJHef = Kandungan energi di dalam batuan dan fluida pada keadaan akhir, kJHth = Maksimum energi panas bumi yang dapat dimanfaatkan, kJHde = Energi panas bumi yang dapat dimanfaatkan pada kenyataannya, kJHthermal = Energi panas bumi yang dapat dimanfaatkan selama kurun waktu tertentu,MweHel = Energi listrik yang dapat dibangkitkan selama kurun waktu tertentu,MweRf = Faktor perolehan, %t = Lama waktu (umur) pembangkitan listrik (tahun) = Faktor konversi listrik

Asumsi-asumsi yang umum digunakan dalam perhitungan adalah :1. Lama pembangkitan listrik 25-30 tahun.2. Faktor perolehan 25%.3. Temperatur akhir (abandon temperatur) = 180 oC.4. Faktor konversi listrik 10 %.

Data yang diperlukan:1. Luas daerah reservoir (m2).2. Ketebalan reservoir (m).3. Temperatur reservoir pada keadaan awal (0C).4. Saturasi air dan saturasi uap pada keadaan awal (fraksi).5. Porositas batuan (fraksi).6. Densitas batuan (kg/m3).7. Kapasitas panas batuan (kJ/kg 0C).8. Faktor perolehan (fraksi).9. Lama waktu pembangkitan listrik (tahun).10. Faktor konversi listrik (fraksi).11. Temperatur pada keadaan akhir (0C).12. Saturasi air dan saturasi uap pada keadaan akhir (fraksi).

2.2.3. Metode simulasi reservoira. Prinsip metode simulasi reservoirDalam metode ini digunakan model pendekatan parameter heterogen (distributed parameter approach). Kegiatan pemodelan dapat dilakukan dengan membagi sistem reservoir menjadi sejumlah blok atau grid yang satu sama lain saling berhubungan. Pembagian blok dilakukan dengan mempertimbangkan beberapa faktor diantaranya adalah jenis dan karakteristik batuan, struktur batuan dan lokasi sumur. Dengan cara ini maka keanekaragaman permeabilitas, porosistas, kandungan air dan kandungan uap didalam reservoir serta sifat fluidanya, baik secara lateral maupun secara vertikal dapat diperhitungkan.

b. Penerapan Metode Simulasi ReservoarMetode ini umumnya digunakan pada lapangan panas