TUGAS

MATA KULIAH

GEOTHERMAL

“POTENSI GEOTHERMAL SEBAGAI ENERGI MASA DEPAN”

Disusun oleh :

M Iskandar Wijaya T

26020212140047

Oseanografi A

PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI

JURUSAN ILMU KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2015

Pengertian Geothermal

Geothermal merupakan energi panas yang dihasilkan dan tersimpan di bawah permukaan bumi. Energi ini berasal dari asal pembentukan planet, yaitu peluruhan radioaktif dari mineral dan aktivitas vulkanik. Akibat perbedaan antara pusat dan permukaan maka terjadilah konduktivitas dimana energi panas ini bergerak dari pusat ke permukaan, yang disebut gradien geothermal.

Sejarah Geothermal

Sejak Paleolithikum manusia telah menggunakan energi ini dan bangsa Romawi menggunakan panas ini sebagai penghangat ruangan.Bahkan tak mau kalah dengan manusia, monyet-monyet di jepang sudah menggunakannya untuk menghangatkan diri.

Kemudian pada awal abad ke-19, penggunaan geothermal secaramodern mulai berkembang. Sejak 70 tahun yang lalu di Islandia, geothermal telah digunakan untuk penggunaan langsung seperti pemanasan rumah, pemanasan rumah kaca, dll. Dan pada tahun 1904 Italia menemukan kegunaangeothermal untuk pembangkit listrik.

Di Indonesia, eksplorasi ini telah dimulai pada tahun 1918 di Kamojang, JawaBarat. Tahun1926-1929 dimulai pemboran sumur dan didapatkan sumber uap kering. Salah satu sumur yang masih beroperasi yaituKMJ-3.

Di dunia, sekitar 10,750 MW listrik mengalir di 24 negara. Dan sekitar 28 Gigawatt digunakan untuk penggunaan langsung seperti pemanas ruangan, proses industri, desalinasi, dan agrikultur.

Darimana Geothermal Berasal

Di Indonesia sendiri, geothermal terbentuk akibat proses tektonik lempeng. Di Indonesia, 3 lempeng tektonik aktif bergerak diIndonesia, yaitu lempengEurasia, lempeng Pasifik, dan lempengIndo-Australia. Tumbukan antar tiga lempeng tektonik ini telah memberikan pembentukan energi panas bumi yang sangat penting diIndonesia. Pada akhirnyaIndonesia termasuk zona subduksi, dimana pada zona ini terjadi penunjaman di sekitar pulauSumatra, Jawa-Nusa Tenggara, Maluku, danSulawesi. Lempeng tektonik merupakan pengalir panas dari inti bumi sehingga banyak sekaligeothermal yang dapat didirikan pada zona lempeng tektonik. Pada di zona ini juga terbentuk gunung api yang berkontribusi padareservoir panas di pulau jawa yang menempati batuan vulkanik.

Panas inti mencapai 5000 0C lebih.

Dua penyebab inti bumi itu panas

tekanan yang begitu besar karena gravitasi bumi mencoba mengkompres atau menekan materi, sehingga bagian yang tengah menjadi paling terdesak.

bumi mengandung banyak bahan radioaktif seperti Uranium-238, Uranium-235 danThorium-232. Bahan – bahan radioaktif ini membangkitkan jumlah panas yang tinggi. Panas tersebut dengan sendirinya berusaha untuk mengalir keluar, akan tetapi ditahan olehmantel yang mengelilinginya.

Dipermukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas, bahkan sumber uap panas. Panas itu datangnya dari batu-batu yang meleleh ataumagma yang menerima panas dari inti bumi.

memperlihatkan secara skematis terjadinya sumber uap, yang biasanya disebut fumarole ataugeyser serta sumber air panas.

Magma yang terletak didalam lapisan mantel, memanasi lapisan batu padat. Diatas batu padat terletak suatu lapisan batu berpori, yaitu batu mempunyai banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpori ini berisi air, air itu turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas itu. Maka akan menghasilkan air panas bahkan terbentuk uap. Bila diatas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan batu padat, maka lapisan batu berpori berfungsi sebagaiboiler. Uap dan juga air panas bertekanan akan berusaha keluar.

Gejala panas bumi pada umumnya tampak dipermukaan bumi berupa mata air panas, fumarola, geyser dan sulfatora. Dengan jalan pengeboran, uap alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat diambil dari dalam bumi dan dialirkan kegenerator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.

Prinsip Kerja

Pada pusat listrik tenaga panas bumi turbin berfungsi sebagai mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutar roda/poros turbin. Pada turbin tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi, melainkan gerakan rotasi. Bagian turbin yang berputar biasa disebut dengan istilahrotor/roda/poros turbin, sedangkan bagian turbin yang tidak berputar dinamai dengan istilahstator. Roda turbin terletak didalam rumah turbin dan

roda turbin memutar poros daya yang digerakkannya atau memutar bebannya(generator listrik, pompa, kompresor, baling-baling, dll).

Didalam turbin fluida kerja mengalami ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan dan mengalir secara kontinyu. Penamaan turbin didasarkan pada jenis fluida yang mengalir didalamnya, apabila fluida kerjanya berupa uap maka turbin biasa disebut dengan turbin uap.

PRINSIP KERJA PUSAT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP)

Pusat listrik tenaga panas bumi (PLTP) mempunyai beberapa peralatan utama sebagai berikut:

Turbin uap (steam turbine). Condensor (Condenser). Separator. Demister. Pompa-pompa.

Sistem Kerja

Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header (1), yang berfungsi menjamin pasokan uap tidak akan mengalami gangguan meskipun terjadi perubahan pasokan dari sumur produksi. Selanjutnya melalui flow meter (2) dialirkan ke separator (3) dan demister (4) untuk memisahkan zat-zat padat, silika dan bintik-bintik air yang terbawa didalamnya. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada sudu dan nozzle turbine.

Uap yang telah bersih itu dialirkan melalui main steam valve/electric control valve/governor valve (5) menuju ke turbine (6). Di dalamturbine, uap tersebut berfungsi untuk memutar double flow condensingyang dikopel dengangenerator (7), pada kecepatan 3000 rpm. Proses ini menghasilkan energi listrik dengan arus 3 phase, frekuensi 50 Hz, dan tegangan 11,8 kV. Melaluistep-up transformer (8), arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 kV, selanjutnya dihubungkan secara paralel dengan sistem penyaluran (9).

Agar turbin bekerja secara efisien, maka exhaust steam yang keluar dari turbin harus dalam kondisi vakum(0,10 bar), dengan mengkondensasikan uap dalam condenser (10) kontak

langsung yang dipasang di bawahturbine. Exhaust steam dari turbin masuk dari sisi atascondenser, kemudian terkondensasi sebagai akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan lewat spray-nozzle. Level kondensat dijaga selalu dalam kondisinormal oleh dua buah cooling water pump (11), lalu didinginkan dalam cooling water (12) sebelum disirkulasikan kembali.

Untuk menjaga kevakuman condenser, gas yang tak terkondensasi harus dikeluarkan secara kontinyu oleh sistem ekstraksi gas. Gas-gas ini mengandung: CO285-90% wt; H2S 3,5% wt; sisanya adalah N2 dangas-gas lainnya. Sistem ekstraksi gas terdiri atas first-stage dan second-stage (13) sedangkan di pada PLTP yang lain dapat terdiri dari ejector dan liquid ring vacuum pump.

Sistem pendingin di PLTP merupakan sistem pendingin dengan sirkulasi tertutup dari air hasil kondensasi uap, dimana kelebihan kondensat yang terjadi direinjeksi ke dalam sumur reinjeksi (14). Prinsip penyerapan energi panas dari air yang disirkulasikan adalah dengan mengalirkan udara pendingin secara paksa dengan arah aliran tegak lurus, menggunakan 5 forced draft fan. Proses ini terjadi di dalam cooling water.

Sekitar 70% uap yang terkondensasi akan hilang karena penguapan dalam cooling water, sedangkan sisanya diinjeksikan kembali ke dalam reservoir (15). Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, sertarecharge water bagireservoir. Aliran air darireservoir disirkulasikan lagi oleh primary pump (16). Kemudian melalui after condenser dan intercondenser (17) dimasukkan kembali ke dalamreservoir

Tiga Macam Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

Uap Kering (dry steam)

Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas(>235 derajat celcius), dan air yangtersedia direservoir amat sedikit jumlahnya. Cara kerja nya adalah uap dari sumber panas bumi langsungmasuk ke turbin melalui pipa. kemudian turbin akan memutargenerator untuk menghasil listrik. Teknologi inimerupakan teknologi yang tertua yang telah digunakan pada Lardarello, Italia pada tahun1904.

Jenis ini cocok untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk kandungan gas yang tinggi.

Flash steam

Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C padareservoir, cara kerjanya adalah Bilamana lapanganmenghasilkan terutama air panas, perlu dipakai suatuseparator yang memisahkan air dan uap denganmenyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan lebih rendah sehingga cairan tersebut menguapdengan cepat menjadi uap yang memutar turbin dangenerator akan menghasilkan listrik. Air panas yangtidak menjadi uap akan dikembalikan kereservoir melaluiinjection wells.

Binary cycle

Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara107-1820C. Cara kerjanya adalah uappanas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkan cairan di pipa lainnya yangdisebut pipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang langsung terhubung ke turbin, uap ini akan menggerakanturbin yang telah dihubungkan kegenerator. dan hasilnya adalah energi listrik. Cairan di pipa kerja memakaicairan yang memiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atau Iso-pentana.

Keuntungan teknologi binary-cycle adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumi bersuhu rendah.Selain itu teknologi ini tidak mengeluarkan emisi. karena alasan tersebut teknologi ini diperkirakan akanbanyak dipakai dimasa depan. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida,nitritoksida dansulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.

Kelebihan dan Kekurangan Energi Geothermal

Kelebihan dan kekurangan energi geothermal atau panas bumi. Sebagai sebuah sumber energi alternatif dan sumber energi terbarukan, energi geothermal memiliki kelebihan dan kekurangan. Layaknya energi lainnya, keunggulan (kelebihan) dan kelemahan (kekurangan) energi geothermal (panas bumi) jamak, karena tidak ada sumber energi benar-benar yang sempurna.

Energi panas bumi atau geothermal energy adalah salah satu sumber energi terbarukan yang dipercaya ketersediannya melimpah dan sangat ramah lingkungan. Kandungan panas bumi yang dipunyai Indonesia, diyakini mencapai 40 persen dari total potensi panas bumi dunia. Jika potensi ini di manfaatkan tidak terbayang berapa energi yang dapat di ‘panen’ Indonesia. Meskipun melimpah dan ramah lingkungan bukan berarti geothermal energy luput dari kekurangan.

Energi geothermal sendiri merupakan energi panas yang dihasilkan dan disimpan di dalam bumi. Energi dihasilkan dari aktivitas tektonik yang terjadi di dalam bumi. Di samping itu dapat pula berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi.

Kelebihan Energi Geothermal (Panas Bumi)

Pemanfaatan energi geothermal atau panas bumi sebagai salah satu sumber energi alternatif diyakini mempunyai berbagai keuntungan dan kelebihan. Di antara kelebihan dan keuntungan pemanfaatan energi geothermal tersebut adalah :

1. Panas bumi (geothermal energy) merupakan salah satu sumber energi paling bersih. Jauh lebih bersih dari sumber energi fosil yang menimpulkan polusi atau emisi gas rumah kaca.

2. Geothermal merupakan jenis energi terbarukan yang relatif tidak akan habis. Sumber energi ini terus-menerus aktif akibat peluruhan radioaktif mineral.

3. Energi Geothermal ramah lingkungan yang tidak menyebabkan pencemaran (baik pencemaran udara, pencemaran suara, serta tidak menghasilkan emisi karbon dan tidak menghasilkan gas, cairan, maupun meterial beracun lainnya).

4. Panas bumi (geothermal energy), dibandingkan dengan energi alternatif lainnya seperti tenaga surya dan angin, bersifat konstan sepanjang musim. Di samping itu energi listrik yang dihasilkan dari geothermal tidak memerlukan solusi penyimpanan energi (energy storage) karena dapat dihasilkan sepanjang waktu.

5. Untuk memproduksi energi geothermal membutuhkan lahan dan air yang minimal, tidak seperti misalnya pada energi surya yang membutuhkan area yang luas dan banyak air untuk pendinginan. Pembangkit panas bumi hanya memerlukan lahan seluas 3,5 kilometer persegi per gigawatt produksi listrik. Air yang dibutuhkan hanya sebesar 20 liter air tawar per MW / jam.

Kekurangan Energi Geothermal (Panas Bumi)

Selain memiliki kelebihan, energi geothermal pun memiliki kekurangan. Di antara kekurangan energi geothermal adalah :

1. Biaya modal yang tinggi. Pembangunan pembangkit listrik geothermal memerlukan biaya yang besar terutama pada eksploitasi dan pengeboran.

2. Pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya dapat dibangun di sekitar lempeng tektonik di mana temperatur tinggi dari sumber panas bumi tersedia di dekat permukaan.

3. Pembangunan pembangkit listrik geothermal diduga dapat mempengaruhi kestabilan tanah di area sekitarnya.

Potensi Geothermal Sebagai Energi Terbarukan

Energi panas Bumi ialah energi yang dihasilkan dari panas yang muncul di dalam bumi. Energi panas Bumi ini bersumber dari adanya aktivitas tektonik di dalam bumi yang sudah berlangsung sejak planet Bumi ini terbentuk. Energi panas ini juga bersumber dari panas sinar matahari yang terserap oleh permukaan Bumi (tanah dan air). Energi panas Bumi ini telah dipakai untuk memanaskan (banguna ketika musim dingin atau air) mulai dari peradaban Romawi, tetapi saat ini lebih terkenal buat memproduksi energi listrik. Kurang lebih 10 Giga Watt pembangkit listrik energi panas Bumi sudah dipasang di muka bumi pada tahun 2007, dan menyumbang kurang lebih 0.3% dari total energi listrik di bumi.

Beberapa wilayah yang berpotensi sangat tinggi Geothermal atau panas bumi di wilayah Indonesia adalah :

1. Jawa Barat ada sekitar 40 Lokasi

2. Nusa Tenggara Timur ada sekitar 18 Lokasi

3. NAD sebanyak ada sekitar 17 lokasi

4. Sumatera Utara ada sekitar 16 Lokasi

5. Sematera barat dan di daerah Sulawesi Barat ada sekitar 16 Lokasi

Ada beberapa daerah dengan pemanfaatan energi panas bumi paling menjadi unggulan

1. Jawa Barat (PLTP Kamojang)

PLTP Kamojang bisa memasok Total kapasitas energi listrik saat ini sebesar kurang lebih 200 Mega Watt, yang terdiri dari beberapa unit yakni PLTP Unit 1 dengan produksi energi listri sebesar 30 MW, unit 2 dan 3 memiliki masing-masing total kapasitas energi listrik sebesar 55 MW, dan PLTP unit 4 memiliki kapasitas energi listrik sebesar 60 MW. Keseluruhan total energi listrik yang bisa dihasilkan dari PLTP Kamojang yang akan dialirkan guna memasok sistem transmisi (interkoneksi) pulau Jawa dan Bali.

2. Sumatera Utara (PLTP Sibayak)

PLTP Sibayak berada Di Kabupaten Brastagi Sumatera Utara ada satu PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi) yang memiliki total kapasitas energi listrik 12 MW. Pembangkit listrik satu ini bernama PLTP Sibayak, adalah sebuah proyek kerjasama antara PGE (Pertamina Geothermal Energy) dan Dizamatra Powerindo. Proyek ini mulai dibangun pada tahun 1996 dan selesai dibangun pada tahun 2008, PLTP ini adala pembangkit listrik paling pertama yang dibangun di wilayah Sumatera. Memanfaatkan panas bumi yang keluar dari Gunung Sibayak di Sumatera Utara, produksi dari PLTP sibayak ini akan dijual ke PT PLN (Persero) buat memasok listrik provinsi Sumatera Utara dan wilayah sekitarnya.

3. Jawa Barat (PLTP Salak)

PLTP Salak ini bertempat di area sekitar taman nasional gunung Salak yang berada di Provinsi Jawa Barat. Pembangkit listrik ini berlokasi kurang lebih 1400 meter dari permukaan laut ini mempunyai total kapasitas listrik sampai 377 MW dan bisa memberikan sebagian pasokan listrik ke jaringan jawa dan bali. Di tempat ini mempunyai 6 unit turbin uap (panas bumi) dan bisa beroperasi 24 jam dalam sehari dan 7 hari dalam seminggu.

4. Jawa Tengah (PLTP Dieng)

PLTP Dieng ini berada di Kecamatan Dieng daerah Banjarnegara provinsi Jawa Tengah dengan total kapasitas produksi tenaga listrik 20 Mega Watt (MW).

5. Sulawesi Utara (PLTP Lahendong)

PLTP Lahendong adalah unit pembangkit listrik terbesar dengan energi listrik yang sangat ramah terhadap lingkungan berbasiskan dengan sumber daya alam panas bumi di provinsi Sulawesi Utara. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Sulawesi Utara bisa memberikan kontribusi kurang lebih sebesar 60% pada pasokan listrik di provinsi Sulawesi Utara.

Potensi Energi Geothermal di Indonesia

Energi panas bumi atau geothermal energy menjadi salah satu sumber energi terbarukan yang diyakini melimpah dan ramah lingkungan, termasuk energi panas bumi di Indonesia. Indonesia bahkan menjadi negara dengan kandungan panas bumi yang besar, 40% potensi panas bumi dunia terdapat di Indonesia. Sayangnya, besarnya cadangan panas bumi di Indonesia tersebut belum dimanfaatkan secara maksimal. Dan Indonesia masih saja bergantung dengan sumber energi dari fosil.

Energi panas bumi atau geothermal energy adalah energi thermal (panas) yang dihasilkan dan disimpan di dalam bumi. Geothermal berasal dari bahasa Yunani “Geo” yang berarti “bumi” dan ‘therm‘ yang berarti kalor atau panas. Energi dihasilkan dari aktivitas tektonik yang terjadi di dalam bumi. Di samping itu dapat pula berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi.

Lebih lanjut proses terbentuknya energi panas bumi (geothermal) dipicu oleh aktivitas tektonik di dalam perut bumi. Inti bumi memiliki magma yang temperaturnya mencapai 5.400 derajat celcius. Magma ini membuat lapisan bumi di sebelah atasnya mengalami peningkatan temperatur. Ketika lapisan ini bersentuhan dengan air maka akan menjadi uap panas bertekanan tinggi. Inilah energi potensial yang kemudian dikenal sebagai energi panas bumi atau geothermal energy.

Pemanfaatan energi panas bumi diyakini menjadi salah satu sumber energi alternatif. Kelebihan energi yang dihasilkannya adalah pertama, panas bumi merupakan salah satu sumber energi terbersih. Kedua, merupakan jenis energi terbarukan yang relatif tidak akan habis. Ketiga, ramah lingkungan yang tidak menyebabkan pencemaran (baik pencemaran udara, pencemaran suara, serta tidak menghasilkan emisi karbon dan tidak menghasilkan gas, cairan, maupun meterial beracun lainnya). Keempat, dibandingkan dengan energi alternatif lainnya seperti tenaga surya dan angin, sumber energi ini bersifat konstan sepanjang musim.

Berbicara tentang potensi, Indonesia memiliki potensi energi panas bumi (geothermal) yang besar. Menurut data PT Pertamina Geothermal Energy (pge.pertamina.com), Indonesia memiliki 40% dari seluruh potensi panas bumi di dunia. Sumber-sumber tersebut tersebar di 251 lokasi Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara, Maluku, hingga ujung barat Papua. Kementerian

ESDM (2013) memperkirakan kapasitas seluruh cadangan dan sumber daya energi panas bumi di Indonesia mencapai 28.994 MWe (megawatt listrik). Jumlah energi tersebut, jika menggunakan BBM, setara lebih dari 200 milyar barrel minyak.

Sayangnya dari potensi besar energi panas bumi di Indonesia tersebut, baru kurang dari 4 persen saja yang telah dimanfaatkan. Tidak banyak pembangkit listrik tenaga panas bumi yang telah beroperasi di Indonesia. Dari yang sedikit tersebut antara lain : PLTP Sibayak di Sumatera Utara, PLTP Salak (Jawa Barat), PLTP Dieng (Jawa Tengah), dan PLTP Lahendong (Sulawesi Utara).

Memang sungguh disayangkan jika potensi panas bumi yang sedemikian besarnya, belum dapat dimanfaatkan dengan maksimal oleh Indonesia. Indonesia masih memilih kekeuh dengan sumber energi berbahan bakar fosil yang berdampak besar pada pemanasan global, itupun belum mencukupi kebutuhan energi nasional. Dan menyiakan 28,9 ribu MW sumber energi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan yang disediakan panas bumi.