Energi Geothermal
-
Upload
nelly-syarifah -
Category
Documents
-
view
117 -
download
4
description
Transcript of Energi Geothermal
ENERGI GEOTHERMAL
(GEOTHERMAL ENERGI CONVERSION)
MAKALAH
Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliahKonversi Energi (KJ 711)
Dosen:
Dr. Tedjo Narsoyo Reksoatmodjo, ST., M. Pd
Oleh :
Nelly Syarifah
1102640
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2012
1
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum,Wr. Wb.
Saya panjatkan puji serta syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkah dan rahmat-Nyalah saya dapat menyelesaikan penulisan makalah ini. Shalawat
serta salam semoga tetap tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarganya,
sahabatnya, dan semoga sampai kepada kita selaku umatnya.
Konversi energi merupakan perubahan bentuk energi dari yang satu menjadi
bentuk energi lainnya, dalam hukum konversi energi mengatakan bahwa energi tidak
dapat diciptakan (dibuat) ataupun dimusnahkan akan tetapi dapat berubah bentuk dari
bentuk yang satu kebentuk lainnya. Makalah ini akan membahas mengenai Energi
Geothermal dan Pemanfaatannya. Penulisan makalah ini disusun untuk memenuhi
salah satu tugas pada mata kuliah Konversi Energi yang diberikan oleh Dr. Tedjo
Narsoyo Reksoatmadjo, ST., M.Pd. Makalah ini dirancang dari hasil study komparatif
dan kajian teoritis.
Makalah ini tidak akan terselesaikan tanpa ada bantuan, kritik, saran dan juga
dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini, dengan segala
kerendahan hati dan penuh rasa hormat teriring doa dan rasa syukur saya mengucapkan
terima kasih kepada Dr. Tedjo Narsoyo Reksoatmadjo, ST., M.Pd sebagai dosen mata
kuliah Konversi Energi yang telah memberikan pembelajaran, membimbing dan
memberikan pengarahan dalam proses perkuliahan. Saya ucapkan terima kasih kepada
orang tua saya atas dorongan motivasinya serta doa yang senantiasa tercurah selama
penyusunan makalah ini dan kepada rekan-rekan Pendidikan Teknologi Kejuruan
Pascasarjana Universitas Pendidikan Indonesia yang telah membantu dalam penulisan
i
dan penyusunan makalah ini, terima kasih. Saya telah mencoba menyusun tulisan ini
dengan sungguh-sungguh agar dapat menjadi sebuah penulisan yang baik dan dapat
berguna untuk menambah wawasan kita semua. Tetapi jelas bahwa hingga sekarang ini,
saya masih dalam tahap belajar dan oleh sebab itu saya menyambut baik segala saran
dan komentar yang membangun dari pembaca untuk perbaikan dan penyempurnaan
penulisan ini.
Wassalamualaikum Wr Wb.
Bandung, September 2012
Nelly SyarifahNIM.1102640
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR......................................................................................... i
DAFTAR ISI........................................................................................................ ii
BAB I PENDAHULUAN.................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang............................................................................................ 1
1.2 Tujuan......................................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI.............................................................................. 4
2.1 Energi Geothermal...................................................................................... 5
2.2 Perhitungan Energi Panas Bumi................................................................. 12
2.3 Konsep Energi Panas Bumi........................................................................ 13
BAB III ANALISA PEMANFAATAN ENERGI GEOTHERMAL............... 20
2.4 Geothermal di Indonesia............................................................................. 20
2.5 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi .................................................... 22
2.6 Potensi Energi Geothermal di Indonesia.................................................... 26
BAB IV KESIMPULAN..................................................................................... 29
2.1 Kesimpulan................................................................................................. 29
2.2 Rekomendasi............................................................................................... 30
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 31
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi panas bumi (geothermal) merupakan energi yang bersih dan ramah
lingkungan dan mulai menjadi perhatian dunia karena energi yang dihasilkan dapat
dikonversi. Energi yang mempunyai sifat dapat berubah ke bentuk energi lainnya,
seperti dalam hukum kekekalan energi yaitu “energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan tetapi dapat diubah ke bentuk energi lain”, berubahnya bentuk
energi satu kebentuk energi lainnya yang disebut dengan konversi energi. Energi panas
bumi telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika musim dingin atau air)
sejak peradapan Romawi, namun sekarang lebih populer untuk menghasilkan energi
listrik. Dengan potensi sumber energi panas bumi yang dapat membangkitkan listrik,
dan sebagai salah satu sumber energi terbaharukan yang juga ramah lingkungan maka
energi panas bumi sangat berpotensi sebagai alternatif pengganti sumber energi fosil
yang tidak terbaharukan dan menghasilkan dampak lingkungan berupa emisi gas dan
rumah kaca.
Saat ini panas bumi yang dimanfaatkan untuk pembangkit listrik telah terpasang
di mancanegara seperti Amerika Serikat, Inggris, Prancis, 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, dan
University of Utah. Proyek ini merupakan program jangka panjang dimana pada 2050
1
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.
Seiring dengan laju pertumbuhan jumlah penduduk dan ekonomi, kebutuhan
energi primer di Indonesiapun semakin meningkat, dan juga menyebabkan peningkatan
pada kebutuhan listrik. Kebutuhan energi primer tersebut sebagian disuplai oleh energi
fosil, yang pada tahun 2003 terdiri dari 54,4% minyak bumi, gas alam 26,5%, batubara
14,1 % dan sisanya adalah energi baru dan terbarukan. Berdasarkan data Departemen
Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Republik Indonesia, Kita memiliki potensi
energi panas bumi sebesar 27.000 MW yang tersebar di 253 lokasi atau mencapai 40%
dari cadangan panas bumi dunia. Dengan kata yang lebih ekstrim, kita merupakan
negara dengan sumber energi panas bumi terbesar di Dunia. Namun, hanya sekitar
kurang dari 4% yang baru dimanfaatkan. Oleh karena itu, untuk mengurangi krisis
energi nasional kita, pemerintah melalui PLN akan melaksanakan program percepatan
pembangunan pembangkit listrik nasional 10.000 MW tahap ke-II yang salah satu
prioritas sumber energi-nya adalah panas bumi (Geothermal).
semakin tinggi, namun tidak didukung dengan optimalisasi potensi energi itu
sendiri. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa energi dapat dikonversi tak
terkecuali energi panas bumi yang dapat dikonversi menjadi energi listrik. Berdasarkan
latar belakang tersebut maka pembahasan dalam makalah ini akan menganalisis potensi
pemanfaatan energi geothermal di Indonesia.
2
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui potensi
pemanfaatan energi geothermal di Indonesia, mengetahui kelemahan dan keuntungan
dalam pemanfaatan energi geotermal, serta upaya peningkatan pemanfaatan energi
geothermal di Indonesia
3
BAB II
KAJIAN TEORITIS
2.1 Geothermal Energi
Pada prinsipnya, menurut teori bumi merupakan pecahan yang terlempar dari
matahari. Karenanya bumi hingga kini masih mempunyai satu inti panas sekali yang
meleleh Energi panas bumi berasal dari panas dalam bumi. Kata panas bumi berasal dari
kata Yunani yaitu geo, yang berarti bumi; dan therme, bermakna panas. Orang-orang
diseluruh dunia menggunakan energi panas bumi untuk menghasilkan listrik,
pemanasan rumah dan bangunan dan untuk menyediakan air panas untuk berbagai
penggunaaan.
Inti bumi terletak hampir 4.000 mil dibawah permukaan bumi. Inti bumi ini
berlapis ganda terdiri dari besi cair yang sangat panas yang mengelilingi pusat besi
padat dengan 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 suhu dalam
inti berkisar 5.000 oF hingga 11.000oF.
Gambar 2.1Temperatur dalam Bumi
4
Sekitar inti bumi terdapat mantel sebagian batu dan sebagian magma. Mantel
memiliki ketebalan 1.800 mil. Lapisan bumi terluar adalah kulit bumi (crust), kulit ini
tidak satu lembar terus menerus seperti cangkang telur, namun dipecah menjadi
potongan-potongan yang disebut lempengan. 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 2.2Bagian Dalam Bumi
Bagian teratas dari selubung bumi dinamakan litosfir (80-200 km). Bagian yang
terletak dibawah litosfir merupakan batuan lunak tetapi pekat dan jauh lebih panas
dinamakan astenosfer (200-300 km), dan dibawah dari lapisan ini terdapat material-
material cair, pekat dan panas dengan density sekitar 3,3-5,7 gr/cm3. Seperti yang
dijelaskan sebelumnya lapisan terluar dari bumi atau litosfer bukan merupakan
permukaan yang utuh tetapi terdiri dari sejumlah lempengan-lempengan tipis dan kaku.
5
Gambar 2.3 Bagian-bagian bumi
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 2.3). Karena panas
di dalam astenosfere dan panas akibat gesekan, ujung dari lempengan tersebut hancur
meleleh dan mempunyai temperatur tinggi (proses magmatisasi).
Gambar 2.4Lempengan bumi
Adanya material panas pada kedalaman beberapa ribu kilometer di bawah
permukaan bumi menyebabkan terjadinya aliran panas dari sumber panas tersebut
6
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.
Energi panas bumi disebut energi terbarukan karena air diisi kebali oleh curah
hujan, dan panas secara terus-menerus diproduksi dalam bumi dan perluruhan lambat
dari partikel radioaktif yang terjadi alami dalam batuan.
7
2.1.1 Sejarah dan Penggunaan Geothermal Energy
Banyak manusia kuno termasuk Roma, Cina dan Amerika menggunakan mata
air mineral panas untuk mandi, memasak, pemanasan dan air dari mata air panas yang
sekarang digunakan diseluruh dunia di spa, untuk memanaskan bangunan, dan untuk
keperluan pertanian dan industri. banyak orang percaya mata air panas mineral memiliki
kekuatan penyembuhan alami.
Saat ini, kami mengebor sumur ke reservoir panas bumi jauh di bawah tanah dan
menggunakan uap dan panas untuk menggerakkan turbin di pembangkit tenaga listrik.
Air panas juga digunakan secara langsung untuk memanaskan bangunan, untuk
meningkatkan laju pertumbuhan ikan di pembenihan dan tanaman di rumah kaca, untuk
pasteurisasi susu, produk makanan kering dan kayu, dan untuk mandi mineral
2.1.2 Dimana Terdapat Geothermal Energy?
Geolog menggunakan berbagai metode untuk menemukan reservior panas bumi.
Mereka mempelajarai daru foto dan peta geologi, mereka menganalisis kimia, sumber
air, dan konsentrasi logam dalam tanah. Mereka mungkin mengukur variasi fravitasi
dan medan magnet. Namun satu-satunya cara yang mereka dapat yakin adalam reservior
panas bumi adalah dengan pengeboran eksplorasi yang baik.
Daerah panas bumi terpanas ditemukan di sepanjang batas lempeng utama di
mana gempa bumi dan gunung berapi terkonsentrasi. Sebagian besar kegiatan panas
bumi dunia terjadi di daerah yang dikenal sebagai Ring of Fire, yang pinggiran
Samudera Pasifik dan berbatasan dengan Indonesia, Filipina, Jepang, Kepulauan
Aleutian, Amerika Utara, Amerika Tengah, dan Amerika Selatan.
Energi panas bumi umumnya dimanfaatkan dalam bidang-bidang aktivitas
gunung berapi. Cincin Pasifik merupakan tempat utama untuk pemanfaatan kegiatan
8
panas bumi karena itu adalah wilayah di mana proses tektonik selalu terjadi. Gambar di
bawah ini menunjukkan lokasi umum Cincin Api (Ring Of Fire)
Gambar 2.5Ring Of Fire
(Sumber : Geothermal Education Office)
Di Indonesia sendiri, geothermal terbentuk akibat proses tektonik lempeng. Di
Indonesia, 3 lempeng tektonik aktif bergerak di Indonesia, yaitu lempeng Eurasia,
lempeng Pasifik, dan lempeng Indo-Australia. Tumbukan antar tiga lempeng tektonik
ini telah memberikan pembentukan energi panas bumi yang sangat penting di Indonesia.
Pada akhirnya Indonesia termasuk zona subduksi, dimana pada zona ini terjadi
penunjaman di sekitar pulau Sumatra, Jawa-Nusa Tenggara, Maluku, dan Sulawesi.
Lempeng tektonik merupakan pengalir panas dari inti bumi sehingga banyak sekali
geothermal yang dapat didirikan pada zona lempeng tektonik. Pada di zona ini juga
terbentuk gunung api yang berkontribusi pada reservoir panas di pulau jawa yang
menempati batuan vulkanik.
9
Gambar 2.6Posisi Lempengan
USGS mendefinisikan proses tektonik sebagai serangkaian tindakan dan
perubahan yang berkaitan dengan, menyebabkan, atau yang dihasilkan dari struktural
deformasi kerak bumi. [Diadaptasi dari American Heritage Dic. Bahasa Inggris, 4th ed.]
gambar ini mengilustrasikan proses-proses tektonik istilah (Geothermal Dinas
Pendidikan).
Gambar 2.7Proses Lempengan Teknonik
(Sumber : Geothermal Education Office)
10
Gambar 2.8Proses Lempengan Teknonik
Peta di bawah menunjukkan di mana batas lempeng terletak dan peta berikut
menggambarkan lokasi umum listrik tenaga panas bumi yang digunakan di seluruh
dunia.
Gambar 2.9Peta lempengan
(Sumber : Geothermal Education Office)
11
Menurut Budihardi (1998) 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.
2.2 Perhitungan Energi Panas Bumi
Dengan pengeboran, uap air yang bersuhu dan bertekanan tinggi dapat diambil
dari dalam bumi dan dialirkan ke genarator turbin yang selanjutnya menghasilkan
tenaga listrik. Perkiraan atau penilaian potensi panas bumi pada prinsipnya
mempergunakan data-data geologi, geofisika dan geokimia. Analisis-analisis kimia
memberikan parameter-parameter yang dapat digunakan untuk memperkirakan potensi
panas bumi disuatu daerah. Diantara rumus perhitungan dan metode yang sering dipakai
disebut metode perry dan metode bandwell, yang pada umumnya merupakan rumus
empiris.
12
Metode perry pada dasarnya mempergunakan prinsip energi dari panas yang
hilang. Rumus untuk mendapatkan energi metode perry adalah sebagai berikut:
E= D x Dt x P KCAL perdetik
Dimana :
E = Energi D = Debit (dalam liter/detik) Dt= Perbedaan suhu permukaan air panas dan air dingin P = panas jenis (kilo kalori/kilogram) diambil berat jenis air = 1:1 kilo kalori/perdetik = 4.186 kW.
Untuk perhitungan-perhitungan ini, data-data suhu dinyatakan dalam derajat
celcius (oC) debit air dalam satuan liter perdetik. Sedangkan isi klorida dalam larutan air
panas dapat dinyatakan dalam miligram per liter. Metode kedua adalah metode
Bandwell, rumus untuk mendapatkan energi panas bumi oleh bandwell adalah sebagai
berikut:
E = M [H1–H2] kWh. Dimana: E = Panas M = Massa dari waduk uap panas bumi yang terdiri atas cairan dan uap (kg)H1 = entalphy uap pada t1 (BTU/b)H2 = entalphy uap pada t2 (BTU/b)t1 = suhu waduk uap panas bumi mula-mula (oF)t2 = suhu waduk uap panas bumi mula-mula (oF)
Massa dari waduk uap panas bumi (M) tergantung pada volume waduk uap
panas, dan prosentase uap yang terkandung dalam waduk.
2.3 Konsep Energi Panas Bumi
Energi panas bumi dihasilkan dari batuan panas yang terbentuk beberapa
kilometer di bawah permukaan bumi yang memanaskan air di sekitarnya sehingga akan
menghasilkan sumber uap panas atau geiser (Gambar 2.10). Sumber uap panas ini di
13
bor. Uap panas yang keluar dari pengeboran setelah disaring, digunakan untuk
menggerakkan generator sehingga menghasilkan energi listrik.
Gambar 2.10Sumber Uap Panas
Agar uap panas selalu keluar dengan kecepatan tetap, air dingin harus
dipompakan untuk mendesak uap panas. Semburan uap panas dengan kecepatan tertentu
akan menggerakkan turbin yang dihubungkan ke genertaor sehingga generator
menghasilkan energi listrik. Energi panas bumi yang ada di Indonesia pada saat ini
dapat dikelompokkan menjadi:
- Energi Panas Bumi “Uap Basah”
- Energi Panas Bumi “Air Panas”
- Energi Panas Bumi “Batuan Panas”
2.3.1 Uap Basah
Keadaaan yang ideal, mudah dan menguntungkan untuk memanfaatkan sumber
daya panas bumi adalah bila energi yang keluar dari perut bumi langsung berbentuk uap
kering. Tapi kenyataanya bahwa uap yang keluar dari perut bumi kebanyakan adalah
dalam bentuk uap basah, dimana uap basah tersebut mengandung sejumlah air yang
14
harus dipisahkan dulu sebelum uap tersebut dapat dipakai dalam turbin. Yang berbanya
didapat adalah air panas tekanan yang setelah mencapai permukaan, mencetus dan
memisah menjadi kira-kira 20% uap dan 80% air. Atas dasar ini maka untuk dapat
memanfaatkan jenis uap basah ini diperlukan separator untuk memisahkan antara uap
dan air. Uap yang telah dipisahkan dari air diteruskan ke turbin untuk menggerakkan
generator listrik, sedangkan airnya disuntikkan kembali ke dalam bumi untuk menjaga
keseimbangan air dalam tanah. Skema pembangkitan tenaga listrik atas dasar
pemanfaatan energi panas bumi "uap basah" dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11.Pembangkitan tenaga listrik dari energi panas bumi "uap basah".
Pada gambar diatas tampak bahwa uap yang diambil dari separator dibawa
keturbin, sisa sebagain uap yang digunakan untuk menggerakkan turbin diteruskan
kepenampungan sehingga berubah dalam wujud cair. Air yang masih dalam keadaan
panas yang ada dipenampungan diteruskan ke cooling water (pendingin). Air yang
terjadi pada pendingin kembali dipompa kedalam tanah, sedang sisa uap dibuang
keudara. Dari keterangan diatas tampak jelas bila yang didapat bukan uap basah tapi uap
kering, maka separator tidak diperlukan dan uap dapat langsung digunakan untuk
menggerakkan turbin. Untuk menjaga kelangsungan hidup turbin, pada umumnya uap
masih dibersihkan dulu sebelum dimasukkan kedalam turbin.
15
2.3.2 Air Panas
Dari perut bumi sering didapatkan air panas atau lebih tepat air asin panas
(brine) yang suhunya tidak seberapa tinggi dan mengandung banyak mineral. Karena
banyaknya kandungan mineral ini, maka air panas tidak dapat digunakan langsung
sebab dapat menimbulkan penyumbatan pada pipa-pipa sistim pembangkit tenaga
listrik.. Untuk dapat memanfaatkan energi panas bumi jenis ini, digunakan sistem biner
(dua buah sistem utama) yaitu wadah air panas sebagai sistem primemya dan sistem
sekundernya berupa alat penukar panas (heat exchanger) yang akan menghasilkan uap
untuk menggerakkan turbin.
Energi panas bumi "uap panas" bersifat korosif, sehingga biaya awal
pemanfaatannya lebih besar dibandingkan dengan energi panas bumi jenis lainnya.
Skema pembangkitan tenaga listrik panas bumi "air panas" sistem biner dapat dilihat
pada Gambar 2.12
Gambar 2.12Skema pembangkitan tenaga listrik energi panas bumi "air panas"
Air panas dibawa kesuatu penukar panas (heat exchanger) untuk kemudia
diinjeksi kembali ketanah. Siklus pertama dinamakan siklus primer. Melalui penukar
16
panas energi yang terkandung dalam air panas dipindahkan kesirkuit kedua yang diisi
dengan air. Air dalan sirkuit kedua setelah meningkalkan penukar pas menjadi uap,
yang dimasukkan dalam turbin. Sirkuit kedua dinamakan sistem sekunder. Bila tekanan
air panas dari bumi kurang tinggi perlu dipakai pompa, yang mempunyai konstruksi
khusus, karena harus tahan air asin yang sangat korosif. Medium pada sistem sekunder
dapat dipakai suatau bahan yang mempunyai titik didih yang rendah, misal amonia
(NH3) atau gas propan (C3H6), bila suhu air tidak terlalu tinggi.
Pompa panas geothermal
2.3.3 Batuan Panas
Telah dikemukakan dimuka, bahwa didalam perut bumi lebih banyak terdapat
uap basah daripada uap kering, begitu juga lebih banyak terdapat energi dalam bentuk
batuan panas yang kering. Panas ini tidak datang keatas melainkan harus diambil
sendiri. hal ini dapat dilakukan dengna memasukkan ke dalam tanah air dingin biasa,
yang menyedotnya kembali ketempat lain sebagai uap atau sebagian air panas.
17
Pembangkit tenaga listrik panas bumi dari batuan panas
Dapat dilihat dari gambar, tanah dibor suatu lubang atau sumur yang mencapai
batu padat yang panas. Kemudian batu padat diledakan dengan alat nuklir. Dengan
demikian sebagaian batu pada menjadi pecah dan berlubang. Kemudian dibor lagi satu
sumur sampai batu pecah. Kemudian air dipompa dengan tekanan tinggi kedalam batu-
batu pecah yang panas. Karena dalam keadaan pecah, batu-batu ini memungkinkan air
mengalir didalam sehingga menjadi panas. Pada ujung lainnya air panas ini, yang kini
telah menjadi uap, diambil kembali untuk dipakai dalam pusat listrik tenaga panas bumi.
Diperkirakan luas wilayah ini akan mempunyai ukuran panjang dan lebar sekitar
500meter.
Perlu dikemukakan bahwa pemanasan lapisan batu pecah bukan saja dilakukan
oleh batu panas, melainkan juga oleh energi sisa dari ledakan nuklir yang dipakai untuk
membuat pecah lapisan batu. Cara untuk mendapatkan panas bumi dengan metode ini
hingga kini masih merupakan gagasan.
2.4. Sumber Energi Panas Bumi
Energi panas-bumi (geothermal energy) adalah energi panas yang berasal dari
kedalaman bumi yang berada di bawah daratan antara 32-40 km dan di bawah lautan
antara 10-13 km.
18
Panas geotermal ini dijumpai dalam 3 kondisi alamiah:
(1) Steam (uap),
(2) Hot water (air panas), dan
(3) Dry rock (batuan panas).
Adapun sumber panas-bumi dikelompokkan menjadi 3 macam,
yaitu: hydrothermal, geopressured, dan petrothermal. Sistem hydrothermal terdiri dari 2
macam yaitu vapor -dominated system dan liquid-dominated system.
Pergerakan lapisan bumi yang saling bertumbukan menyebabkan terjadinya
proses radioaktif di kedalaman lapisan bumi sehingga menyebabkan terbentuknya
magma dengan temperatur lebih dari 2000 °C. Setiap tahun air hujan serta lelehan salju
meresap ke dalam lapisan bumi, dan tertampung di suatu lapisan batuan yang telah
terkena arus panas dan magma. Lapisan batuan itu disebut dengan geothermal
reservoir yang mempunyai kisaran temperatur antara 200° - 300 °C. Siklus air yang
setiap tahun berlangsung menyebabkan lapisan batuan reservoir sebagai tempat
penghasil energi panas bumi yang dapat terus menerus diproduksi dalam jangka waktu
yang sangat lama. Itulah sebabnya mengapa panas bumi disebut sebagai energi
terbarukan dan sumber energi panas bumi tersebut berasal dari magma.
19
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Geothermal di Indonesia
Jumlah sumber energi yang berasal dari panas bumi di Indonesia cukup tinggi,
hal ini disebabkan oleh letak Indonesia yang dihimpit oleh 3 lempeng tektonik aktif
bergerak di Indonesia, yaitu lempeng Eurasia, lempeng Pasifik, dan lempeng Indo-
Australia. Tumbukan antar tiga lempeng tektonik ini telah memberikan pembentukan
energi panas bumi yang sangat penting di Indonesia.
Gambar 3.1Potensi Geotermal Indonesia
Seperti dijelaskan oleh Rina W (2005) dalam makalahnya “sebanyak 252 lokasi
panas bumi di Indonesia tersebar mengikuti jalur pembentukan gunung api yang
20
membentang dari Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara, Sulawesi, sampai Maluku. Dengan
total potensi sekitar 27 Gwe”.
Dibandingakan dengan negara lainnya, Indonesia jauh lebih unggul. Tabel 3.1 di
bawah menunjukkan MW Geothermal Energi di berbagai negara di seluruh dunia.
(Untuk informasi lebih lanjut tentang tanaman panas bumi lainnya di seluruh dunia
mengunjungi situs ini, Dipilih Geothermal Power Plants (ORMATGreEnergy Power).)
Tabel 3.1
Geothermal Energy
Zunil, Guatemala 24 MW
São Miguel, Açores Islands, Portugal 14 MW
Leyte, The Philippines 125 MW
Olkaria, Kenya 100 MW
Nagqu, Tibet, P.R. of China 1.0 MW
Reykjanes Peninsula, Iceland 9.1 MW
Tabel di bawah ini menunjukkan negara-negara yang menggunakan Geothermal
Energi dan jumlah megawatt pembangkit listrik yang mereka hasilkan.
Tabel 3.2
Producing countries in 1999 MegawattsUnited States 2,850Philippines 1,848Italy 768.5Mexico 743Indonesia 589.5Japan 530New Zealand 345Costa Rica 120Iceland 140El Salvador 105Nicaragua 70Kenya 45China 32
21
Turkey 21Russia 11Portugal (Azores) 11Guatemala 5French West Indies (Guadeloupe) 4Taiwan 3Thailand 0.3Zambia 0.2
Menurut WWF Indonesia, dalam sebuah laporan berjudul “ Menyalakan Cincin
Api : Sebiah Visi Membangun Potensi Panas Bumi Indonesia Igniting the Ring of Fire:
A Vision for Developing Indonesia’s Geothermal Power” – sebuah kajian yang
mengelaborasi tantangan dan peluang pengembangan energi panas bumi di Indonesia,
dan memberikan peta kemungkinan solusinya.
3.2 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) pada prinsipnya sama
sepertiPembangkit 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 akan memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik,
untuk penjelasaannya silahkan lihat artikel "Prinsip Dasar Thermodinamika". 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:
22
1. Direct Dry Steam
2. Separated Steam
3. Single Flash Steam
4. Double Flash Steam
5. Multi Flash Steam
6.Brine/Freon Binary Cycle Brine/Isobutane Binary Cycle
7. Combined Cycle
8. Hybrid/fossil–geothermal conversion system
Secara garis besar, Teknologi pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat dibagi
menjadi 3(tiga), pembagian ini didasarkan pada suhu dan tekanan reservoir.
Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit listrik tenaga panas bumi
(geothermal power plants), pembagian ini didasarkan pada suhu dan tekanan
reservoir.Yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle. Ketiga macam teknologi ini
pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.
Uap Kering (dry steam)
Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas (>235 derajat
celcius), dan air yang tersedia di reservoir amat sedikit jumlahnya. Seperti terlihat
digambar, cara kerja nya adalah uap dari sumber panas bumi langsung masuk ke turbin
melalui pipa. kemudian turbin akan memutar generator untuk menghasil listrik.
Teknologi ini merupakan teknologi yang tertua yang telah digunakan pada Lardarello,
Italia pada tahun 1904.
Jenis ini adalah cocok untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk kandungan gas
yang tinggi.
23
Contoh jenis ini di Indonesia adalah PLTP Kamojang 1 x 250 kW dan PLTP
Dieng 1 x 200
Gambar 2.5.1. Dry Steam Power PlantBilamana uap kering tersedia dalam jumlah lebih besar, dapat dipergunakan
PLTP jenis condensing, dan dipergunakan kondensor dengan kelengkapan nya seperti
menara pendingin dan pompa, Tipe ini adalah sesuai untuk kapasitas lebih besar.
Contoh adalah PLTP Kamojang 1 x 30 MW dan 2 x 55 MW, serta PLTP Drajad 1 x 55
MW.
Flash steam
Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C pada reservoir, cara kerjanya
adalah Bilamana lapangan menghasilkan terutama air panas, perlu dipakai suatu
separator yang memisahkan air dan uap dengan menyemprotkan cairan ke dalam tangki
yang bertekanan lebih rendah sehingga cairan tersebut menguap dengan cepat menjadi
uap yang memutar turbin dan generator akan menghasilkan listrik. Air panas yang tidak
menjadi uap akan dikembalikan ke reservoir melalui injection wells.
Contoh ini adalah PLTP Salak dengan 2 x 55 MW.
24
Gambar 2.5.2. Flash Steam Power Plant
Binary cycle
Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara 107-1820C.
Cara kerjanya adalah uap panas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk
menguapkan cairan di pipa lainnya yang disebut pipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang
langsung terhubung ke turbin, uap ini akan menggerakan turbin yang telah dihubungkan
ke generator. dan hasilnya adalah energi listrik. Cairan di pipa kerja memakai cairan
yang memiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atau Iso-pentana.
Gambar 2.5.3. Binary Steam Power PlantKeuntungan 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 akan banyak dipakai dimasa depan.
Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida, nitritoksida
25
dan sulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit
minyak.
3.3 Potensi Energi Geothermal di Indonesia
Indonesia memiliki potensi energi panas bumi terbesar di dunia, dengan
setidaknya 29 Giga Watt total potensi panas bumi. Dari jumlah tersebut, baru
dimanfaatkan sekitar 1,2 Giga Watt. Kebijakan Energi Nasional telah menargetkan agar
panas bumi dapat menyokong 5% bauran energi nasional pada 2025, namun hingga saat
ini panas bumi baru berkontribusi 1% dengan perkembangan yang lambat. UU no.20
Tahun 2002 Tentang Ketenaga listrikakan memberikan kesempatan pengembangan
pembangkit tenaga listrik dari sumber energi baru terbarukan setempat diwilayah
kompetisi dan non kompetisi pada
Potensi energi panas bumi di Indonesia, (Hasbulloh, 2009) dijelaskan dalam
tabel dibawah ini :
Daerah sumber Energi Panas Bumi Potensi Energi Panas Bumi (MW)Sumatera
JawaSulawese
Nusa TenggaraMaluku
Irian Jaya
9.5625.3311.300200100165
Jumlah Keseluruhannya 16.658
Jawa Barat merupakan daerah yang memiliki potensi sumber daya panas bumi
yang terbesar di Indonesia. Potensi panas bumi di Jawa Barat mencapai 5411 MW atau
20% dari total potensi yang dimiliki Indonesia. Sebagian potensi panas bumi tersebut
dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik, seperti :
PLTP Kamojang didekata Garut, memiliki unit 1,2,3 dengan kapasitas total
140 MW. Potensi yang masih dapat dikembangkan sekitar 60 MW.
26
PLTP Darajat, 60 Km sebelah tenggara Bandung dengan Kapasitas 55 MW.
PLTP Gunung Salak di Sukabumi, terdiri dari unit 1,2,3,4,5,6 dengan
kapasitas total 330 MW.
PLTP Wayang Windu di Panggalengan dengan Kapasitas 110 MW.
Walaupun pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) hanya mengolah
sumber panas yang tersimpan di reservoir perut bumi, bukan berarti tidak memerlukan
biaya. Investasi untuk menggali energi panas bumi tidak sedikit karena tergolong
berteknologi dan berisiko tinggi.
Investasi untuk kapasitas di bawah satu MW, berkisar US$ 3.000-5.000 per
kilowatt (kW). Sementara untuk kapasitas di atas satu MW, diperlukan investasi US$
1.500-2.500 per kW. Karakter produksi dan kualitas produksi akan berbeda dari satu
area ke area yang lain. Penurunan produksi yang cepat, merupakan karakter produksi
yang harus ditanggung oleh pengusaha atau pengembang, ditambah kualitas produksi
yang kurang baik, dapat menimbulkan banyak masalah di pembangkit. Misalnya,
kandungan gas yang tinggi mengakibatkan investasi lebih besar.Dalam pembangkitan
listrik, harga jual per kWh yang ditetapkan PLN dinilai terlalu murah sehingga tak
sebanding dengan biaya eksplorasi dan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Bumi (PLTP). Dalam hat ini, PLN tidak bisa disalahkan karena tarif dasar listrik yang
ditetapkan pemerintah masih di bawah harga komersial, yaitu tujuh sen dollar AS per
kWh.
Adapun keuntungan dan kelebihan PLTP adalah sebagai berikut,
Keuntungan:
1. Bebas emisi (binary-cycle).
2. Dapat bekerja setiap hari baik siang dan malam
27
3. Sumber tidak fluktuatif dibanding dengan energi terbarukan lainnya (angin, Solar cell
dll)
4. Tidak memerlukan bahan bakar
5. Harga yang kompetitive
Kelemahan :
1. Cairan bersifat Korosif
2. Effisiensi agak rendah, namun karena tidak perlu bahan bakar, sehingga effiensi tidak
merupakan faktor yg sangat penting.
3. Untuk teknologi dry steam dan flash masih menghasilkan emisi walau sangat kecil
28
BAB VI
KESIMPULAN DAN REKOMENDASI
4.1 Kesimpulan
Energi panas-bumi mempunyai banyak kelebihan dalam hal keramahannya
terhadap lingkungan dibanding energi yang lain. Energi panas-bumi dapat menghasilkan
1. Tenaga listrik langsung di lokasi,
2. Dengan biaya relatif rendah,
3. Tanpa mencemari lapisan udara, air, ataupun menciptakan limbah yang berbahaya.
4. Tidak akan mempengaruhi persediaan air tanah di daerah tersebut karena sisa buangan
air disuntikkan ke bumi dengan kedalaman yang jauh dari lapisan aliran air tanah.
5. Limbah yang dihasilkan juga hanya berupa air sehingga tidak mengotori udara dan
merusak atmosfer.
6. Kebersihan lingkungan sekitar pembangkit pun tetap terjaga karena pengoperasiannya
tidak memerlukan bahan bakar, tidak seperti pembangkit listrik tenaga lain yang
memiliki gas buangan berbahaya akibat pembakaran.
Ungkapan bahwa panas bumi tidak mencemari lingkungan disebabkan sebagian
besar problem yang timbul dapat dikontrol atau dieliminasi, dan pencemaran ini lebih
bersifar lokal. Meskipun demikian gas-gas yang terkandung, antara lain gas hidrogen
sulfida (H2S), perlu mendapat perhatian.
Walau penggunaan energi panas-bumi dampak positifnya lebih menonjol untuk
pembangkitan tenaga listrik, sebenarnya energi panas-bumi juga dapat memberikan
dampak negatif terhadap lingkungan, seperti: polusi suhu, penurunan permukaan tanah,
29
dan tumpang tindih lahan. Selain itu simpulan yang dapat diambil dari pemaparan
makalah ini adalah
1. Energi panas-bumi potensial untuk mengisi atau bahkan mengganti kebutuhan sumber
energi berbahan bakar fosil untuk pembangkitan tenaga listrik.
2. Potensi energi panas-bumi di pulau Sumatra perlu ditingkatkan pemanfaatannya untuk
pembangkitan tenaga listrik dengan perhitungan kemungkinan penjualan energi listrik
ke negara tetangga terdekat.
3. Dampak terhadap lingkungan relatif sangat kecil atau dapat dikatakan tidak ada. Hal ini
dikarenakan polusi yang timbul dapat dikontrol oleh sistim pemanfaatan energi panas-
bumi yang dipergunakan
4.2 Rekomendasi
Untuk memanfaatkan potensi panas bumi di Indonesia maka beberapa
pertimabangan yang dapat menjadi pertimbangan :
1. Dukung pemerintah untuk mengurangi krisis energi nasional yang
salah satu nya dengan memanfaatkan sumber energi panas bumi
Indonesia
2. Investasi dalam pembangunan kapasitas daerah (provinsi, kabupaten) untuk
pendukung utama energi panas bumi dan dalam pengembangannya.
3. Kedalaman reservior tidak terlalu besar, biasanya tidak lebih dari 300m dibawah
permukaan tanah
4. Faktor yang menjadi pertimbangan lain adalah mempunyai kandungan panas atau
cadangan yang besar sehingga mampu memproduksi uap untuk jangka waktu yang
cukup lama yaitu sekita 25-30tahun
30
DAFTAR PUSTAKA
________. http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_panas_bumi
_________. (2012). Mengembangkan Energi Pasnas Bumi. [Online]. Tersedia:
http://www.ristek.go.id/index.php/module/News+News/id/11021. (September
2012)
Citrosiswoyo Wahyudi.”Tenaga Listrik Panas Bumi”.pdf. ITS:Surabaya.
Kadir abdul.1996.Pembangkit Tenaga Listrik. Universitas Indonesia : Jakarta.
Dunia.Listrik.2009.”pembangkit-listrik-panas-bumi-2”. http://www.dunialistrik.com
Wikipedia.Indonesia.2009.”EnergiPanasBumi”. http://www.wikipediaindonesia.com
Hermawan. (2005) Pengakjian Sumber Energi Alternatif.
________. (2006). Blue Print Pengelolaan Energi Nasional 2006-2025.
\Martin Djamin. (2008) Geothermal Energy In Indonesia.
The Need Project. www.NEED.org
Wahyuningsih, Rina. Potensi dan Wilayah Kerja Pertambangan Panas Bumi di
Indonesia. Kolokium Hasil Lapangan (2005)
_________(2000). Gothermal Education Office. [Online].
Hasbullah.(2009). Konversi Energi Panas Bumi. (Online)
31