BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Untuk mengatasi kebutuhan energi listrik yang terus meningkat ini, usaha diversifikasi energi mutlak harus dilaksanakan. Salah satu usaha diversifikasi energi ini adalah dengan memikirkan pemanfaatan energi panas bumi sebagai penyedia kebutuhan energi listrik tersebut. Dasar pemikiran ini adalah mengingat cukup tersedianya cadangan energi panas bumi di Indonesia, namun pemanfaatannya masih sangat sedikit. Indonesia sebagai negara vulkanik mempunyai sekitar 217 tempat yang dianggap potensial untuk eksplorasi energi panas bumi.
Bila energi panas bumi yang cukup tersedia di Indonesia dapat dimanfaatkan secara optimal, kiranya kebutuhan energi listrik yang terus meningkat akan dapat dipenuhi bersama-sama dengan sumber energi lainnya. Pengalaman dalam memanfaatkan energi panas bumi sebagai penyedia energi listrik seperti yang telah dilaksanakan di Jawa Tengah dan Jawa Barat akan sangat membantu dalam pengembangan energi panas bumi lebih lanjut.
1.2 TUJUAN
1. Mengetahui bagaimana energy geothermal diproduksi 2. Mengetahui kelebihan dan kekurangan energy geothermal 3. Mengetahui kelompok energy panas bumi di Indonesia 1.3 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana Energi Geothermal Diproduksi ? 2. Kelebihan dan kekurangan Energi Geothermal ? 3. Berapa kelompok energy panas bumi di Indonesia ?
DASAR TEORI
Panas bumi adalah anugerah alam yang merupakan sisa-sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah terjadi pada awal mula terbentuknya bumi dan alam semesta ini. Reaksi nuklir yang masih terjadi secara alamiah di alam semesta pada saat ini adalah reaksi fusi nuklir yang terjadi di matahari dan juga di bintang-bintang yang tersebar di jagat raya. Reaksi fusi nuklir alami tersebut menghasilkan panas berorde jutaan derajat Celcius. Permukaan bumi pada mulanya juga memiliki panas yang sangat dahsyat, namun dengan berjalannya waktu (dalam orde milyard tahun) suhu permukaan bumi mulai menurun dan akhirnya tinggal perut bumi saja yang masih panas berupa magma dan inilah yang menjadi sumber energi panas bumi.
Energi panas bumi digunakan manusia sejak sekitar 2000 tahun SM berupa sumber air panas untuk pengobatan yang sampai saat ini juga masih banyak dilakukan orang, terutama sumber air panas yang banyak mengandung garam dan belerang. Sedangkan energi panas bumi digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik baru dimulai di Italia pada tahun 1904. Sejak itu energi panas bumi mulai dipikirkan secara komersial untuk pembangkit tenaga Isitrik.
Energi panas bumi adalah termasuk energi primer yaitu energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara dan tenaga air. Energi primer ini di Indonesia tersedia dalam jumlah sedikit (terbatas) dibandingkan dengan cadangan energi primer dunia. Sebagai gambaran sedikitnya atau terbatasnya energi tersebut adalah berdasarkan data pada Tabel I.
Tabel 1 Cadangan energi primer dunia.
cadangan Minyak Bumi Indonesia 1,1 % Timur Tengah 70 % Cadangan Gas Bumi Indonesia 1-2 % Rusia 25 %
Cadangan Batubara Indonesia 3,1 % Amaerika Utara 25 %
Sedangkan cadangan energi panas bumi di Indonesia relatif lebih besar bila dibandingkan dengan cadangan energi primer lainnya, hanya saja belum dimanfaatkan secara optimal. Selain dari pada itu panas bumi adalah termasuk juga energi yang terbarukan, yaitu energi non fosil yang bila dikelola dengan baik maka sumberdayanya relatif tidak akan habis, jadi amat sangat menguntungkan.
1. Energi panas bumi "uap basah"
Pemanfaatan energi panas bumi yang ideal adalah bila panas bumi yang keluar dari perut bumi berupa uap kering, sehingga dapat digunakan langsung untuk
menggerakkan turbin generator listrik. Namun uap kering yang demikian ini jarang ditemukan termasuk di Indonesia dan pada umumnya uap yang keluar berupa uap basah yang mengandung sejumlah air yang harus dipisahkan terlebih dulu sebelum digunakan untuk menggerakkan turbin.
Gambar 1. Pembangkitan tenaga listrik dari energi panas bumi "uap basah".
Uap basah yang keluar dari perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi yang pada saat menjelang permukaan bumi terpisah 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 1.
2. Energi panas bumi "air panas"
Air panas yang keluar dari perut bumi pada umumnya berupa air asin panas yang disebut "brine" 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.
pada Gambar 2.
Skema pembangkitan tenaga listrik energi panas bumi "air panas"
3. Energi panas bumi "batuan panas"
Energi panas bumi jenis ini berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi akibat berkontak dengan sumber panas bumi (magma). Energi panas bumi ini harus diambil sendiri dengan cara menyuntikkan air ke dalam batuan panas dan dibiarkan menjadi uap panas, kemudian diusahakan untuk dapat diambil kembali sebagai uap panas untuk menggerakkan turbin. Sumber batuan panas pada umumnya terletak jauh di dalam perut bumi, sehingga untuk memanfaatkannya perlu teknik pengeboran khusus yang
memerlukan biaya cukup tinggi. Skema pembangkitan tenaga listrik energi panas bumi "batuan panas" dapat dilihat pada Gambar 3.
Kebutuhan Energi di Indonesia
Sudah dikemukakan bahwa keberhasilan pembangunan terlebih lagi dalam rangka menggerakkan perindustrian di Indonesia, maka kebutuhan energi akan terus meningkat dengan pesat. Masalah kebutuhan energi dan usaha untuk mencukupinya merupakan masalah serius yang harus dipikirkan, agar energi primer khususnya energi fosil yang ada tidak terkuras habis hanya "sekedar dibakar "untuk menghasilkan tenaga listrik. Padahal sumber daya alam energi fosil merupakan sumber kekayaan yang sangat berharga bila digunakan sebagai bahan dasar industri petrokimia. Dalam bidang industri petrokimia ini Indonesia sudah cukup berpengalaman mulai dari mendesain, membangunnya sampai dengan mengoperasikannya, sehingga pemanfaatan bahan bakar fosil melalui industri petrokimia jelas akan mendatangkan devisa yang sangat besar.. Atas dasar pemikiran ini maka sebaiknya sumber daya alam energi fosil difokuskan untuk industri petrokimia, sedangkan kebutuhan energi dipikirkan dari sumber energi primer lainnya misalnya energi panas bumi.
Sebagai gambaran kebutuhan atau konsumsi energi di Indonesia berdasarkan sektor kebutuhan untuk industri, transportasi dan rumah tangga pada Pelita Vl adalah seperti yang tampak pada Grafik
Berdasarkan data yang telah diolah pada Grafik 1 tersebut di atas, tampak bahwa kebutuhan energi meningkat dari 284,3 juta SBM pada akhir Pelita V menjadi 504,5 SBM pada akhir Pelita VI. Dalam
pengamatan tampak juga bahwa konsumsi energi sektor industri meningkat lebih cepat
dibandingkan sektor-sektor lainnya. Hal ini terlihat dari pangsa konsumsi energi sektor industri meningkat dari 38,0 % pada akhir Pelita V menjadi 48,6 % pada akhir Pelita Vl.
Penyediaan Energi di Indonesia
mengenai penyediaan energi untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut. Mengenai penyediaan energi tersebut usaha diversifikasi telah dilakukan agar kebutuhan energi tidak semata-mata tergantung pada minyak bumi saja. Untuk itu dapat dilihat
penyediaan energi primer berdasarkan jenis energi yang ada di Indonesia seperti tampak pada Grafik 2.
Bila dikaji dari data yang telah diolah melalui Grafik 2 tersebut di atas, tampak bahwa usaha diversifikasi energi primer telah berhasil menurunkan pangsa pemakaian minyak bumi dalam usaha memenuhi kebutuhan energi dari 63,7 % pada akhir Pelita V menjadi 52,3 % pada akhir Pelita Vl. Sedangkan pangsa pemakaian batubara mengalami kenaikan dari 8,2 % pada akhir Pelita V menjadi 17,5 % pada tahun 1998/99 ini.
Selain dari pada itu, bila dikaji lebih cermat ternyata pemakaian energi panas bumi yang selama ini sering terabaikan, temyata sudah mulai diperhatikan sebagai usaha mencukupi kebutuhan energi di Indonesia. Hal ini tampak dari kenyataan bahwa pada tahun 1994/95 (akhir Pelita V) pangsa energi panas bumi hampir tak berarti hanya sekitar 0,6 % saja dari seluruh pemenuhan kelzutuhan energi, akan tetapi pada tahun 1998/99 pangsa energi panas bumi telah naik hampir 3 kali lipat menjadi 1,7 %. Keadaan ini sudah barang tentu sangat memberikan harapan bagi pengembangan energi panas bumi pada masa mendatang.
Prospek Energi Panas Bumi di Indonesia
Apabila dilihat dari Tabel 2 tersebut di atas, tampak bahwa pemenuhan kebutuhan energi listrik pada beberapa negara melalui pemanfaatan energi panas bumi terus meningkat. Angka-angka untuk berbagai negara pada tahun 2000 masih merupakan perkiraan yang masih terus dikaji ulang.
Indonesia sebagai negeri vulkanik memiliki 217 tempat yang diperkirakan potensial sebagai sumber energi panas bumi. Berdasarkan perkiraan data tahun 1997 potensi energi panas bumi di Indonesia adalah sebagai yang tertera pada Tabel 3.
Tabel 3 Potensi energi panas bumi di Indonesia
Daerah sumber energi panas bumi Potensi energi panas bumi (MW) Sumatera
Apabila dilihat dari Tabel 2 tampak bahwa pemanfaatan energi panas bumi di Indonesia pada tahun 1985 baru 32,3 MW, sedangkan menurut data terakhir sampai dengan tahun 1997 energi panas bumi yang sudah dimanfaatkan mencapai 305 MW. Dalam waktu sekitar 10 tahun telah terjadi kenaikan kurang lebih 10 kali, suatu kenaikan yang cukup optimis dalam hal
Tabel 2 Pemanfaatan dan perkembangan energi panas bumi di berbagai negara
Negara 1976 (MW) 1980 (MW) 1985 (MW) 2000 (MW)
pemanfaatan energi panas bumi. Padahal pemanfaatan yang mencapai 305 MW pada tahun 1997 tersebut baru 1,83 % dari potensi energi panas bumi yang ada.
Pangsa pemanfaatan energi panas bumi 1,83 % dari total potensi yang tersedia sudah barang tentu masih sangat kecil. Oleh karena itu kemungkinan untuk menaikkan pangsa pemanfaatan energi panas bumi masih sangat terbuka lebar, dengan kata lain bahwa prospek pemanfaatan energi panas bumi di Indonesia masih sangat menguntungkan bagi para penanam modal yang akan bergerak dalam bidang energi panas bumi. Hal ini terbukti dengan akan dibangunnya lagi 4 unit berkekuatan 55 MW di Gunung Salak Jawa Barat, suatu proyek patungan antara Pertamina dan PT Unocoal Geotherrnal Indonesia. Proyek-proyek berikutnya sudah barang akan segera disusul oleh penanam modal lainnya, mengingat bahwa kebutuhan energi di Indonesia yang terus meningkat.
2.1 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
Dipermukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas. Panas itu datangnya dari batu-batu yang meleleh atau magma, yang menerima panas dari inti bumi. Magma yang terletak didalam lapisan mantel, memanasi suatu lapisan batu padat. Diatas batu padat terletak suatu lapisan batu berpori, yaitu batu yang mempunyai banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpori ini berisi air yang berasal dari tanah, atau resapan air hujan, atau resapan danau maka air itu turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas itu. Bila panasnya besar, maka terbentuk air panas, bahkan dapat terbentuk uap dalam lapisan batu yang berpori. Bila diatas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan padat, maka lapisan batu berpori berfungsi sebagai boiler. Uap dan juga air bertekanan akan berusaha keluar permukaan bumi.
Gambar 2.1.1 Skema terjadinya air panas dan uap 2.1.2 Jenis-jenis Sistim Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Pada prisipnya Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB) sama dengan
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), yang membedakan kedua sistim tersebut hanya pada sumber uap nya, dimana pada PLTU uapnya bersumber dari Boiler, sedangkan pada PLTPB uap yang digunakan bersumber dari reservoir panas bumi.
Banyak sisitim pembangkitan listrik dari fluida panas bumi yang telah diterapkan saat ini, diantaranya:
3. Single Flash Steam 4. Double Flash Steam 5. Multi Flash Steam 6. Binary Cycle 7. Combined Cycle
8. Hybrid/fossil-geothermal conversion system 2.1.3 Sistim Pembangkit pada PLTPB
Sistim yang digunakan pada PLTPB adalah sistim dominasi uap (separated sistim). Apabila panas bumi yang keluar dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fase (fase uap dan fase cair) maka terlebih dahulu dilakukan proses pemisahan pada fluida. Hal ini dimungkinkan dengan melewatkan fluida kedalam separator, sehingga fase uap akan dipisahkan dari fase cairnya. Fraksi uap yang dihasilkan dari separator ini dialirkan ke dalam turbin.
Gambar 2.2.Skema diagram alir PLTPB
2.1.4 Fasilitas Produksi Uap Dan Fasilitas PLTPB
a. Fasilitas Produksi Uap
Fasilitas produksi tergantung dari jenis fluida yang mengalir dari sumur, tetapi secara garis besar komponen utamanya adalah sumur, kepala sumur, separator (untuk fluida dua fasa), silencer dan pipa alir permukaan. disamping itu juga digunakan condensate traps untuk
membuang kondensat yang terbentuk dipipa alir uap karena adanya panas yang hilang, serta peralatan-peralatan untuk mengukur laju alir fluida, temperatur dan tekanan.
Sumur
Sumur panas bumi umumnya menggunakan serangkaian casing yang berukuran 20”, 13 3/8 “, 9 5/8 “, dan bagian bawahnya (dimuka zona produksi) dibiarkan terbuka atau
menggunakan liner berukuran 7”. Wellpads atau area tempat sumur-sumur produksi atau injeksi dilapangan panas bumi biasanya satu sama lainnya berjarak 1 sampai 2 km. Sumur-sumur injeksi biasanya dibor ditempat yang mempunyai elevasi lebih rendah dari sumur-sumur produksi, agar air yang akan diinjeksikan dapat mengalir karena gravitasi sehingga tidak diperlukan pompa. Kepala Sumur Dan Katup
Pada sumur panas bumi dipasang beberapa katup untuk mengatur aliran fluida. katup -katup tersebut ada yang dipasang diatas atau didalam sebuah lubang yang di beton (concrete celler).
Separator
Separator yang digunakan adalah separator tipe coalescence memberikan halangan dalam aliran uap. Halangan atau rintangan ini biasanya berupa bantalan kawat (kadangkala disebut juga sebagai bantalan demister), dimana molekul air akan terjebak. Molekul air tersebut cenderung bersatu, menghasilkan tetesan yang terlalu besar untuk dibawa oleh sistim gas, sehingga akan menjadi sangat berat dan jatuh ke bagian bawah separator. Diharapkan uap yang keluar dari separator adalah uap bersih sehingga tidak merusak turbin.
Apabila fluida dari sumur akan disemburkan untuk dibuang, fluida dari sumur akan menimbulkan kebisingan yang luar biasa sehingga dapat memekakan telinga dan bahkan tanpa perlindungan yang baik dapat menyebabkan rusaknya pendengaran. Untuk mengurangi
kebisingan dan pada waktu yang sama juga mengontrol aliran fluida yang akan dibuang, fluida biasanya dialirkan melalui silencer atau peredam suara. Bagian atas dari silencer ini biasanya dibiarkan terbuka sehingga silencer sering juga disebut atmospheric separator.
Pipa Alir
Pipa alir dilapangan panas bumi terdiri dari pipa alir uap dan pipa alir uap-air apabila fluida dari sumur terdiri dari dua fasa. Dilapangan panas bumi dominasi air, pipa alir dua fasa (campuran uap-air dimulai dari sumur hingga separator, sedangkan pipa alir uap membentang dari separator hingga ke turbin dan pipa alir air membentang dari separator hingga sumur injeksi. Disamping itu juga terdapat pipa alir kondensat untuk mengalirkan kondensat dari PLTPB hingga kesumur injeksi.
Insulator
Untuk menghindarkan kehilangan panas yang berlebihan, pipa alir uap harus selalu diinsulasi. Material yang digunakan sebagai bahan insulasi sangat beragam baik bentuk, ukuran, ketebalan dan jenis materialnya. Material yang banyak tersedia adalah:Mineral fibrous atau cellular: Alumunia, asbestos, glass, rock, silica, cane, cotton, wood dan lain-lain
Condensate Traps (Condensate pots)
Meskipun pipa sudah diselubungi dengan insulator, tetapi kondensasi biasanya masih tetap terjadi dalam pipa alir uap. kehilangan panas harus diupayakan seminimal mungkin agar kondensat yang masuk keturbin masih dalam kondisi batas yang diijinkan sehingga turbin tidak cepat rusak.
b. Fasilitas PLTPB
Adapun fasilitas pada unit PLTPB adalah sebagai berikut: 1. Turbin Uap
Turbin adalah suatu mesin penggerak dimana energi fluida kerja, dalam hal ini adalah uap, dipergunakan langsung untuk memutar roda turbin. Pada umumnya turbin pada PLTPB tidak berbeda dengan turbin yang digunakan pada PLTU. Yang berbeda hanya pada pemilihan bahan turbin dimana turbin PLTPB harus lebih tahan korosif, karena umumnya uap PLTPB
mengandung sulfur.
- Klasifikasi Turbin Uap
Adapun jenis-jenis turbin yang umum digunakan adalah sebagai berikut: 1.Turbin uap De Lapal
Turbin uap De Lapal adalah turbin uap yang bekerja menurut prinsip impuls aksi dengan aliran aksial, satu tingkat tekanan dan satu tingkat kecepatan. Turbin ini mempunyai satu rotor penggerak dan satu susunan sudu gerak sehingga seluruh panas jatuh uap diekspansikan dalam satu baris sudu gerak. Turbin ini mempunyai kecepatan putar yang tinggi dengan daya yang dihasilkan kecil sebesar 1500 kw. Turbin jenis ini membutuhkan roda gigi transmisi yang cukup besar.
2.Turbin Uap Jenis Curtis
Turbin Curtis adalah turbin uap yang bekerja dengan prisip impuls-aksi dengan aliran aksial. Dalam hal ini turbin yang dimaksud adalah turbin impuls tingkat tunggal dengan dua tingkat kecepatan. Dalam prinsipnya turbin Curtis mengambil untung sebanyak mungkin dari tenaga gerak uap dari ekspansi sekelilingnya. Kelemahan dari turbin Curtis antara lain: • Tidak ekonomis dipakai pada daya yang besar
• Gesekan antara uap dengan dinding sudu besar • Tidak dapat dibuat turbin yang besar
mengingat hal itu semua maka turbin Curtis hanya dibuat paling banyak tiga tingkat saja. 3.Turbin Uap jenis Zoelly
Turbin uap Zoelly adalah turbin uap yang bekerja dengan prinsip impuls aksi dengan system tekanan bertingkat. Tekanan uap turun secara bertahap didalam baris sudu tetap saja. Sedangkan didalam baris sudu gerak tidak terjadi penurunan tekanan.
Daya yang dihasilkan adalah daya yang besar pada putaran yang rendah. Sehingga turbin ini dipakai sebagai penggerak daya yang besar. keuntungan turbiin ini adalah effisiensinya yang tinggi, tetapi biayanya mahal, dan konstruksi yang lebih rumit dari turbin dari turbin satu tingkat tekanan.
2.1.5 Skema PLTP
mempunyai temperatur sedang (150‐2250C). Pengalaman dari lapangan panas bumi yang telah dikembangkan di dunia menunjukkan bahwa sistem panas bumi bertemperatur tinggi dan sedang, potensial dimanfaatkan untuk pembangkit listrik. Potensi sumber daya panas bumi Indonesia sangat besar yaitu sekitar 27.500 MWe, sekitar 30‐40% potensi panas bumi dunia. Mekanisme kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas bumi (PLTP) pada prinsipnya sama seperti Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), hanya pada PLTU uap dibuat di permukaan menggunakan boiler, sedangkan pada PLTP, uap berasal dari reservoir panas bumi. Mekanisme PLTP satu fasa seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 yaitu jika 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 [1].
Gambar 2.1 Mekanisme
PLTP satu fasa [1]
Mekanisme PLTP dua fasa yaitu jika fluida panas bumi keluar dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair) maka terlebih dahulu dilakukan proses
Gambar 2.2 Mekanisme PLTP dua fasa [1]
Jika sumber daya panas bumi mempunyai temperatur sedang, fluida panas bumi masih dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik dengan menggunakan pembangkit listrik siklus binari (binary plant). Fluida sekunder (isobutane, isopentane atau ammonia) dipanasi oleh fluida panas bumi melalui mesin penukar kalor atau heat exchanger. Fluida sekunder menguap pada temperatur lebih rendah dari temperatur titik didih air pada tekanan yang sama. Fluida sekunder mengalir ke turbin dan setelah dimanfaatkan akan dikondensasikan sebelum dipanaskan kembali oleh fluida panas bumi. Siklus tertutup dimana fluida panas bumi tidak diambil masanya, tetapi hanya panasnya saja yang diekstraksi oleh fluida kedua, sementara fluida panas bumi diinjeksikan kembali ke dalam reservoir, ini disebut sebagai siklus binary seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 [1].
Gambar 2.3 Siklus binary [1]
2.1.6 Lumpur Geothermal
Gambar 2.4 PLTP Dieng
Endapan lumpur yang dihasilkan pada kolom pengendapan di PLTP Dieng setiap bulannya mencapai sekitar 165 ton [2]. Jumlah itu cukup besar dan pada umumnya lumpur geothermal ini hanya dibuang begitu saja di kolom pengendapan tanpa ada pemanfaatan yang berarti seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Kolom pengendapan lumpur geothermal di PLTP Dieng
Penelitian bahan galian pada lapangan panas bumi di Dieng yang dilakukan Kelompok Program Penelitian Konservasi, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi, pada bulan April 2008, diantaranya melakukan analisis kandungan logam pada lumpur silika hasil endapan lumpur yang berasal dari PLTP. Penelitian tersebut menyimpulkan terdapat kadar yang signifikan dari beberapa unsur logam seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.1 [2].
Lumpur geothermal sebagai limbah utama dari PLTP mempunyai potensi yang cukup besar dalam industri, diantaranya sebagai sumber silika. Pada umumnya lumpur geothermal tersebut dikeringkan, disaring, lalu dibakar agar menjadi serbuk. Hampir semua lumpur geothermal berwarna putih. Silika dapat diperoleh dengan membakar lumpur geothermal pada suhu tertentu sehingga dihasilkan abu yang berwarna keputihan yang mengandung silika sebagai komponen utamanya. Lumpur geothermal yang telah mengalami proses pembakaran akan berubah menjadi serbuk geothermal. Serbuk geothermal yang dihasilkan berwarna putih sebanyak 15-30 % dari berat lumpur yang dibakar dan mengandung silika sebagai komponen utama. Pada umumnya kadar silika dalam serbuk geothermal berkisar antara 75-85%.
BAB III PEMBAHASAN
3.1 Sumber Daya Panas Bumi
Menurut salah satu teori, pada prinsipnya bumi merupakan pecahan yang terlempar dari matahari. Karenanya, bumi hingga kini masih mempunyai inti panas sekali yang meleleh. Kegiatan-kegiatan gunumg berapi dibanyak tempat dipermukaan bumi dipandang sebagai bukti dari teori ini. Magma yang menyebabakan letusan-letusan vulkanik juga
No Unsur Rata-rata
(ppm) Minimum(ppm) Maksimum (ppm)
1 Au 0.477 0.099 1.273
2 Ag 3.14 1 8
3 Hg 1.98 0.03 8.37
4 As 69.14 24 184
5 Sb 46.14 <2 15
6 Cu 46.72 12 129
7 Pb 115.43 51 334
menghasilkan sumber–sumber uap dan air panas pada permukaan bumi. Dibanyak tempat, air dibawah tanah bersinggungan dengan panas di perut bumi dan menimbulkan suhu tinggi dan tekanan tinggi.Ia mengalir kepermukaan sebagai air panas, lahar panas dan aliran uap. Kita bisa menggunakan tidak hanya hembusan alamiah tetapi dapat membor hingga bagian dasar uap, atau menyemprotkan air dingin hingga bersinggungan dengan karang kering yang panas untuk memanaskannya menjadi uap.
Gambar 2.1. isi perut bumi
Pada dasarnya bumi terdiri dari tiga bagian sebagaimana terlihat pada Gambar 2.1. Bagian paling luar adalah lapisan kulit/kerak bumi (crust),. Tebalnya rata-rata 30-40 Km atau lebih didaratan, dan dilaut antara 7 dan 10 Km. Bagian berikutnya dinamakan mantel, mantel bumi (mantle) merupakan lapisan yang semi-cair atau batuan yang meleleh atau sedang mengalami perubahan fsik akibat pengaruh tekanan dan temperatur tinggi disekitarnya, yang terdiri atas batu yang dalamnya mencapai kira-kira 3000 Km, dan yang berbatasan dengan inti bumi yang panas sekali. Bagian luar dari inti bumi (outer core) berbentuk liquid. Inti ini terdiri atas inti cair atau inti meleleh, yang mencapai 2000 Km. Kemudian lapisan terdalam dari inti bumi (inner core) berwujud padat. inti keras yang mempunyai garis tengah sekitar 2600 Km.
Sebab kedua bahwa bumi mengandung banyak bahan radioaktif seperti Uranium-238, Uranium-235 dan Thorium-232. Bahan – bahan radioaktif ini membangkitkan jumlah panas yang tinggi. Panas tersebut dengan sendirinya berusaha untuk mengalir keluar, akan tetapi ditahan oleh mantel yang mengelilinginya. Menurut perkiraan rata-rata panas yang mencapai permukaan bumi adalah sebesar 400kkal/m2 setahun.
Dipermukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas, bahkan sumber uap panas. Panas itu datangnya dari batu-batu yang meleleh atau magma yang menerima panas dari inti bumi.
Gambar 2.3 memperlihatkan secara skematis terjadinya sumber uap, yang biasanya disebut fumarole atau geyser 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, yang berasal dari air tanah, atau resapan air hujan, atau resapan air danau maka air itu turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas itu. Bila panasnya besar, maka terbentuk air panas, bahkan dapat terbentuk uap dalam lapisan batu berpori. Bila diatas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan batu padat, maka lapisan batu berpori berfungsi sebagai boiler. Uap dan juga air panas bertekanan akan berusaha keluar. Dalam hal ini keatas, yaitu kearah permukaan bumi.
Gambar 2.3 skema terjadinya sumber air panas dan sumber uap
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.
3.2 Langkah Konsevasi Energi Panas Bumi
Langkah awal dalam mempersiapkan konservasi energi panas bumi yang pertama yaitu studi tentang sistem panas bumi terutama karaktersitik sumber panas bumi. Kita mulai dari dapur magma. magma sebagai sumber panas akan menyalurkan panas yang cukup signifkan ke dalam batuan-batuan pembentuk kerak bumi. makin besar ukuran dapur magma, tentu akan makin besar sumber daya panasnya dan semakin ekonomis untuk dikembangkan.
Selanjutnya adalah kondisi Hidrologi, kita tahu bahwa yang dimanfaatkan pada pembangkit listrik adalah uap air dari panas bumi dengan suhu dan tekanan tertentu. sehingga kondisi hidrologi merupakan salah satu faktor penentu dalam hal ketersedian air. sehingga sumber pemasok air harus diperhatikan dalam pengembangan energi panas bumi, biasanya sumber pemasok berasal dari air tanah, air connate, air laut, air danau, es atau air hujan.
Kemudian yang perlu diperhatikan juga adalah volume batuan dibawah permukaan bumi yang mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fuida sumber energi panas bumi yang terperangkap didalamnya, yang sering disebut sebagai Reservoir, dan Reservoir panas bumi biasanya diklasifkasikan ke dalam dua golongan yaitu
Reservoir yang bersuhu rendah (<150ºC) dan Reservoir yang bersuhu tinggi (>150ºC).
Yang dapat digunakan untuk sumber pembangkit tenaga listrik dan dikomersialkan adalah yang masuk kategorihigh temperature. Namun dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low temperature juga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 50ºC.
Selain hal-hal diatas, kita juga harus memperhitungkan umur panas bumi, walaupun termasuk energi terbarukan, namun bukan berarti panas bumi memiliki umur tidak terbatas , sehingga perhitungan umur panas bumi juga merupakan hal yang sangat penting terutama dalam hitungan keekonomiannya.
3.3 Perhitungan Energi Panas Bumi
Perkiraan atau penilaian potensi panas bumi pada prinsipnya mempergunakan data-data geologi, geofsika, dan geokimia. Analisa-analisa kimia memberikan parameter-parameter yang dapat digunakan untuk perkiraan potensi panas bumi suatu daerah. Rumus yang ada adalah sangat kasar dan merupakan perkiraan garis besar. Diantara rumus yang ada atau sering dipakai adalah metode Perry dan metode Bandwell, yang pada umumnya merupakan rumus empirik.
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 di mana:
E = arus energi (Kkal/detik) D = debit air panas (L/det)
Dt = perbedaan suhu permukaan air panas dan air dingin (0C) P = panas jenis (Kkal/kg)
Untuk perhitungan ini, data suhu dinyatakan dalam derajat celcius, debit air panas dalam satuan liter per detik, sedangkan isi chlorida dalam larutan air panas dinyatakan dalam miligram per liter.
3.4. Prinsip kerja PLTP secara umum
Prinsip kerja pembangkit listik tenaga panas bumi secara singkat adalah sbb: Air panas yang berasal dari steam sumur uap akan disalurkan ke Steam receiving header, kemudian oleh separator air dengan uap dipisahkan, kemudian uap akan digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga dihasilkan listrik.
3.5. Teknologi dan Prinsip Kerja PLTP
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, fash steam, dan binary cycle. Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.
3.5.1 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. Contoh jenis ini di Indonesia adalah PLTP Kamojang 1 x 250 kW dan PLTP Dieng 1 x 200
Bilamana 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.
3.5.2 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.
Gambar 2.5.2. Flash Steam Power Plant 3.5.3 Binary cycle
Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara 107-1820C. Cara kerjanya
Gambar 2.5.3. Binary Steam Power Plant
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 akan banyak dipakai dimasa depan. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida, nitritoksida dan sulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.
3.6. Potensi Panas Bumi di Indonesia
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.
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.
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.
3.6. Bagaimana Energi Geothermal Diproduksi
Selama proses, di stasiun panas bumi dibor lubang seperti disebutkan di atas dan dibuat sumur injeksi dimana air dingin dipompakan ke sumur. Air dingin ini kemudian dialirkan melewati batu panas dan kemudian tekanan digunakan untuk mengeluarkan air kembali. Setelah air panas mencapai permukaan, air tersebut berubah menjadi uap, yang kemudian dimanfaatkan sebagai sumber daya. Nah, uap yang sudah dibersihkan dan disaring lalu digunakan untuk menggerakkan turbin listrik, yang pada gilirannya akan mengahasilkan energi listrik.
3.7. Kelebihan Energi Geothermal
Bila pembangkit listrik memanfaatkan tenaga panas bumi dilakukan dengan cara yang benar, tidak ada produk samping yang berbahaya bagi lingkungan. Pemerhati lingkungan pasti akan menyukainnya! Pada proses produksi, tidak digunakan bahan bakar fosil. Selain itu, energi geothermal tidak menyebabkan efek rumah kaca apapun. Setelah pembangunan pembangkit listrik tenaga geothermal, hanya ada sedikit pemeliharaan. Dalam hal konsumsi energi, pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah pembangkit energi mandiri. Keuntungan lain untuk energi geothermal adalah bahwa pembangkit listrik tidak harus yang besar untuk melindungi lingkungan alam.
Adapun keuntungan dan kelebihan PLTP adalah sebagai berikut, Keuntungan:
1. Bebas emisi (binary-cycle).
2. Dapat bekerja setiap hari baik siang dan malam
3. Sumber tidak fluktuatif dibanding dengan energi terbarukan lainnya (angin, Solar cell dll) 4. Tidak memerlukan bahan bakar
5. Harga yang kompetitive
3.8. Kekurangan Energi Geothermal
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.
3.9. Energi panas bumi yang ada di Indonesia pada saat ini dikelompokkan :
1. Energi panas bumi “uap basah”
Pemanfaatan energi panas bumi yang ideal adalah bila panas bumi yang keluar dari perut bumi berupa uap kering, sehingga dapat digunakan langsung untuk menggerakkan turbin generator listrik. Namun uap kering yang demikian ini jarang ditemukan termasuk di Indonesia dan pada umumnya uap yang keluar berupa uap basah yang mengandung sejumlah air yang harus dipisahkan terlebih dulu sebelumdigunakan untuk menggerakkan Uap basah yang keluar dari perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi yang pada saat menjelang permukaan bumi terpisah 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.
2. Energi panas bumi “air panas”
Air panas yang keluar dari perut bumi pada umumnya berupa air asin panas yang disebut “brine” 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.
3.Energi panas bumi “batuan panas”
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan
1. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power generator) yang menggunakan Panas bumi ( Geothermal) sebagai energi penggeraknya.
2. PLTP memanfaatkan uap panas bumi sebagai pemutar generator. 3. Secara singkat Prinsip kerja PLTP :
4. Teknologi PLTP dibedakan menjkadi 3 yaitu dry steam, fash steam, dan binary cycle.
4.2. Saran
![Gambar 2.2 Mekanisme PLTP dua fasa [1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3992515.1935935/15.612.153.461.630.777/gambar-mekanisme-pltp-dua-fasa.webp)
