Deteksi Panas Bumi dengan Penginderaan Jauh
Wiweka – Peneliti (Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh)e-mail: [email protected] Konsumsi energi di Indonesia bersumber dari
bahan bakar fosil, batubara, gas alam, impor listrik, mikrohidro, energi panas bumi, biomassa, energi ma-tahari, energi angin. Komposisi kebutuhan semakin meningkat tetapi disisi lain lifting jumlah bahan ba-kar fosil berkurang. Ini sebagai titik nadir untuk me-lakukan perubahan dalam menstrukturisasi pemba haruan sumber energi, dalam makalah ini hanya akan membahas potensi panas bumi.
Konseptual yang berkembang untuk mende-teksi keberadaan panas bumi digunakan pemodelan pengamatan sub permukaan dan permukaan geologi. Pemodelan dilakukan dengan menggabungkan data hasil survey lapangan, temperatur, tekanan, dan hasil
survey geofisik, kemudian dilakukan intepretasi.
Eks-plorasi sumber daya panas bumi membutuhkan pe-rangkat yang mampu merekam medan vulkanik, magnetototelurik dan gravitasi. Penggunaan sejum-lah parameter di atas diharapkan dapat memberikan gambaran penting mineral alterasi dibawah permuka-an dpermuka-an mengidentifikasi pola struktur alirpermuka-an migrasi fluida.
Pengeboran eksplorasi berdasarkan geologi permukaan dan karakteristik air tanah mahal dan be resiko. Terintegrasi pencitraan geofisika dapat me-mandu proses eksplorasi pengeboran untuk memini-malkan biaya. Data logging dan sampel inti adalah standar untuk memahami geologi dari suatu wilayah potensial, tapi hanya memberikan informasi pada titik tertentu. Jadi untuk itu diperlukan sejumlah sumur eks plorasi dan data log untuk mengkarakteristiksasi prospek ke depan dari pembangunan jika hanya meng gunakan metode ini. Energi panas bumi memiliki har ga jual yang kompetitif sebanding dengan sumber energi lainnya, keluarannya berupa gas yang tidak mengganggu lingkungan dan keberadaan rumah kaca. Penginderaan jauh telah banyak digunakan sebagai alat eksplorasi karakterisasi lokasi mineral dan pem-bangunan ekonomi minyak bumi serta penilaian ling kungan. Analisis teknik multispektral dan
hyperspec-tral, sistem sensor yang terbaru, memungkinkan
aplikasi langsung untuk masalah pengembangan dan penilaian keberadaan energi panas bumi. Pemetaan permukaan mineralogi, jenis batuan, vegetasi stres, dan anomali thermal dapat digunakan untuk memberi
gambaran yang lebih komprehensif daerah sumber panas bumi dan dapat membantu mengidentifikasi sumber-sumber baru. Panas bumi merupakan sumber daya alam termurah dibandingkan dengan sumber da ya yang lain dan cara penyelidikannya dilakukan de-ngan penginderaan jauh. Citra thermal adalah peme-taan distributif yang tepat dari suhu permukaan selu ruh bumi, yang umumnya mencerminkan panas bumi langsung terkena permukaan bumi. Mendeteksi emisi
thermal yang terkait dengan aktivitas panas bumi
ter-gantung pada:suhu permukaan, lokasi ditutupi oleh fitur thermal, sensitivitas instrumen, resolusi spasial, dan resolusi temporal. Kejadian anomali thermal di-tutupi oleh pemanasan matahari siang hari dan radiasi yang dipantulkan, distribusi angin energi panas, seki tar volkani dengan inersia thermal rendah kembali memancarkan energi surya menurunkan kontras
ther-mal, air bertindak sebagai "spons thermal" dengan
ka-pasitas panas tinggi. Panas Bumi
Berdasarkan informasi Energi Geothermal, bahwa suhu inti bumi lebih dari 5000 ºC, panasnya ditimbulkan oleh peluruhan radioaktif suatu unsur, energi panas secara kontinu mengalir dari inti bumi ke permukaan secara aliran konduktif panas dan ali ran konveksi sehingga diperoleh energi panas 16 KW/km2 yang cenderung menguat disepanjang batas lempeng tektonik.
Apabila energi tidak dimanfaatkan akan meng hilang ke atmosfer dan ruang angkasa. Panas bumi ber lokasi pada kedalaman 500-3000 m terdapat tempera tur tinggi yang berbentuk konveksi hidrologi. Pada gambar berikut terdapat hubungan temperatur dan kedalaman bumi yang diperkirakan berkorelasi de ngan keberadaan panas bumi.
Skema hubungan aliran panas menuju per-mukaan bumi menjadi panas bumi, melalui tiga lapi san utamanya: sumber panas, batuan kedap, dan akui
fer. Uap dan air panas akan menembus melalui
pata-han yang berada di lapisan batuan kedap, sehingga muncul berbagai pola panas bumi dalam bentuk air panas, uap panas, fumarol, dan air mancur panas, se perti yang terlihat di gambar berikut.
Hubungan Jari-Jari Bumi dan Suhu Bumi
Skema Proses Sirkulasi Panas bumi
Indonesia memiliki potensi energi panas bumi yang cukup besar, terlihat dengan tersebarnya sejum-lah gunung api yang masih aktif, sepanjang pantai Su-matera bagian Barat, Jawa bagian Selatan, Sulawesi dan Papua Barat seperti yang tercantum pada gambar dibawah. Potensi panas bumi 27 GWe, jumlah yang telah dieksplorasi sebesar 1042 MWe, jadi masih 99 % belum dieksploitasi.
MEDIA DIRGANTARA | Vol. 8 No. 4 Desember 2013 Potensi Panas Bumi di Indonesia
Potensi, Cadangan dan Utilisasi Energi Primer Indonesia
Menurut ciri penting informasi permukaan bumi yang mengindikasikan Panas Bumi dalam tabel sebagai berikut.
MEDIA DIRGANTARA | Vol. 8 No. 4 Desember 2013 Berdasarkan tabel tersebut dapat diindikasi
kan bahwa sumber daya energi panas bumi terdapat pada wilayah gunung api muda dan pergerakan tek-tonik muda dan manifestasi panas bumi itu sendiri. Untuk mengektraksi ciri-ciri panas bumi perlu meng kombinasikan sejumlah peta tematik geologi, ge-ofisika, rupa bumi dengan citra penginderaan jauh.
Sebagai contoh kasus deteksi panas bumi untuk pembangunan pusat lisrik panas bumi, langkah nya ada 4(empat) tahap yaitu survey pendahuluan,
eksplorasi dan geokimia, eksplorasi dan pengeboran, keempat langkah tersebut membentuk grafik huruf S terbalik bila dikaitkan dengan faktor resiko dan biaya sebagaimana digambarkan berikut.
Peran Penginderaan Jauh dalam tahapan
sur-vey pendahuluan meliputi mengidentifikasi target
khusus dan lokasi anomali panas, anomali magnetik serta tahap survey lainnya dapat dilihat pada table berikut.
Kurva S Hubungan Resiko dan Biaya
Tabel. Peran Penginderaan Jauh dalam tahapan survey
Citra penginderaan jauh inframerah thermal (TIR) telah digunakan selama bertahun-tahun untuk mendeteksi aktivitas panas bumi, tetapi keberhasilan upaya tersebut dalam beberapa kasus telah dibatasi oleh kesulitan dalam pemodelan efek pemanasan dise-babkan oleh matahari.
Sebagai ilustrasi citra thermal sebelum fajar tidak mendeteksi anomali thermal. Itu teras memiliki
albedo yang relatif tinggi dan mencerminkan banyak
matahari energi sepanjang hari. Ia memiliki inersia
thermal rendah karena sifatnya porositas tinggi dan air
saat ini rendah, dan akibatnya mendingin dengan cepat di malam hari. menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk mengkompensasi efek Albedo dan thermal in-ersia untuk mengungkapkan mendasari anomali
ther-mal di teras. Penggunaan Therther-mal Scanner Multi Spec tral Infrared (TIMS) dari wahana antariksa, mendo
rong upaya untuk memvalidasi dan menyempurnakan teknik menggunakan citra satelit yang diturunkan. Aplikasi Penginderaan Jauh untuk Survey Panas Bumi
Dalam mencari daerah potensi panas bumi dapat ditentukan oleh tiga lapisan informasi spasial, lapisan pertama adalah lapisan yang mengindikasi adanya sinter (tempat terjadinya proses peleburan alam disitu terjadinya proses suhu tinggi), lapisan kedua adalah lapisan yang memperkirakan emisivitas suhu permukaan tanah yang diekstraksi dari data pengindera an jauh, lapisan yang ketiga adalah lapisan yang berisi
regional tektonik dan geologi.
Dikaitkan dalam membangun lapisan kedua di atas, pemanfaatan data penginderaan jauh untuk
geothermal dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu
terpretasi struktur dan analisa thermal. Untuk in-tepretasi struktur kelurusan direlasikan dengan jalur migrasi air panas dapat digunakan Landsat, IRS, SPOT, World View 2, Rapid Eye, tergantung caku-pan pekerjaannya serta resolusi spasial. Untuk anal-isa panas bumi dapat digunakan ektraksi sensor panas satelit NOAA, MODIS TERRA, ASTER, dan LANDSAT. Sebelum dilakukan ekstraksi ano mali panas, data spasial harus dikoreksi atmosferik dan topografi.
Reflektansi obyek akibat radiasi dari mata-hari atau buatan dapat terekam menggunakan
sen-sor spektral. Obyek yang menyerap radiasi pada
panjang gelombang tertentu mengidentifikasi karak teristisk untuk penamaan kelas obyek, yang ditun-jukkan sebagai titik terendah dalam kurva spektral.
Panjang gelombang untuk memisahkan kelas obyek mineral geologi adalah infra merah dekat (VNIR), infra merah pendek (SWIR), infra merah panas (TIR), sedang untuk kelas hidrokar-bon di panjang gelombang ultra violet (UV). Menu rut yang mempengaruhi perbedaan spektral pada
sensor adalah komposisi mineral yang berbeda,
tingkat struktur mineral, campuran, dan ukuran bu-tiran mineral, seperti terlihat pada tabel berikut.
MEDIA DIRGANTARA | Vol. 8 No. 4 Desember 2013 Sedangkan kelas obyek fenomena geofisik
terdiri atas graviti, aliran panas, vibrasi, elektrisiti, gelombang elektromagnetik, magnetisem, radioakif, dinamika fluida, dan mineral fisik
Penginderaan jauh dengan survey geofisik dapat diintegrasikan untuk mengidentifikasi dan men deskripsikan potensi sumber panas, dengan cara me mahami pengaruh penyebab tektonik aktif pada cair an hidrothermal di suatu wilayah. Langkah yang di-lakukan menggabungkan/mengkonjungsikan DEM terhadap citra penginderaan jauh dengan kombinasi
band tertentu, untuk evaluasi interpretasi dapat
digu-nakan peta shaded relief dengan sudut kemiringan 450dan arah kemiringan 2250. Data penginderaan ja uh yang digunakan seharusnya multitemporal untuk menghindari kesalahan interpretasi, sehingga pengka jian perubahan struktur dan panas bumi dapat terukur secara obyektif. Dalam makalah ini, data pengindera an jauh yang dikaji adalah ASTER, Landsat 7-ETM dan Landsat 8.
Spesifikasi Teknis ASTER dan LANDSAT
Perbandingan panjang gelombang antara ASTER dan Landsat 7 ETM & Landsat 7 dengan Landsat 8 ditun-jukan pada gambar berikut :
Perbandingan Panjang Gelombang ASTER dan LANDSAT 7
Perbandingan Panjang Gelombang LANDSAT 7 dan LANDSAT 8
Untuk mengindikasi keberadaan panas bumi ditandai 3 kelas temperatur yaitu kelas temperatur tinggi (T≥150 ºC), temperatur menengah (90 ºC ≤T ≤150 ºC), dan temperatur rendah (25 ºC ≤T ≤90 ºC) yang terbagi 3 menjadi air panas (60 ºC ≤T ≤90 ºC), air panas menengah (40 ºC ≤T≤60 ºC), air hangat (25 ºC ≤T ≤40 ºC)
Penutup
Jumlah band thermal yang tersedia di ASTER dibanding dengan jumlah band yang tersedia di LANDSAT memberikan indikasi bahwa ASTER un tuk menghitung anomali thermal lebih memberikan nilai yang lebih karena korelasi linier antar band kuat.***
