PENGANTAR GENESA BATUBARA

(1)

GBG Pengantar Genesa Batubara 1

PENGANTAR GENESA BATUBARA

z Pengertian Batubara,

z Proses Pembentukan Batubara, z Rank (peringkat) Batubara.

APA ITU BATUBARA ?

Secara definisi : Batubara adalah batuan sedimen yang berasal dari material organik (organoclastic

sedimentary rock), dapat dibakar dan memiliki kandungan utama berupa C, H, O.

Secara proses (Genesa) : batubara adalah lapisan yang merupakan hasil akumulasi tumbuhan dan material organik pada suatu lingkungan pengendapan tertentu, yang disebabkan oleh proses syn-sedimentary dan post-sedimentary, sehingga menghasilkan rank dan tipe tertentu.

MATERIAL ASAL

RAWA GAMBUT Dibedakan berdasarkan lingkungan

pengendapan (Facies) Autochton

All och tho n

Material yang tertransport

Udara

Air Tanah

Air Sedimen PENGGAMBUTAN

Perusakan oleh Mikroba dan Pembentukan Humin, Penurunan Keseimbangan Biotektonik

BATUAN SEDIMEN ORGANIK BATUBARA Lignite

Sub-Bituminous

Bituminuos (High-Medium-Low Volatile) Semi-anthracite

Anthracite C (%) Air

R

_max

CV

H

₂

O (%) VM (%)

H (%) O (%)

DiagenesaMetamorfosa

Skema Pembentukan Batubara

Skema Pembentukan Batubara

(2)

Skema Pembentukan Batubara

Cekungan Pengendapan Batubara (1)

Pada zona regangan

Cekungan Pengendapan Batubara (1)

Pada zona tumbukan

(3)

Cekungan Batubara di Indonesia

Produsen Batubara Utama

Tipe, grade dan rank batubara

(4)

Humic coal vs Sapropelic coal

Humic Coal

Melewati tahap gambut dengan disertai proses humifikasi setelah terakumulasi pada tempat dimana pohon-pohon (bahan dasar) itu tumbuh.

Komponen organik terbesar adalah material yang mengkilap berwarna coklat sampai hitam (terlihat dengan mata telanjang) dan umumnya berasal dari serat kayu yang terhumifikasi Pada rank rendah (brown coal) secara mikroskopis didominasi oleh huminit dan pada rank yang lebih tinggi (hard coal) didominasi oleh vitrinite

Ciri khasnya adalah berlapis.

Sapropelic Coal

Tidak melewati fase gambut tetapi mengikuti alur proses diagenesa seperti batuan sedimen yang kaya akan bahan organik

Banyak mengandung material organik dan mineral hasil transportasi.

Fraksi organiknya terdiri dari algae dan bermacam produk hancuran tumbuhan dari sekitarnya atau bagian yang lebih jauh lagi berupa spora

Secara mikroskopis dibedakan menjadi boghead coal (bahan utamanya adalah algae/maceral Alginit) dan cannel coal (bahan utamanya adalah spora/maseral Sporinit)

Kusam dan terbentuk dari lumpur organik butir halus yang terbentuk pada kondisi kurang oksigen/reduksi (air dangkal, seperti : kolam, danau, lagun) Tidak Berlapis

Brown Coal vs Hard Coal (SNI 1998)

Batubara coklat (Brown coal)

Batubara coklat (Brown coal) adalah jenis batubara yang paling rendah peringkatnya, bersifat lunak, mudah diremas, mengandung kadar air yang tinggi (10-70%), terdiri atas batubara coklat muda lunak (soft brown coal) dan batubara lignitik atau batubara cokelat keras (lignitik atau hard brown coal) yang memperlihatkan struktur kayu.

Nilai kalorinya < 5700 kal/gr (dry mineral matter free)

Batubara keras (Hard coal)

Batubara keras (Hard coal) adalah semua jenis batubara yang peringkatnya lebih tinggi dari brown coal, bersifat lebih keras, tidak mudah diremas, kompak, mengandung kadar air yang relatif rendah, umumnya struktur kayunya tidak tampak lagi, relative tahan terhadap kerusakan fisik pada saat penanganan (coalhandling). Nilai kalorinya >

5700 kal/gr (dry mineral matter free).

Faktor pembentukan gambut Faktor fasies pada gambut

Diagenesa gambut (penggambutan)

Penggambutan

Faktor-faktor yang berperan pada pembentukan gambut

Evolusi tumbuhan : jenis tumbuhan pada skala waktu geologi.

Iklim : berpengaruh terhadap kecepatan tumbuh dan variasi jenis tumbuhan serta proses dekomposisi Geografi dan posisi :

z kenaikan muka air tanah relatif lambat,

z ada perlindungan rawa terhadap pantai atau sungai.

Struktur Geologi dan tektonik :

z Adanya keseimbangan antara penurunan cekungan terhadap kecepatan penumpukan sisa tumbuhan (kesimbangan biotektonik).

z Lihat cekungan pengendapan batubara.

(5)

Keseimbangan biotektonik dan pembentukan gambut

Faktor-Faktor Penentu Fasies Batubara

Fasies batubara diekspresikan melalui komposisi maseral, kandungan mineral, komposisi kimia dan tekstur.

Faktor-faktor facies yang mempengaruhi karakteristik batubara : z Tipe pengendapan (autochtonous, allochtonous),

z Rawa dan tumbuhan pembentuk,

z Lingkungan pengendapan ; telmatic (terestial, gambut insitu), limnic (sub-aquatic, rawa danau), brackish-marine/payau (kaya abu, S dan N), Ca-rich (pada lingkungan batugamping),

z pH, aktivitas bakteri, ketersediaan sulfur ; bakteri terbaik pada pH netral, pH rendah maka bakteri sedikit (struktur kayu terawetkan dengan baik).

z Temperatur ; pada iklim hangat dan basah Æ bakteri hidup dengan baik.

z Potensial redok (aerobic, anaerobic).

Komponen Batubara dan Rank

Komponen penyusun batubara

Rank (peringkat) batubara

(6)

KANDUNGAN KARBON, HIDROGEN DAN OKSIGEN PADA BATUBARA DENGAN RANK YANG BERBEDA

(Tanpa Abu dan Moisture)

44 30 – 40 20 – 30 5 – 15

2 – 5 6

5.5 – 6.5 5.0 – 6.0 4.5 – 5.5 2.0 – 4.5 50

55 – 60 60 – 70 75 – 90 90 – 96 Kayu (Wood)

Gambut (Peat) Brown Coal (Lignite) Hard Coal (Bituminous) Antrasit

O % H %

C % Bahan

Keterangan : C (Carbon), H (Hidrogen), O (Oksigen)

May, EWM., 1985 dalam Anggayana, 2000

Dasar Penentuan Rank (Peringkat) Batubara

z Reflektan Vitrinit : R >> ; Rank >>

z Volatile Matter : VM << ; Rank >>

z Kandungan Karbon : FC >> ; Rank >>

z Kandungan Air : TM << ; Rank >>

z Nilai Kalori : CV >> ; Rank >>

COAL RANK SERIES-SIMPLIFIED PROCESS

Cartoon courtesy of Kentucky Geological Survey

GAS

RANK (PERINGKAT)

BATUBARA

(7)

Perubahan Komposisi Batubara terhadap Peringkat

(Ward., 1984)

Peat

Br ow n Co al Lignite Sub-Bituminous

Bi tu m in ou s Co al

High Volatile Medium Volatile

Low Volatile Semi Anthracite

Anthracite

Be d M oi st ur e (a sh f ree) V ol ati le Ma tte r (d .a .f ) To ta l C ar b on (d .a .f ) Sp ec if ic E nergy (M oi st ure, A sh F ree) Re fl ec ta nc e o f V it rin it e

PEAT

LIGNITE

Sub-bituminous - Anthracite

(8)

Sisa Struktur Tumbuhan

Geometri Batubara

Implikasi terhadap Geometri dan

Kemenerusan Lapisan Batubara

(9)

Variasi ketebalan

lapisan batubara

Ketidaksinambungan lapisan batubara

Endapan batubara bentuk Horse Back

Endapan Batubara bentuk Burreid Hill

(10)

Endapan Batubara akibat Sesar

Endapan Batubara akibat Lipatan

KOMPOSISI BATUBARA

Komponen-komponen penyusun batubara

Combustible and non-combustible substances

Water Water

Ash Ash

Carbon fix Carbon

Volatile matter H

S

o

N

Gross Humidity

Normal humidity

Crystallization water

SiO2

Fe2O3

AlO TiO₂ CaO MgO SO3

Na₂O K2O diverse

H = Hydrogen S = Sulfur O = Oxigen N = Nitrogen

K O MP O S IS I BA T U B A RA

May, EWM., 1985 dalam Anggayana, 2000

(11)

BASIS DATA

(Ward, 1984)

TOTAL MOISTURE

MINERAL MATTER

PURE COAL

ASH

Volatile Mineral Matter Volatile Organic Matter

Volatile Matter

Fixed Carbon Surface Moisture Inherent Moisture

ar ad d daf dmmf

Beberapa Statistik Tentang Batubara

Produksi Batubara Indonesia

(Dirjend Mineral, Batubara, dan Geothermal, 2006)

Produksi Batubara Indonesia

(12)

Konsumsi Energi Utama (Domestik)

Produksi Kelistrikan Utama (Domestik)

(13)