Studi Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) di Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan Provinsi Sulawesi Tenggara
La Ode Alisafa1
Jurusan S1 Elektro Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A. Mokodompit, Kampus Baru UHO, Kendari Sulawsi Tenggara
Email : [email protected] ABSTRACT
The Indonesian state has been experiencing the growing of demand electrical energy continuously. In 2003 - 2020, the demand of needing electrical energy has been increased by 6.5 percent annually. As a result of these problems, the government provides solutions by maximizing the utilization of Renewable Energy. The development of Renewable Energy refers to Presidential Regulation no. 5 of 2006 on National Energy Policy (NEP). In the Presidential Regulation, the contribution of Renewable Energy in the national primary energy mix by 2025 is 17% which consist of 5% biofuel composition, 5% Geothermal, Biomass, Nuclear, Water, Solar and Wind 5%, and liquefied coal of 2 %.
Indonesia has the largest geothermal source of 40% of the world's potential which spreading along volcanic belt that starting from Sumatra, Java, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi and Maluku. In the region of Southeast Sulawesi, there have several potential areas in developing of Geothermal Power Plant resources. The potentials can be found in several regencies such as Konawe, South Konawe, Kolaka, Buton, Bombana, and Muna. In South Konawe Regency has geothermal potential at an unexpectedly high level is 41.7 Mwe, especially at Lainea and Kaindi village of Lainea Sub-District.
Therefore, the potential of geothermal in Kaindi Village about hot spring with temperature (80-150oC) which it is very suitable to use Binary Cycle Power Plants technology as a power plant with modular system. The modular system is developed by Rasertech only about 280 kW per unit. So, from the geothermal potential of 41.7 MW, it can be planned total 149 units of power plant. Where 149 units x 280 kW = 41,720 kW or 41.7 MW.
Keywords : Renewable Energy, Geothermal, Binary Cycle Power Plants and Modular system.
Jurnal Fokus Elektroda : Energi Listrik, Telekomunikasi, Komputer, Elektronika dan Kendali) e-ISSN: 2502-5562. Open Access at: http://ojs.uho.ac.id/index.php/jfe/
Penerbit : Jurusan Teknik Elektro Universitas Halu Oleo Kendari Sulawesi Tenggara,
ABSTRAK
Negara Indonesia terus mengalami petumbuhan permintaan energi listrik. Pada tahun 2003-2020, setiap tahunnya permintaan kebutuhan energi listrik mengalami peningkatan sebesar 6,5 persen. Akibat dari permasalahan tersebut, pemerintah memberikan solusi dengan memaksimalkan pemanfaatan Energi Baru Terbarukan (EBT). Pengembangan EBT mengacu kepada Perpres No. 5 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional. Dalam Perpres disebutkan kontribusi EBT dalam bauran energi primer nasional pada tahun 2025 adalah sebesar 17%
dengan komposisi Bahan Bakar Nabati sebesar 5%, Panas Bumi 5%, Biomasa, Nuklir, Air, Surya, dan Angin 5%, serta batubara yang dicairkan sebesar 2%.
Indonesia memiliki sumber panas bumi terbesar yaitu 40% dari potensi dunia, yang tersebar sepanjang jalur sabuk gunung api mulai dari Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi, dan Maluku. Di wilayah Provinsi Sulawesi Tenggara sendiri terdapat berbagai daerah yang cukup berpotensi dalam pengembangan sumber daya Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi. Potensi tersebut dapat dijumpai dibeberapa kabupaten seperti Kabupaten Konawe, Kabupaten Konawe Selatan, Kabupaten Kolaka, Kabupaten Buton, Kabupaten Bombana, dan Kabupaten Muna. Di Kabupaten Konawe Selatan sendiri memiliki potensi panas bumi pada tingakatan terduga yang cukup tinggi, tepatnya di Kecamatan Lainea Desa Lainea dan Desa Kaindi sebesar 41.7 Mwe.
Sehingga dari potensi panas bumi di Desa Kaindi adalah sumber air panas dengan suhu (80-150oC), sangat cocok apabila digunakan jenis teknologi Binari Cycle Power Plants sebagai pembangkit energi listrik dengan sistem modular. Sistem modular yang dikembangkan oleh Rasertech hanya sekitar 280 kW per unit. Sehingga dari potensi panas bumi sebesar 41.7 MW dapat direncanakan total pembangkit 149 unit. Dimana 149 unit x 280 kW = 41.720 kW atau 41.7 MW.
Kata Kunci : EBT, Panas Bumi, Binari Cycle Power Plants dan sistem Modular.
Latar Belakang
Indonesia memiliki potensi besar dalam mengembangkan Energi Baru Terbarukan (EBT). Menurut laporan Kementrian ESDM dalam Eksplorasi Panas Bumi, Potensi EBT tahun 2012 menyebutkan bahwa potensi pengembangan energi baru terbarukan diantaranya energi bayu (angin) sebesar 950 Megawatt, tenaga surya sebesar 11 Gigawatt, tenaga air sebesar 75 Gigawatt, energi biomasa 32 Megawatt, biofuel sebesar 32 Megawatt, energi laut sebesar 60 Gigawatt, dan panas bumi (Geothermal) yang diperkirakan memiliki potensi sebesar 29 Gigawatt.
Indonesia memiliki sumber panas bumi terbesar yaitu 40% dari potensi dunia, yang tersebar sepanjang jalur sabuk gunung api mulai dari Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi, dan Maluku. Mengacu pada hasil penyelidikan panas bumi yang telah dilakukan oleh Badan Geologi, KESDM hingga tahun 2013 telah teridentifikasi sebanyak 312 titik potensi panas bumi yang tersebar di seluruh wilayah Indonesia dengan total potensi sebesar 28.910 MW.[3]
Di wilayah Provinsi Sulawesi Tenggara terdapat berbagai daerah yang cukup berpotensi dalam pengembangan sumber daya Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi. Potensi tersebut dapat dijumpai dibeberapa kabupaten seperti Kab. Konawe, Kabupaten Konawe Selatan, Kabupaten Kolaka, Kabupaten Buton, Kabupaten Bombana, dan Kabupaten Muna. Di Kabupaten Konawe Selatan sendiri memiliki potensi panas bumi yang cukup tinggi, tepatnya di Kecamatan Lainea Desa Lainea dan Desa Kaindi sebesar 60 Mwe [4]. Berdasarkan hal tersebut pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi sangat diharapkan dapat mengatasi kebutuhan energi listrik Provinsi Sulawesi Tenggara.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Berapa kisaran potensi panas bumi di Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara ?
2. Bagaimana kebutuhan perencanaan peralatan teknis PLTP berdasarkan besar potensi energi panas bumi di Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara ?
Batasan Masalah
Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Analisis kisaran potensi Panas Bumi di Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara
2. Analisis kebutuhan perencanaan peralatan teknis PLTP berdasarkan besar potensi energi panas bumi Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara.
Tujuan Penelitian
Penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini bertujuan untuk :
1. Untuk Mengetahui berapa besar potensi PLTP untuk daya bangkit di Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara 2. Untuk Mengetahui tahap perencanaan
peralatan teknis PLTP di Desa Kaindi Kecamatan Lainea Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara
Landasan Teori
Penelitian-penelitian terdahulu mengenai pemanfatan energi panas bumi sebagai pembangit listrik telah banyak dilakukan diantaranya seperti yang dilakukan oleh Cherian adi purnanta, pada tahun 2011 tentang
“Studi Perencanaan PLTP 2x2.5 MW Untuk Ketenagalisrikan di Lembata, Nusa Tenggara Timur”, penelitian ini menunjukan bahwa di Propinsi Nunsa Tenggara Timur, secara khusus di Kabupaten Lembata memiliki potensi energi panas bumi terhitung sebesar 18,238 MWe yang siap dikembangkan menjadi sumber energi listrik. Serta ditinjau dari aspek tekis peralatan PLTP Lembata memiliki potensi panas bumi jenis uap panas, tipe pembangkit yang bias digunakan adalah system Binary Cycle Power Plant.[6]
Penelitian yang dilakukan oleh Handika Roberto Nainggolan, Eddy Warman, Pada tahun 2015 tentang “Studi Perkiraan Potensi Pembangkit Listrik Panas Bumi di Pusuk Buhit Kelurahan Siogung-ogung Kabupaten Samosir” Penelitian ini menujukn bahawa potensi energy listrik yang dapat dibangkitkan di pusut buhit adalah sebesar 54,6 MWe mengunakan sistem pembangkit berdasarkan temperaturnya yaitu system Flushead Steam dengan biaya pokok pembangkitan PLTP Pusuk Buhit 2 x 15 MW untuk suku bunga 9%
adalah 0,0784US$/kWh dengan lama pengembalian 10.21 tahun. Sehingga paybaek periodenya lebih kecil dari umur investasi pembangkit, maka investasi untuk PLTP Pusuk Buhit dapat dikatakan layak.[7]
1. Energi Panas Bumi
Panas bumi adalah sumber energi sebagai panas yang terdapat dan terbentuk di dalam kerak bumi yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi. Sistem panas bumi di
hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225°C), hanya beberapa di antaranya yang mempunyai temperatur sedang (150- 225°C). Pengalaman dari lapangan panas bumi yang telah dikembangkan di dunia maupun di Indonesia menunjukkan bahwa sistem panas bumi bertemperatur tinggi dan sedang sangat potensial bila diusahakan untuk pembangkit listrik. Berdasarkan kondisi geologinya, sumber panas bumi yang ada di Indonesia dibedakan menjadi tiga golongan yaitu:[2]
1. Energi panas bumi uap panas 2. Energi panas bumi air panas 3. Energi panas bumi batuan panas
Q = k x A x (Tr-Tc) Dimana :
Q = Potensi energi panas bumi terduga (MW)
k = Konstanta (0.1158)
A = Luas daerah prospek (km2) Tr = Temperatur reservoir (oC) Tc = Temperatur cut off (oC)
Terjadinya sumber energi panasbumi di Indonesia serta karakteristiknya dijelaskan oleh Budihardi (1998) sebagai berikut. Ada tiga lempengan yang berinteraksi di Indonesia, yaitu lempeng Pasifik, lempeng India‐Australia dan lempeng Eurasia.
Tumbukan yang terjadi antara ketiga lempeng tektonik tersebut telah memberikan peranan yang sangat penting bagi terbentuknya sumber energi panas bumi di Indonesia.[5]
Sistim panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistim hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225oC), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai
Pada dasarnya sistim panas bumi jenis hidrothermal 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).
2. Pembangkit Listrik Panas Bumi
Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP) pada prisnsipnya sama dengan Pembangkit Listriik Tenaga Uap (PLTU), Hanya pada PLTU, Uap dibuat diluar permukaan menggunakan boiler, sedangkan PLTP, Uap berasal langsung dari perut Bumi.
PLTU
Uap panas bumi didapatkan dari suatu kantong uap di perut Bumi. Tepatnya diatas lapisan batuan yang kersa diatas magma dan mendapatkan air dari lapisan humus dibawa hutan penahan air hujan. Pengoboran dilakukan diatas permukaan bumi kantong uap tersebut, hingga uap dalam akan menyembur keluar.
Semburan uap dialirkan ke turbin penggerak generator, disisni listrik akan terbangkitkan. Setelah menggerakan turbin, uap akan diembunkan dalam kondensor menjadi air dan disuntikan kembali kedalam perut bumi menuju kantong uap dapat dilihat pada gambar 1.1.[5]
PLTP
Skema PLTU dan Skema PLTP
3. Prinsip Kerja PLTP
Pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah pembangkit listrik yang menggunakan panas bumi sebagai energi penggeraknya.
Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut : fluida panas yang berasal dari steam sumur uap akan disalurkan ke steam receiving header, kemudian oleh separator air dan uap dipisahkan. Uap akan digunakan untuk menggerakkan turbin, sehingga dihasilkan listrik.[7]
Secara garis besar, teknologi pembangkit listrik tenaga panas bumi dibagi menjadi 3 macam didasarkan pada suhu dan tekanan reservoir seperti pada tabel 1.1 berikut.
Tabel 1.1. Sistem Pembangkit Panas Bumi
No. Sistem Pembangkit Klasifikasi 1. Dry Steam Power
Plants >370oC 2. Flushed Steam
Power Plants 170-370oC 3. Binary cycle Power
Plants 150-205oC
A. Dry Steam Power Plants
Pembangkit sistem Dry Steam mengambil uap panas dari bawah permukaan.
Pembangkit jenis ini memanfaatkan reservoir panas bumi berupa uap dengan suhu lebih besar dari 370oC. Sistem ini dipakai jika fluida yang dikeluarkan melalui sumur produksi berupa dominasi uap. Uap tersebut yang langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator untuk menghasikan energi listrik.[7]
B. Flushed Steam Power Plants
Pembangkit jenis ini merupakan jenis yang paling umum di gunakan. Pembangkit jenis ini memanfaatkan reservoir panas bumi berupa air dengan suhu antara dari 170–370oC.
Air yang sangat panas ini dialirkan keatas melalui pipa sumur produksi dengan tekanannya sendiri. Karena mengalir keatas tekananaya menurun dan beberapa bagian dari air menjadi uap. Uap ini kemudian dipisahkan dari air dan dialirkan untuk memutar turbin untuk mengaktifkan generator yang kemudian menghasikan energi listrik.[7]
C. Binary cycle Power Plants
Pada sistem Binari Cycle Power Plants air panas yang berasal dari sumur produksi tidak pernah menyentuh turbin. Pembangkit jenis ini memanfaatkan reservoir panas bumi yang berisi air dengan temperatur antara 150–
205oC. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang disebut fluida kerja yang biasanya senyawa organik (isobutana – C4H10) pada heat exchanger. Fluida kerja kemudian menjadi panas dan menghasilakan uap. Uap yang dihasilakan di heat exchanger tadi dialirkan untuk memeutar turbin dan selanjutnya menggerakan generator yang kemudian menghasikan energi listrik.[7]
4. Komponen utama PLTP 1. Steam receiving header 2. Vent structure
3. Separator 4. Demister 5. Turbin 6. Generator 7. Switch yard 8. Kondensor
9. Main cooling water pump (MCWP) 10. Cooling tower
Metode Penelitian
Jenis penelitian yang dilakukan adalah penelitian dengan Metode Survey. Kegiatan ini bertujuan untuk memperoleh data aktual mengenai Potensi Panas Bumi, Temperatur permukaan Bumi, Luas wilaya dan data pendukung lainnya. Pengumpulan data ini dilakukan melalui pengamatan
lapangan.
langsung di
Potensi Panas Bumi Desa Kaindi
Adapun potensi energi panas bumi di desa kaindi kecamatan lainea kabupaten konawe selatan provinsi Sulawesi tenggara berdasarkan data pengukuran pada Hari Senin 5 Maret 2018 dalah sebagai berikut :
Tabel 1.2. potensi panas bumi desa kaindi kecamatan lainea
Maka potensi energi panas bumi di desa kaindi kecamatan lainea dapat dihitung dengan mengunakan rumus (1).
Q = k x A x (Tr-Tc)
Kabupaten Konawe Selatan memiliki potensi panas bumi 105 MWe berdasarkan data dari Dinas Eenergi dan Sumber Daya Mineral Pronvinsi Sulawesi Tenggara, yaitu 30 MWe di Desa Lainea A, 30 MWe di Desa Lainea 2, 30 MWe di Desa Kaindi, dan 15 MWe di Desa Pancasila. Dari data tersebut belum ada pembangkit listrik tenaga panas bumi di Kabupaten Konawe Selatan sampai saat ini (2018), maka diperlukan eksplorasi panas bumi lebih lanjut. Sehingga potensi panas bumi yang ada di Kabupaten Konawe Selatan dapat dimanfaatkan sebagai PLTP bumi.
Spesifikasi PLTP Sistem Modular
Tabel 1.3. Spesifikasi PLTP di Desa Kaindi Kecamatan Lainea
Dimana :
Q = Potensi energi panas bumi terduga (MW) k = Konstanta (0,1158)
A = Luas daerah prospek (km2) Tr = Temperatur reservoir (oC) Tc = Temperatur cut off (oC)
Sehingga potensi energi panas bumi di desa kaindi kecamatan lainea pada tingkat terduga adalah sebagai berikut :
Q = k x A x (Tr-Tc)
= 0,1158 x 5,5 x (153,2 – 87,7)
= 0,1158 x 5,5 x 65,5
Simbol Keterangan Banyaknya A Luas area (km2) 5,5 Tr Suhu Reservois (Co) 153,2 Tc Suhu Cut Off (Co) 87,7
H Kedalaman (m) 900
Brand purecycle
Turbine Radial Inflow Generator induction Emission
Zero (Closed Binary Cycle)
Fuel Hot Water
Frequenci 50 Hz Turbine Speed 3200 rpm Power Faktor 0.95 lagging Ambein
Operation 300C – 500C Power
Generation 280 kW Voltage 400 Volt Inlet Temp.
Evaporator 800C – 1500C Inlet Temp.
Condenser 160C – 270C
Komponen-komponen PLTP sistem modular
Tabel 1.4. Komponen-komponnen PLTP di Desa Kaindi Kecamatan Lainea No. Qty Part Name Remarks
1. 1 Condensor 2. 1 Preheator 3. 1 Evaporator 4. 1
Turbine &
Generator 5. 1 Cooling Tower 6. 1 Panel 1
7. 1 Panel 2 8. 1 Pentane Pump 9. 1 Control Pump 10. 2 Check Valve 11. 6 Control Valve 12. 1
Three Way Valve 13. 5 Gate Valve Kesimpulan
Dari hasil analisa pada bab sebelumnya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Potensi energi panas bumi di desa kaindi kecamatan lainea pada tingkat terduga adalah 41.7 MW
2. Sumber panas bumi di Desa Kaindi adalah sumber air panas dengan suhu (80-150oC), sehinga cocok apabila digunakan jenis teknologi Binari Cycle Power Plants sebagai pembangkit energi listrik dengan sistem modular. Sistem modular yang
dikembangkan oleh rasertech hanya sekitar 280 kW per unit. Sehingga dari potensi panas bumi sebesar 41.7 MW dapat direncnakan total pambangkit 149 unit.
Dimana 149 unit x 280 kW = 41.720 kW atau 41.7 MW.
DAFTAR PUSTAKA
[1] KESDM,“Rencana Strategis Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral”.Rerstra KESDEM 2015-2019, Jakatra ; 2015.
[2] KESDEM, “Eksporasi Panas Bumi, Potensi EBT, Upaya menegtaskan kemiskinnan energy”.[ESDMMAG].
Media komunikasi KESDEM, Edisi 07, Jakarta; 2012.
[3] KESDEM,“Program Strategis EBTKE dan Ketenaglistrikan”.[Jurnal Energi].
Media komunikasi KESDEM,Edisi 02, Jakarta ; 2016.
[4] Dinas ESDM, “Kondisi Energi Daerah Di Propnsi Sulawesi Tenggara”.
ESDM, Kendari ; 2014.
[5] Nenny Saptadji, “Energi panas bumi (Geothermal Energy)”.[Jurnal]. Institut Teknoligi Banadung, Bandung ; 2016.
[6] Cherian adi purnanta, “studi perencanaan PLTP 2x2.5 MW untuk ketenagalistrikan dilembata nunsa tenggara timur”.[Jurnal]. Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya ; 2016.
[7] Handika Roberto Ninggolan, Eddy Warman, “Sutudi Perkiraan Potensi Pembangkit Listrik Panas Bumi di Pusuk Buhit Kelurahan Siogung-ogung Kab. Samaosir”,[Jurnal]. Universitas Sumatra Utara, Medan ; 2015.
[8] Raditiya Galih Tama, “Studi Pengembangan Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP) di Jailalo Untuk Memenuhi Kebutuhan Listrik Maluku Utara”.[jurnal]. Institut Teknlogi Sepuluh November, Surabaya ; 2011.
