Energi Panas Bumi
Geothermal adalah salah satu sumber energi alami bumi yang terdapat di dalam perut bumi.
Berasal dari interaksi panas batuan dan air yang mengalir di sekitarnya. Panas yang terkandung di aliran tersebut mengandung energi yang dapat di manfaatkan.
Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan. (Menurut Pasal 1 UU No.27 tahun 2003 tentang Panas Bumi)
• Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam Bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan Bumi.
• Energi panas bumi terutama berasal dari peluruhan radioaktif di pusat Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam.
Secara total energi panas bumi berasal dari energi hasil pem-bentukan planet (20%) dan peluruhan radioaktif dari mineral (80%).
Energi Panas Bumi
• Panas yang dilepaskan oleh logam-logam berat karena tenggelam ke dalam pusat Bumi.
• Efek elektromagnetik yang dipengaruhi oleh medan magnet Bumi.
Temperatur inti bumi mencapai > 4300
0C. Panas mengalir secara konduksi menuju bebatuan sekitar inti bumi.
Panas ini menyebabkan bebatuan meleleh, membentuk magma. Magma mengalirkan panas secara konveksi dan bergerak naik karena magma yang berupa bebatuan cair memiliki massa jenis yang lebih rendah dari bebatuan padat.
Magma memanaskan kerak bumi dan air yang mengalir di dalam kerak bumi,
memanaskannya hingga 300
oC. Air yang panas ini menimbulkan tekanan tinggi
sehingga air keluar dari kerak bumi.
Bumi
Bumi
Bumi
Energi yang Terkandung pada Panas Bumi
Panas bumi disebabkan oleh :
1. Tekanan yang amat besar dari gravitasi bumi.
2. Proses nuklir Bumi banyak mengandung bahan radioaktif seperti Uranium-238, Uranium-235, Thorium-232.
Energi panas yang mencapai permukaan bumi rata-rata 400 kCal/m2 per tahun.
Energi rata-rata saat matahari mencapai titik kulminasi bisa mencapai lebih dari 1.000 W/m2.
Perkiraan Potensi Energi Panas Bumi
Metode Perry :
Di mana : E = energi (kCal/det), D = debit (L/det), Dt = perbedaan suhu permukaan antara air panas dan air dingin (
oC), P = panas jenis (kCal/kg).
Metode Bandwell :
Di mana : E = energi panas (kWh), M = massa uap dan cairan dari panas bumi (kg), h
1= entalpi uap pada suhu t
1(BTU/lb), h
2= entalpi uap pada suhu t
2(BTU/lb).
Entalpi : jumlah energi internal suatu sistem termodinamika ditambah
energi yang digunakan untuk melakukan kerja.
Skema terjadinya sumber air panas dan sumber uap
• Energi geotermal adalah energi panas yang terkandung dalam fluida air (bisa dalam uap, cair, atau campuran keduanya) yang berada pada kedalaman lebih dari 1 kilometer di bawah permukaan bumi.
• Fluida panas ini memiliki temperatur dan tekanan yang tinggi. Bahkan, ada yang memiliki temperatur lebih dari 300 derajat Celsius. Ini menjadikan geotermal sebagai penyedia energi yang masif.
• Energi geotermal ini berasal dari sistem geotermal yang ada di bumi (lihat gambar di atas), yaitu sistem yang terdiri dari: batuan panas (sumber panas) pada kedalaman lebih dari 3 km, batuan rekahan yang mengandung reservoir fluida berada di atas batuan panas, dan batuan pendukung yang biasanya berupa lempung ubahan yang menyelimuti reservoir.
• Kita bisa mengenali keberadaan sistem geotermal dengan tanda-tanda yang
tampak di permukaan bumi, seperti mata air panas, semburan uap, lumpur
panas, sublimasi belerang, dan batuan ubahan/alterasi akibat pemanasan yang
dilakukan fluida hidrotermal.
• Sistem geotermal dapat dikategorikan berdasarkan temperatur reservoirnya dan fasa (jumlah zat homogen) fluida di reservoir. Sistem geotermal berdasarkan kisaran temperatur reservoirnya dapat
dibedakan menjadi 3 macam: sistem geotermal temperatur tinggi (>225°C), temperatur sedang (125-225°C), dan temperatur rendah (<125°C).
• Dilihat dari fasa fluidanya, ada sistem geotermal dominasi uap,
dominasi air, dan campuran kedua fasa. Indonesia memiliki semua
variasi jenis sistem geotermal tersebut.
Geothermal sebagai pengganti energi tak terbarukan
• Geothermal termasuk sumber energi yang terbarukan (renewable) sebab panas tersebut berasal dari batuan panas di perut bumi yang akan selalu ada selama bumi juga ada.
• Energi geothermal juga ramah lingkungan sebab nihil polutan.
Pemanfaatan Energi Geothermal
• Sebagai tempat rekreasi pada pemandian air panas.
• Menghangatkan bangunan melalui sistem pemanas distrik. Air panas di dekat permukaan bumi di salurkan langsung ke dalam bangunan dan industri untuk mendapatkan panasnya.
• Pembangkit Listrik Tenaga Geothermal (PLTP),membutuhkan air atau uap pada suhu yang sangat tinggi (300°F-700°F).
• Pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya dapat dibangun di sekitar lempeng tektonik di mana temperatur tinggi dari sumber panas bumi tersedia di dekat permukaan. Pengembangan dan penyempurnaan dalam teknologi pengeboran dan ekstraksi telah memperluas jangkauan pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi dari lempeng tektonik terdekat. Efisiensi termal dari pembangkit listrik tenaga panas bumi cenderung rendah karena fluida panas bumi berada pada temperatur yang lebih rendah dibandingkan dengan uap atau air mendidih.
Berdasarkan hukum termodinamika, rendahnya temperatur membatasi efisiensi dari mesin kalor dalam mengambil energi selama menghasilkan listrik. Sisa panas terbuang, kecuali jika bisa dimanfaatkan secara lokal dan langsung, misalnya untuk pemanas ruangan. Efisiensi sistem tidak memengaruhi biaya operasional seperti pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil.
Proses pemanfaatan energi geothermal
• Untuk memanfaatkan energi geothermal,ada tiga tahap yang harus di lakukan,yaitu:
• Eksplorasi.
• Pengembangan
• Komersial
Eksplorasi
Ada empat tahapan eksplorasi,yaitu:
• Pendahuluan
• Geologi
• Geokimia
• Geofisika
Tahapan itu meliputi pemetaan geologi,kunjungan lapangan,dan analisa batuan di
permukaan lokasi.
Pengembangan
Insfraktur pendukung:
• Instalasi perpipaan
• Pompa
• Pengeboran ke dalam sumber panas
• Instalasi penampungan uap air yang keluar
Komersial
• Setelah proses eksplorasi dan pengembangan selesai dilakukan,maka tahap komersialisasi atau penggunaan bisa di lakukan.
• Durasi waktu pemanfaatannya mencapai 30 tahun.
• Pengelolaan energi geothermal di kelola PT Geothermal Energy.
• Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika musim dingin atau air) sejak peradaban Romawi, tetapi sekarang lebih populer untuk menghasilkan energi listrik. Sekitar 10 Giga Watt pembangkit listrik tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun 2007, dan menyumbang sekitar 0.3% total energi listrik dunia. Energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, tetapi terbatas hanya pada dekat area perbatasan lapisan tektonik.
• Pangeran Piero Ginori Conti mencoba generator panas bumi pertama pada 4 July 1904 di area panas bumi Larderello di Italia. Grup area sumber panas bumi terbesar di dunia, disebut The Geyser, berada di Islandia, kutub utara. Pada tahun 2004, lima negara (El Salvador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kostarika) telah menggunakan panas bumi untuk menghasilkan lebih dari 15% kebutuhan listriknya.
Potensi indonesia dalam pemanfaatan energi geothermal
• Sumber daya panas bumi paling aktif di temukan sepanjang batas lempeng
utama,di mana gempa bumi dan gunung berapi terkonsentrasi,yaitu daerah yang di sebut ring of fire yang mengelilingi samudra pasifik.
• Indonesia termasuk dalam jalur ring of fire,daerah yang dilalui oleh jalur tersebut
yaitu Sumatera,Jawa,Nusa Tenggara dan Sulawesi Utara.
Pemanfaatan Energi Panas Bumi di Indonesia
• Dan dari hasil survey geologi,indonesia merupakan negara dengan potensi paling besar di dunia yakni mencapai 27.000 mega watt (MW) atau setara dengan 40% cadangan dunia. Dari potensi sebesar itu,baru 1194 MW yang termanfaatkan (sekitar 4-5%). Jadi indonesia berpotensi besar dalam pemanfaatan energi geothermal.
• Faktor utama yang menghalangi investasi pengembangan geothermal di Indonesia adalah hukum di Indonesia sendiri. Dulu aktivitas geothermal didefinisikan sebagai aktivitas pertambangan (Undang-Undang No. 27/2003) yang mengimplikasikan bahwa hal ini dilarang untuk dilaksanakan di wilayah hutan lindung dan area konservasi (Undang-Undang No. 41/1999), walaupun faktanya aktivitas-aktivitas tambang geothermal hanya memberikan dampak kecil pada lingkungan (dibandingkan aktivitas-aktivitas pertambangan yang lain). Namun, sekitar 80% dari cadangan geothermal Indonesia terletak di hutan lindung dan area konservasi, oleh karena itu mustahil untuk memanfaatkan potensi ini. Pada Agustus 2014, waktu periode kedua administrasi Presiden Susilo Bambang Yudhoyono hampir selesai, Dewan Perwakilan Rakyat (DPR) Indonesia mengesahkan Undang-Undang Geothermal No. 21/2014 (menggantikan Undang-Undang No.
27/2003) yang memisahkan geotermal dari aktivitas-aktivitas pertambangan yang lain dan karena itu membuka jalan untuk eksplorasi geothermal di wilayah hutan lindung dan area konservasi. Pengesahan Undang-Undang ini adalah gebrakan yang penting.
•Pemerintah Indonesia juga telah melaksanakan berbagai upaya lain untuk membuat investasi energi panas bumi lebih menarik. Geothermal Fund Facility (GFF) menyediakan dukungan untuk memitigasi resiko-resiko dan menyediakan informasi mengenai biaya pengembangan awal geothermal yang relatif tinggi.
•Halangan lain di Indonesia adalah tarif listrik yang tidak kompetitif. Melalui subsidi pemerintah, tarif listrik menjadi murah. Selain itu, Perusahaan Listrik Negara (PLN) memiliki monopoli distribusi listrik di Indonesia dan karena itu energi listrik dari produsen-produsen independen harus dijual kepada PLN. Namun, di Juni 2014, Pemerintah Indonesia mengumumkan akan membuat harga pembelian (dibayar oleh PLN) menjadi lebih menarik melalui kebijakan tarif feed-in yang baru.
•Terakhir, eksplorasi geothermal di Indonesia dihalangi oleh keadaan infrastruktur yang buruk di wilayah-wilayah terpencil, perlawanan masyarakat lokal pada proyek-proyek ini, dan juga birokrasi yang buruk (prosedur perizinan yang panjang dan mahal yang melibatkan pemerintah pusat provinsi, dan kabupaten).
•Cadangan energi panas bumi yang terbesar terletak di wilayah barat Indonesia dimana ada permintaan energi yang paling tinggi: Sumatra, Jawa dan Bali. Sulawesi Utara adalah provinsi yang paling maju dalam penggunaan geotermal untuk energi listrik: sekitar 40% dari pasokan listriknya didapat dari energi geothermal.
Sebaran 13 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) yang terpasang berdasarkan letak geografis dari wilayah barat sampai wilayah timur Indonesia sebagai berikut, dikutip dari keterangan tertulis Kementerian ESDM, Jakarta, Rabu (9/5/2018).
Ke depan, pengembangan industri panas bumi
diharapkan juga mencapai wilayah timur Indonesia serta pemanfaatannya tidak hanya sebagai
pembangkit juga dapat dimanfaatkan secara
langsung untuk industri pertanian antara lain untuk pengeringan hasil pertanian, sterilisasi media
tanaman, dan budi daya tanaman tertentu, selain sebagai destinasi wisata yang sudah dilakukan saat ini
• Di Indonesia, pengembangan energi geotermal untuk pembangkit
tenaga listrik dimulai pada 1978 dengan pengembangan Monoblok
250 kW di Lapangan Kamojang, Garut, Jawa Barat, sebagai
pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama di Indonesia. Namun,
lapangan/tempat panas bumi pertama yang beroperasi secara
komersial baru dibuka pada 1983 seiring dengan beroperasinya Unit I
sebesar 30 MW di Lapangan Kamojang.
geothermal
• Salah satu pemanfaatan enegi panas bumi adalah untuk menghasilkan
energi listrik. Pemanfaatan energi panas bumi untuk pembangkit listrik
secara garis besar dilakukan dengan cara melihat resource dari panas bumi
tersebut. Apabila suatu daerah memiliki panas bumi yang mengeluarkan
uap air (steam), maka steam tersebut langsung dapat digunakan. Steam
tersebut secara langsung diarahkan menuju turbin pembangkit listrik untuk
menghasilkan energi listrik. Setelah selesai steam tersebut diarahkan
menuju condenser sehingga steam tersebut terkondensasi menjadi air. Air
ini selanjutnya di recycle untuk menjadi uap lagi secara alami. Namun, bila
panas bumi itu penghasil air panas (hot water), maka air panas tersebut
harus di ubah terlebih dahulu menjadi uap air (steam). Proses perubahan
ini membutuhkan peralatan yang disebut dengan heat exchanger, dimana
air panas ini dialirkan menuju heat exchanger sehingga terbentuk uap air.
Kelebihan dari pembangkit listrik tenaga panas bumi
• Merupakan renewable energy. Tidak akan habis selama bumi masih ada.
• Bila pembangkit listrik memanfaatkan tenaga panas bumi di lakukan dengan cara yang benar,tidak ada produk samping yang berbahaya bagi lingkungan. Pemerhati lingkungan pasti menyukainya.
• Pada proses produksi,tidak di gunakan bahan bakar fosil. Selain itu,energi
geothermal tidak menyebabkan efek rumah kaca apapun. Setelah pembangunan
pembangkit tenaga listrik geothermal,hanya ada sedikit pemeliharaan. Dalam hal
komsumsi energi,pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah pembangkit energi
mandiri.
Kekurangan dari pembangkit listrik tenaga panas bumi.
• Tidak bisa membangun pembangkit listrik tenaga panas bumi di sembarang lahan kosong di suatu tempat. Daerah tempat energi pembangkit tenaga geothermal
yang akan di bangun harus mengandung batu-batu panas yang cocok pada kedalaman yang tepat untuk pengeboran.
• Jenis bebatuannya harus mudah di bor ke dalam. Hal ini penting untuk menjaga
area sekitar karena jika lubang di bor dengan tidak benar,maka mineral dan gas
yang berpotensi membahayakan bisa menyembur dari bawah tanah. Pencemaran
dapat terjadi karena pengeboran yang tidak tepat di stasiun panas bumi dan juga
memungkinkan pula pada suatu area panas bumi tertentu terjadi kekeringan.
