Makalah "pembangkit listrik tenaga panas bumi" 01

ENERGI PANAS BUMI / GEOTHERMAL

Energi geothermal merupakan sumber energi terbarukan berupa energi thermal (panas) yang dihasilkan dan disimpan di dalam inti bumi. Istilah geothermal berakar dari bahasa Yunani dimana kata, "geo", berarti bumi dan, "thermos", berarti panas, menjadi geothermal yang juga sering disebut panas bumi. Energi panas di inti bumi sebagian besar berasal dari peluruhan radioaktif dari berbagai mineral di dalam inti bumi.

Energi geothermal merupakan sumber energi bersih bila dibandingkan dengan bahan bakar fosil karena sumur geothermal melepaskan sangat sedikit gas rumah kaca yang terperangkap jauh di dalam inti bumi, ini dapat diabaikan bila dibandingkan dengan jumlah gas rumah kaca yang dilepaskan oleh pembakaran bahan bakar fosil.

Ada cukup energi geothermal di dalam inti bumi, lebih dari kebutuhan energi dunia saat ini. Namun, sangat sedikit dari total energi panas bumi yang dimanfaatkan pada skala global karena dengan teknologi saat ini hanya daerah di dekat batas-batas tektonik yang menguntungkan untuk dieksploitasi.

Pembangkit listrik geothermal saat ini beroperasi di 24 negara di seluruh dunia, dan negara yang terbesar di dunia dalam hal kapasitas instalasi energi panas bumi adalah Amerika Serikat. Pada tahun 2010 Amerika Serikat memiliki 77 pembangkit listrik tenaga panas bumi yang memproduksi lebih dari 3000 MW.

Amerika Serikat juga merupakan lokasi bagi kompleks pembangkit listrik tenaga geothermal terbesar di dunia, terletak di Geysers, California. Namun, Amerika Serikat hanya memperoleh sekitar 0,3% pasokan listriknya dari pembangkit listrik panas bumi, bahkan meskipun negara ini merupakan negara terbesar di dunia dalam hal kapasitas instalasi geothermal.

Energi geothermal tidak hanya digunakan untuk pembangkit listrik tetapi juga untuk tujuan pemanasan. Di banyak daerah di seluruh dunia, pemanasan geothermal adalah cara yang lebih ekonomis untuk memanfaatkan energi panas bumi dibandingkan dengan pembangkit listrik geotermal.

Energi geothermal tersedia 24-7 dan karenanya tidak memiliki masalah intermitten (tidak kontinyu) seperti energi surya dan angin. Setelah dibangun, pembangkit listrik geothermal membutuhkan biaya pemeliharaan yang relatif rendah, dan tidak memerlukan banyak sumber daya air. Namun, memerlukan biaya modal yang tinggi untuk pengeboran. Pengeboran sumur geothermal menyumbang lebih dari setengah dari biaya modal.

Energi geotehermal memiliki lebih dari cukup potensi untuk memainkan peran penting di pasar energi global masa depan. Kemajuan teknologi dan iptek harus membantu membuat biaya modal untuk proyek panas bumi menjadi turun sehingga listrik tenaga geothermal terjangkau di berbagai area di seluruh dunia.

Bagaimana Energi Geothermal Diproduksi

Bayangkan pusat Bumi. Bagian ini sangat panas sehingga dapat mencairkan batu dengan cukup mudah. Nah, bila Anda pergi menuju kerak bumi, suhu akan lebih tinggi dan lebih tinggi. Menurut perkirakan, untuk kira-kira setiap empat puluh meter (belum sampai setengah panjang lapangan sepak bola), suhu naik sekitar tiga puluh empat derajat Fahrenheit. Akibatnya adalah batu-batu yang panas di bawah permukaan bumi ikut memanaskan air sehingga terjadilah peguapan. Untuk memanfaatkannya, kemudian dibuat lubang dengan cara mengebor ke daerah panas bumi pada kedalaman tertentu sehingga uap air dapat terbebaskan.

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.

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.

Kekurangan Energi Geothermal

Ada beberapa kekurangan pada energi geothermal. Pertama, Kita tidak bisa membangun pembangkit listrik tenaga panas bumi di sembarang lahan kosong di suatu tempat. Daerah tempat pembangkit energi geothermal yang akan dibangun harus mengandung batu-batu panas yang cocok pada kedalaman yang tepat untuk pengeboran. Selain itu, jenis bebatuannya harus mudah untuk dibor ke dalam. Hal ini penting untuk menjaga area sekitar karena jika lubang dibor 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.

Energi panas bumi yang ada di Indonesia pada saat ini dapat dikelompokkan menjadi :

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”

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.

Potensi Panas Bumi

Potensi panas bumi Indonesia dapat dibagi dalam 2 (dua) kelas, yaitu : sumber daya dan cadangan; yang masing-masing dibagi lagi menjadi subkelas-subkelas.

Kriteria sumber daya terdiri dari :

1. Spekulatif, dicirikan oleh terdapatnya manifestasi panas bumi aktif dimana luas reservoir dihitung dari data geologi yang tersedia dan rapat dayanya berdasarkan asumsi.

2. Hipotesis, dicirikan oleh manifestasi panas bumi aktif dengan data dasar hasil survei regional geologi, geokimia dan geofisika. Luas daerah prospek ditentukan berdasarkan penyebaran manifestasi dan batasan geologi, sementara penentuan suhu berdasarkan geotermometer.

Kriteria cadangan terdiri dari :

1. Terduga, dibuktikan oleh data pemboran landaian suhu dimana estimasi luas dan ketebalan reservoir serta parameter fisika batuan dan fluida dilakukan berdasarkan data ilmu kebumian terpadu, yang digambarkan dalam bentuk model tentatif.

2. Mungkin, dibuktikan oleh sebuah sumur eksplorasi yang berhasil dimana estimasi luas dan ketebalan reservoir didasarkan pada data sumur dan hasil penyelidikan ilmu kebumian rinci terpadu. Parameter batuan, fluida dan suhu reservoir diperoleh dari pengukuran langsung dalam sumur.

3. Terbukti, dibuktikan oleh lebih dari satu sumur eksplorasi yang berhasil mengeluarkan uap/air panas, dimana estimasi luas dan ketebalan reservoir didasarkan kepada data sumur dan hasil penyelidikan ilmu kebumian rinci terpadu. Parameter batuan dan fluida serta suhu reservoir didapatkan dari data pengukuran langsung dalam sumur dan atau laboratorium.

Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit panas bumi (geothermal power plants) yang dapat mengkonversi panas bumi menjadi sumber daya listrik, yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle. Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.

1.      Dry Steam Power Plants

 Pembangkit tipe ini adalah yang pertama kali ada. Pada tipe ini uap panas (steam) lang-sung diarahkan ke turbin dan mengaktifkan generator untuk bekerja menghasilkan listrik. Sisa panas yang datang dari production well dialirkan kembali ke dalam reservoir melalui injection well. Pembangkit tipe tertua ini per-tama kali digunakan di Lardarello, Italia, pada 1904 dimana saat ini masih berfungsi dengan baik. Di Amerika Serikat pun dry steam power masih digunakan seperti yang ada di Geysers, California Utara.

2.      Flash Steam Power Plants

Panas bumi yang berupa fluida misalnya air panas alam (hot spring) di atas suhu 1750 C dapat digunakan sebagai sumber pembangkit Flash Steam Power Plants. Fluida panas tersebut dialir-kan kedalam tangki flash yang tekanannya lebih rendah sehingga terjadi uap panas secara cepat. Uap panas yang disebut dengan flash inilah yang menggerakkan turbin untuk meng-aktifkan generator yang kemudian menghasil-kan listrik. Sisa panas yang tidak terpakai ma-suk kembali ke reservoir melalui injection well. Contoh dari Flash Steam Power Plants adalah Cal-Energy Navy I flash geothermal power plants di Coso Geothermal field, California, USA.

3.      Binary Cycle Power Plants (BCPP)

BCPP menggunakan teknologi yang berbeda dengan kedua teknologi sebelumnya yaitu dry steam dan flash steam. Pada BCPP air panas atau uap panas yang berasal dari sumur produksi (production well) tidak pernah menyentuh turbin. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang disebut dengan working fluid pada heat exchanger. Working fluid kemudian menjadi panas dan menghasilkan uap berupa flash. Uap yang dihasilkan di heat exchanger tadi lalu dialirkan untuk memutar turbin dan selanjutnya menggerakkan genera-tor untuk menghasilkan sumber daya listrik. Uap panas yang dihasilkan di heat exchanger inilah yang disebut sebagai secondary (binary) fluid. Binary Cycle Power Plants ini sebetulnya merupakan sistem tertutup. Jadi tidak ada yang dilepas ke atmosfer.

Keunggulan dari BCPP ialah dapat dioperasikan pada suhu rendah yaitu 90-1750C. Contoh penerapan teknologi tipe BCPP ini ada di Mammoth Pacific Binary Geothermal Power Plants di Casa Diablo geothermal field, USA. Diperkirakan pembangkit listrik panas bumi BCPP akan semakin banyak digunakan dimasa yang akan datang.

Potensi Panas bumi Di Indonesia

Manifestasi panas bumi diindonesia yang berjumlah tidak kurang dari 244 lokasi tersebar di Pulau Sumatera, Jawa, Bali, Kalimantan, Kepulauan Nusa Tenggara, Maluku, Pulau Sulawesi, Halmahera dan Irian Jaya, ini menunjukkan betapa besarnya kekayaan energi panas bumi yang tersimpan di dalamnya.