Pendahuluan

ecara sederhana,energi panasbumi

adalah energi pa-

nas yang dipindahkan dari

bagian dalam bumi. Energi

lersebul dapat diambildalam bentuk uap alau air

panas, Sesumber panas-

bumi didefinisrkan sebagai

suatu reservoar di manaenergi panasbumi dapatdiekstraksi secara ekono-mis dan dimanfaatkanunluk pembangkit tenagalistrik atau untuk keperluan

Hru[nfit

PAru$$BI!M!{SEBUAFN GAMBARAN UMUM}

Oleh: Pri Utami

industri, pertanian atau keperluan-keperluan domestik yang

sesuai (Armstead, 1978, Gupta 1980) Tulisan ini menge.tengahkan gambaran umum tentang energi panasbumi, meliputiasal-usulnya, macam-macam sistem panasbumi, sifat ke.

terbaruannya, serta sekilas mengenai keterdapatannya di

lndonesia,

Asal-usul energi panasbumiMenurut Hamblrn (1992) bumi pada awal terbentuknya

diyakini berupa material lelehan (molten materiall, Dengan

mendinginnya lelehan tersebut, yaitu dengan hilangnya panas

di bagian permukaan, terbentuklah kulit luar (kerak) yang padat.

Di bawah kerak tersebut terdapat mantel bumi. Bagian luar

mantel disebut astenosfer, tersusun atas material lelehan panas

bersilat plastis yang disebut magma. Di bawah astenoslerterdapat mesosfer yang tersusun atas batuan yang lebih kuatdan padat dibandingkan astenosfer. Bagian tengah bumi adalahinti bumi yang tersusun atas inti luar dan inti dalam. lnti dalambersifat padat, dan inti luar bersifat likuid. Panas awalpada saatpembentukan bumi serta panas akibat peluruhan unsur.unsurradioaktif merupakan surnber panas tubuh bumi dan pengontrolaliran panas di permukaan bumi.

Proses-proses pada bagian dalam bumi dapat menyebab-kan lempeng-lempeng kerak bumi bergerak saling menjauhi

saling bertumbukan, maupun saling menggeser satu terhadapyang lain. Daerah-daerah batas antar lempeng yang salingmenjauhi dan yang saling bertumbukan umumnya berasosiasidengan aktivilas magmatisme. Sesumber energr panasburnipada umumnya terkonsentrasi pada daerah-daerah sepanjangbatas antar lempeng yang aktif

Gambar 1 menunjukkan model sederhana sebuah sistem

Batuan reservoar biasanya lertutup oleh batuan penudung yang

bersifal impermeabel yang berfungsi sebagai perangkap tluidareservcar, Rekah-rekah pada batuan penudung menjadi salurankeluar bagi uap atau air panas, sehingga muncul manifestasi

energi panasbumi seperti fumarol dan mataair panas'/Sistempanasbumi semacam ini banyak dijumpai di lndonesia, FilipinaJepang, New Zealand, Afrika dan Amerika

Fluida merupakan komponen yang pentrng dalam sistempanasbumi. Ada 4 macam fluida panasbumi menurut asai-usulnya (Ntcholson, 1993) yaitu (1) airtanah yang berasal dariair hujan (meteoricwater), (2) fluida yang berasal dari magma itu

sendiri yang disebut sebagai magmatic fluid, (3) air "fosil" atauair yang terperangkap pada saat pengendapan batuan-batuansedimen, dan (4) air metamorfik atau air yang dikeluarkan padaproses metarnorfisme batuan, Meteoric walermerupakan sumberlluida yang utama untuk produksi energi panasbumr.

Macam-macam sistem panasbumi

Menurut lenls sumber panas.Berdasarkan jenis sumber panasnya sistem panasbumi

dapat dikelompokkan kedalam: (1) Sistem yang berasosiasidengan intrusi batuan beku dan (2) Sistem yang tidak berasosiasi dengan intrusi batuan beku Pada sistem yang ber-

asosiasi dengan intrusl batuan beku perlu diingat bahwa hanyatubuh magma yang terdapat pada kedalaman yang besar, serta

mengalami proses pendrnginan secara konduktif dengan batuandi sekitarnya yang dapat menjadi sumber panas ideal bagi suatusistem panasbumi,

Bila rnagma terlalu cepat mencapai permukaan bumi, iaakan kehilangan panasnya tanpa dapat membentuk sesumber

panasburni yang bersifaltipikal yakni yang ber-asosiasi dengan magm3.tisme il/agma yang mene.

robos kerak bumi men,

dingin menladi tubuh ba

tuan beku intrusif Panas

dari baluan beku intrusif

tersebut drpindahkan ke

batuan-batuan di sekitar-nya Pada kondisi geologr

yang sesuai, airtanah yang

lerkandung pada batuanreservoar yang bersrfatporus dan permeabelterpanasi oleh tubuhbatuan inlrusif lersebut

ENERGI No.2 November 1998 3g

panasbumi (Gupta, 1980) Sistem panasbumi di daerah

gunungapi aktif hingga saat ini belum dieksploitasi.

Pemboran eksplorasi dengan kedalaman besar di

Pinatubo dan Biliran (Filipina), Tatun (Taiwan), dan St Lucia

(Karibia)serla penelitian geokrmia digunungapi l.Jevado del Ruiz

(Kolombia) rrenunjukkan bahwa iluida reservoar pada gunung-

api-gunung irpi aktif lersebul mengandung gas-gas volkanikyang sangat reaktil sepedi HF darr HCI (Hochstein, 1992)

Bila tiCak ada airtanah yang beisirkulasr di dalam reser'

voar yang porus dan permeabei saperti diuraikan di depan, yang

ada hanyalah batuan kering yano panas (hof dry rock), Unluk

mengekstraksi energi panas dai'i padanya, air (ataupun fluida

lain, tetapi air adalah yang paling r:remungkinkan) harus di'

pompakan ke dalam sistem tersebut dan dipompa balik ke per'

mukaan.

Adalah sangat penting dalam mekanisme transportasi

panas bahwa harus ditemukan caia uniitK inembuat baluan yang

semula bersifat impermeabei nrenjadi l-'ersirukiur perrneabel

dengan permukaan transfer panas yang lu;:s, dan agar struktur

permeabilitas yang dihasilkan juga mem,lngkinkan fluida dipom-

pakan balik ke permukaan (Gupta, 1980, Armstead, 19E3).

Penelitian tentang cara.cara ekslraksi energi panas dari

sesumber hot dry rock tengah diiak,:kan di Amerika Serikat,

Jepang, lnggris, Perancis, dan Jerman (Carella, dkk 1995)

Sumber panas rJari sislcm vang tidak ada sangkut paut'

nya dengan inirusi batua,t beku biasanya berasosiasi dengan

r;radien geoterm;;i ,jar gi:,lien te<anan yang besar atau ber-

rsosiasi dengan daerafi r,iliran panas yang besar. Sumber ini

kurlng umum dijumpai. Sebagai contoh antara lain Hungarian

Sasin Ci Hongaria, ci mana graciien geotermal mencapai 50-70

oC,4<m (Guota, lg6'l) cjan di Basin and Range Province, Amerika

Serikat rHochstern. I 9921

Menurut jenls flulda reservoar

Berdasarkan fluida yang terkandung di dalarn reservoar,

sistem panasbunri dikelompokkan ke dalam (1) sistem dcminan

uap (2) sistem air panas, dan (3) sistem dua'fasa,

(1) Slstem dominan uap.

Dalam sistem ini air yang terpanasi oleh batuan panas

menguap, sehingga mencapai permukaan dalam keadaan relatif

kering pada suhu sekitar 200 0C dan lekanan sekitar B bar. Uap

semacam inicocok untuk menggerakkan turbtn pembangkit listrik

Sistem panasbumi dominan uap sangal jarang dijurnpai di dunia

dan hingga saat ini ada 5 lapangan besar yang telah dikembang'

kan untuk pembangkit listrik, yaitu lapangan'lapangan Larderello

(ltalia), The Geyser (Kalifornia), Matsukawa (Jepang), Kamoiang

dan Darajat (lndonesia)

(2)Slstem alr panas.

Pada sistem ini air panas bersirkulasi dalam reservoar'

Bila terperangkap pada surnur pemboran, air akan mengalir

secara alamiah atau harus dipompa Penurunan tekanan, yang

besarnya sekitar B bar atau kurang, rnenyebabkan air panas

tersebut sebagian berubah menjaclr campuran dua'fasa yang

dominan air. Carnpuran tersebut mengandung padatan terlarut

sepeili sillka, karbonat dan sulfat. Fadalan terlarui ini dalam be'

berapa hal dapat mempengaruhr produksi energi sebab padatan

tersebut akan mengendap dan membentul'l kerar" atau sisik

(scale) di dalani pipa-pipa dan pada permukaan"permukaan tem'

pat terjadinya proses pertukaran pana$, sehingga mengurangi

allran fluida dan perpindahan panas, Sisiem dominan air lebih

banyak dijunrpai dibanding sistem dominan uap, Sebagai contoh

antara lain lapangan Gunung Salak (lndonesra), Wairakei'

Tauhara dan Waiotapu (New Zealand), Palinpinon (Filipina)

I

ifrrnarol

I

tanah

lrrperrreatrelresaoan air-

r'meteorik\ ?t 1..J-o

a,J-?1

T

/irT

T

rnataair pa.ras lt---=s IV g

TI

zooa 2 fasa

_- _e.

Gambar 1. Model konseptual sistem panasbumi yang berasosiasi dengan sumber panas magmatik. Garis-garis lengkung dengan

anak panah menunjukkan pergerakan fluida. Garis-garis lengkung dengan angka-angka menuniukkan daerah dengan kesamaan

suhu.

40 ENERGI No.2 November 1998

Onikobe (Jepang), Coso, Long Valey (Amerika Serikat).

{3)Sistem dua-fasa.

Pada sistem ini, fluida di dalam reseruoar lerdiri atas duafasa yaitu uap dan air dengan proporsi yang bervariasi. Contohlapangan bersislem dua.fasa adalah Tongonan (Fiiipina), Diengdan Lahendong (lndonesia) Broadlands.Ohaaki dan Kawerau(New Zealand) Hatchobaru dan Otake (Jepang), Aluto (Ethiopia)

Olkaria (Kenya), dan Krafla (lceiand)

Energl Panashrml Sebagal Ernrgl Alternatif Yang Terbarukan

Panas diambil dari reservoar panasbumi dengan caramemproduksi fluida reservoar, Di permukaan, panas tersebutdapat dipakai untuk berbagai keperluan tagantung pa.{: entalpi(kandungan panas per satuan massa) dan tekanan fluida Fluidabertemperatur linggi (>225 0C) umqmnya dipakai untukmembangkitkan tenaga listrik. Fiuida dengan temperatur sedang(125-225 oC) dapat menghasilkan bulk heat untuk processingdalanr industri. Bila temperatur > 180 0C, dapat diterapkanpembangkitan tenaga listrik dengan memakai llash plant.

Tenaga listrik juga dapat dihasilkan dari air panas dengansuhu 110-180 0C dengan jalan mengekstraksi panas melaluipermukaan heat exchanger dan memakai fluida sekunder,seperti yang telah diterapkan pada pembangkit listrik siklus binerdi New Zealand. Air panas dengan suhu <125 0C dapat diman-laatkan secara langsung, untuk berbagai keperluan kecualipembangkitan tenaga listrik.

Contoh pemakaian fluida panasbumi secara langsunganlara lain untuk pemanasan kolam renang dan tambak udangdengan sistem healexchange(New Zealand) p€manas ruangan

(lceland, Jepang, dan Amerika), untuk pemanas dald-m rndusiri ker.tas (llew Zealand), serla pemanas dalam kebun buCidaya tanarnanperlanian (lceland, New Zealand, Cina dan Amerika Serikat)

Secara global dari segi sumber panas, World EnergyConference Organizalion dalam publikasinya yang berjudul WorldEnergy Resources: 1985-2020 menyebuikan bahwa potensienergi panas dunia sangat melimpah; di antaranya yang dapatdikonversi menjadi tenaga listrik dengan kemampuan teknologiyang ada pada saat ini adalah 3.6 X 10,1 joule, atau eklvalendengan 1,14 X 100 MWe, atau kurang lebih 120 kali produksi

listrik dunia saat ini (Armstead, 1983)

Secara lokal, suatu sistem panasbumipada umumnya be.rupa siklus, di mana air meteorik (air hujan) dalam perjalanannya

mengikuti siklus hidrologi masuk ke dalam reservoar, terpanasioleh sumber panas, dan diproduksi. Air meteorik yang mengalirsecara alamiah ke sekitar batuan sumber panas akan meng-gantikan lluida yang telah diproduksi darireseruoar (Wright 1995) Di

samping itu, air yang telah diekstraksi panasnya dapat diinjek.sikan kembali ke dalam reservoar, seperti yang telah dilakukandi berbagai lapangan panasbumi yang telah beroperasi Olehkarenanya energi panasbumi dapat dikatakan terbarukan(renewable),

Namun demikian bila eksploitasi energi dari suatureservoar panasbumi melebihi total input panas dan fluida ke

dalam reservoar, atau dengan kata lain laju ekstraksienergi lebihbesar dari laju pemulihan panas dan fluida, maka reservoarpanasbumi lersebut akan mengalami' kematian" (McLeod, 1 995).

Energi panasbumi sebenarnya tidak dapat dikatakanbenar-benar "bersih", efek polutif dapat tirnbul dari sisa fluidayang bersifat asam dan mengandung padatan terlarut (misalnya

"/

a LE/vlPEf|i.J[)O.{.JSfRALIA <>

Gamba 2' Hemen'elmen tektonik ldonesia masa kini (diganbar ulang dai Hatl & Blundell, 1996). Kur,ta-kurua bergeigi menunjukkanzona-zona tumbukan antar lmpeng, Anak-anak panah menuniukkan arah pergerakan lmpeng. Lokasi potensi panisbuni (diambil daiRachman dkk, 1995) dilunjukkan dengan titk-titk hitam.

ENERGI No,2 November 1998 41

dari separator air-uap)

serta dari ror-condenrl-able gas yang dilepaskan

ke atmosfer dari konden-

ser dan menara pendingin

pada pernbangkit listriktenaga panasbumi; akan

tetapi efek tersebut lebihkecil dan lebih mudah di-

tangani daripada efekyang ditimbulkan olehpembakaran bahan bakar

fosil (minyak dan gas bu-

mi serta batubara). Salah

satu cara meminimalkan

efek polutif produksi fluida

panasbumi adalah dengan

menginjeksikan kembalifluida yang telah dieks-traksi panasnya ke dalamreservoar,

Melihat kelebihan-kelebihan energi panasbumi yang antara lain relatif "bersih

(ramah terhadap lingkungan), dan dalam batas-batas tertentu

bersifat terbarukan, energi panasbumi merupakan energi

alternatif yang menarik.

Potensi Panasbumi Di lndonesialndonesia yang terletak pada pertenruan 3 lempeng kerak

bumi yang besar (Hall & Blundell, 1996), yaitu lempeng-lempeng

lndo-Australia, Eurasia, dan Pasifik (Gambat 2lkaya akan se-

surnber energi panasbumi,

Potensi panasbumi di lndonesia telah diinventarisasi olehDirektorat Volkanologi dan PEBTAMINA Hasil survei menun.jukkan adanya 217 daerah prospek panas.bumi, 70 di antaranya

masuk kategori entalpi linggi dengan perkiraan suhu reservoar

di atas 200 oC; dari 70 prospek tersebut 8 berupa daerah yang

telah di bor dan dikembangkan dan 24 daerah telah siap untuk

pemboran eksplorasi (Rachman, dkk. 1995).

Tabel 1 menyajikan daerah-daerah prospek panasbumi

berentalpi tinggi di lndonesia beserta jumlah serta besarnyacadangan,

Penelitian ilmiah yang difokuskan pada 70 daerah prospek

menunj ukkan adanya cadangan potensi sebesar 9 000 MW atau

sekitar 45% dari total cadangan yang diperkirakan yaitu 19,000

MW Dari kapasitas tersebut pada tahun 1995 baru 309.5 lvlwyang terpasang, diproduksi dari 4 lapangan di Jawa serta darl

sebuah lapangan di Sulawesi Ulara (Rachman, dkk , 1995)

Penutup

lr/engingat sifat keterba-ruannya dan keramahannya ter.

hadap lingkungan dibandingkan dengan energi fosil serta ke-

anekaragaman kem ungkinan pe-

manfaatannya energi panasbumi

merupakan energi alternatif Ma-

sa depan energi panasbumi sa-

ngat iergantung kepada kema-juan teknologi baik di bidangproduksi dan pemanfaatan, serta

nilai ekonomisnya dibandingkandengan sesumber energi yang

lain .'.

/r, Pri Utami, M.*. adalah

Satf Pengajar pada JurusanTeknik Geologi, dan AsistenPenelilt pada Pusai Srudi Panas

Bumi, Fakultas Teknik, Univer-

sitas Gadjah Mada.t

Energi panas bumi sebagai energi alternatif (dok.)

Tabel 1:

Daerah prospek panasbumi berentalpi tinggidi lndonesia beserta potensinya*)

-) diambildari Rachman, dkk. 1995

JAWA.BALI

DAERAH LAIN

.+l ENERGI No,2 November 1998