BAB I PENDAHULUANI.1. LATAR BELAKANG Gas alam merupakan suatu campuran yang mudah terbakar yang tersusun atas gas-gas hidrokarbon (CnH2n+2), yang terutama terdiri dari metana dimana merupakan molekul hidrokarbon dengan rantai terpendek dan teringan. Gas alam atau yang seringkali disebut sebagai gas bumi mempunyai komponen utama dari metana (CH4) yang dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas bumi, dan juga tambang batu bara. Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium. Karakterisik dari gas alam pada keadaan murni antara lain tidak berwarna, tidak berbentuk, dan tidak berbau. Selain itu, gas alam mampu menghasilkan pembakaran yang bersih dan hampir tidak menghasilkan emisi buangan yang dapat merusak lingkungan. Gas alam juga dapat mengandung etana, propana, butana, pentana, dan juga gas-gas yang mengandung sulfur. Komposisi pada gas alam dapat bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya. Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan (pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan. Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai "acid gas (gas asam)". Tabel I.1 Komposisi Gas Alam Murni

(Sumber : Badak Books Ch.5 p.9)

Di sektor gas alam, Indonesia masih tercatat sebagai salah satu negara penghasil gas alam yang diakui dunia. Menurut data Departemen ESDM pada 2010 total cadangan gas alam Indonesia tercatat mencapai 157,14 TCF (triliun cubic feet) atau 4,449 x 1015 liter (1 ft3 = 1027

I-1

btu = 0,0283168 m3 = 0,21875 ton = 0,0001767 boe, barrel of oil equivalent). Dari jumlah tersebut, sebanyak 108,4 TCF (3,185 x 1015 liter) merupakan gas alam terbuktikan sementara 48,74 TCF (1,914 x 1015 liter) sisanya belum terbuktikan atau potensial. Jika volume produksi gas alam Indonesia konstan di angka 2,77 TCF (7,8437 x 1013 liter) per tahun, stok gas alam diprediksikan baru akan habis 56 tahun mendatang. Pengukuran gas alam ini jika diukur dalam cubic feet (CF), dilakukan pada temperatur 60 F dan tekanan 14,73 psi atau 1 atm. Pada awalnya, gas alam belum dapat dikelola dan dimanfaatkan dengan baik. Gas alam dianggap sulit untuk disimpan dan ditransportasikan. Hingga terjadi penutupan kegiatan eksplorasi sumur gas karena saat itu tidak menghasilkan nilai ekonomi yang baik untuk diproduksi. Akan tetapi, perkembangan penggunaan gas alam selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Salah satu keuntungan penggunaan gas alam dibanding dengan sumber lain adalah energi yang dihasilkan gas alam lebih efisien, jauh lebih bersih dan sangat ramah lingkungan. Pada Tabel I.2 dapat dilihat perbandingan polutan yang dihasilkan dari pembakaran gas alam, minyak bumi dan batu bara Tabel I.2 Perbandingan polutan yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil (kg polutan per TJ konsumsi energi) Polutan Nitrogen oxides Sulphur dioxide Particulates Gas Alam 43 0,3 2 Minyak Bumi 142 430 36 Batu bara 359 731 1333(Medows et al., 1972)

Hal tersebut menyebabkan meningkatnya permintaan pasokan gas alam, baik dari sector produsen listrik dan konsumen industri. Salah satu solusi untuk mengatasi inkonsistensi pola permintaan dan pasokan gas adalah dengan menyalurkan gas alam sebagai LNG (Liquefied Natural Gas). Pemanfaatan gas alam sebagai bahan bakar generator untuk menghasilkan listrik dapat menghemat biaya kapital, menaikkan efisiensi bahan bakar, meminimalisasi waktu konstruksi dan menghasilkan emisi yang rendah. Sektor rumah tangga memperoleh keuntungan dengan penerapan gas sebagai bahan bakar rendah emisi dan bahan bakar dengan efisiensi tinggi. Sektor industri menyadari pentingnya penggunaan gas alam sebagai bahan bakar dan feedstock bagi berbagai produk seperti industri pulp dan kertas, logam, kimia, pupuk, tekstil, obat-obatan dan plastik. Liquefied Natural Gas (LNG) adalah gas alam yang dicairkan dengan cara didinginkan pada temperature sekitar -160oC dan pada tekanan atmosfer. Proses tersebut juga untuk I-2

menghilangkan ketidakmurnian dan hidrokarbon berat pada gas alam. Dengan pencairan gas alam, volume spesifik gas alam mengecil hingga 1/600 kali lipat dibandingkan kondisi awalnya. Gas alam cair dapat disimpan dalam tangki atmosferik serta mudah diangkut dalam jumlah yang besar menuju tempat yang jauh dengan menggunakan kapal tanker LNG dimana jalur pipa tidak tersedia atau jalur pipa tidak ekonomis. Indonesia memiliki cadangan gas alam yang sangat besar dan tersebar di berbagai daerah, saat ini sumber gas alam Indonesia baru terdapat di empat tempat saja. Keempat tempat tersebut adalah Arun (Nangroe Aceh Darussalam), Pulau Natuna, Bontang (Kalimantan Timur), dan Tangguh (Irian Jaya Barat). Saat ini sumur-sumur eksplorasi gas alam seperti di blok Arun (NAD) atau Bontang (Kalimantan Timur) sudah mulai uzur karena sudah beroperasi lebih dari setengah abad. Pemerintah pun harus mengoptimalkan proyek eksplorasi gas alam lain misalnya di lapangan Tangguh (Papua) atau Natuna (Kepulauan Riau). Hasil feasibility study Departemen ESDM membuktikan, dua lapangan itu menyimpan cadangan gas bumi yang berlimpah, lapangan Tangguh sebesar 24,32 TCF serta Natuna sebesar 51,46 TCF. Cadangan gas alam yang terkandung di blok Natuna dua kali lebih besar dari cadangan gas blok Tangguh di Papua serta hampir sepertiga dari total cadangan gas alam yang dimiliki Indonesia. Baru-baru ini juga ditemukan potensi eksplorasi baru seperti di Cekungan Sumatra Utara (Baong Shale), Sumatra Bagian Tengah (Telisa Shale), Jambi, dan Sumatra Selatan (Gumai Shale). Potensi gas ini jugaditemukan di Jawa Barat dan Jawa Timur dan juga beberapa tempat lain di Indonesia belum dieksploitasi karena kandungan gas alamnya relatif kecil sehingga belum dapat diolah secara komersial. Seperti pada gambar 1.1 dibawah ini yang menunjukan ladang gas baru yang belum dieksplorasi secara komersil.

I-3

Gambar I.1 Peta Persebaran Cadangan Gas Alam di Indonesia(Sumber: ESDM, 2010)

Gambar I.2 Produksi Gas Bumi(Sumber: Ditjen Migas, 2011)

I-4

Jika sumber gas alam yang akan diolah memiliki lokasi yang jauh dari lokasi pasar, maka dibutuhkanlah metode untuk mendistribusikan produk gas tersebut hingga sampai kepada konsumen. Pada industri gas alam, transportasi gas dan alat penyimpanan merupakan suatu masalah yang cukup pelik dibandingkan dengan energi bentuk lainya seperti halnya batubara dan minyak dikarenakan densitas gas alam sangat rendah pada temperatur dan tekanan lingkungan. Bergantung pada jarak sumber gas dengan konsumen menyebabkan ada beberapa metode yang memungkinkan untuk digunakan dalam media transportasi seperti yang diperlihatkan oleh Gambar I.3 berikut ini,

Gambar I.3 Diagram Metode Transportasi Gas Alam(Sumber: DSME,2010)

Pada Gambar I.3 tersebut diperlihatkan bahwa transportasi produk gas alam berskala besar dan berjarak jauh atau dalam hal ini adalah antar negara lebih optimal jika menggunakan cara pencairan / LNG. Namun lain halnya untuk transportasi gas alam dalam skala kecil dan berjarak dekat dari sumber gas alam seperti halnya untuk pemenuhan kebutuhan bahan bakar pembangkit listrik maka metode yang lazim digunakan adalah menggunakan tanki bertekanan sekitar 200 bar atau lebih dikenal dengan Compressed Natural Gas (CNG). Cluster LNG Storage Tank merupakan suatu metode terbaru yang diusung dan dipatenkan oleh DSME sebagai suatu sarana berupa media penyimpanan LNG. Cluster LNG Storage tank adalah sebuah tangki penyimpanan LNG dengan kondisi tekanan operasi adalah sekitar 20 bar. Secara fisik cluster LNG memiliki tinggi dan diametar berurutan 20 meter dan 4 meter.

I-5

Gambar I.4 berikut ini memperlihatkan panampang fisik dan posisi dari tangki cluster LNG jika akan diterapkan pada sistem pendistribusian dalam hal ini adalah kapal pengangkut khusus untuk melayani penditribusian menggunakan metode cluster LNG.

Gambar I.4 Cluster LNG Tank(Sumber : DSME ,2010)

Cluster LNG diciptakan untuk memenuhi kebutuhan konsumen skala kecil hingga menengah atas LNG, seperti halnya pembangkit listrik, dan kebutuhan domestik akan LNG seperti halnya untuk fasilitas pada perkotaan. Dari segi perencanaan DSME mendasari bahwa metode cluster merupakan metode yang paling sesuai untuk daerah kepulauan yang memiliki banyak perairan dangkal seperti halnya Indonesia. Hal ini dikarenakan cluster tank dapat didistribusikan dengan menggunakan kapal kargo atau truk pengangkut yang sesuai dengan medan baik didaratan maupun lautan Indonesia. Dengan diterapkannya metode ini maka akan mengurangi panjangnya rantai pendistribusian LNG secara konvensional. Dengan latar belakang tersebut serta melihat perkembangan perindustrian migas, maka teknologi pendirian Cluster LNG Plant layak untuk diterapkan sehingga mampu mengolah sumber daya alam migas Indonesia untuk kepentingan bangsa dan negara I.2. GAS ALAM DAN PEMANFAATANNYA

I-6

Gas alam merupakan senyawa hidrokarbon ringan yang tak larut dalam air dan seringkali terdapat bersama minyak bumi. Gas alam terbentuk dari fosil-fosil organik yang tertimbun dalam lapisan kulit bumi yang proses pembentukannya terjadi secara alami selama jutaan tahun. Komponen penyusun gas alam meliputi hidrokarbon-hidrokarbon ringan terutama C1 (metana) selain itu terdapat pula C2 (etana), C3 (propana), C4 (butana) dan kondensat (hidrokarbon berat seperti C5+). Hidrokarbon ringan sendiri didefinisikan sebagai senyawa hidrokarbon rantai pendek yang berfasa gas dalam kondisi tekanan atmosferik dan temperatur ruang. Saat ini gas alam diolah menjadi Liquefied Natural Gas (LNG) dan Liquefied Petroleum Gas (LPG). LNG dan LPG dimanfaatkan sebagai bahan bakar industri dan perumahan, juga sebagai bahan baku bagi industri petrokimia, sedangkan sisa pencairan gas alam yang berupa condensate juga memiliki nilai ekonomis yang tinggi karena sifatnya yang mirip minyak mentah (crude oil) dengan kualitas yang terbaik. Gas alam pada umumnya dimanfaatkan sebagai bahan bakar industri dan perumahan. Pada pertengahan abad ke-20 gas alam mulai banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku berbagai macam pabrik kimia. Pada tahun 1920 Amerika Serikat mulai memasang pipa-pipa yang menyalurkan gas alam ke industri maupun rumah tangga.

Gambar I.5 Sebaran Pemanfaatan Gas Alam(Sumber: http://www.indomigas.com)

I-7

Berdasarkan data pada gambar I.5 di atas dapat dilihat bahwa gas alam dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Secara garis besar pemanfaatan gas alam dapat dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu :

Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar pembangkit listrik tenaga uap, bahan bakar industri, bahan bakar kendaraan bermotor, untuk kebutuhan rumah tangga, hotel, restoran dan sebagainya. Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku plastik, bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, metanol, dan sebagainya. Selain itu C3 dan C4 nya digunakan untuk LPG, CO2 nya untuk soft drink, dry ice, pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan. Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, penggunaan as alam yang paling besar digunakan untuk komoditas ekspor di dunia yaitu LNG (Liquified Natural Gas) atau gas alam cair.(Sumber: http://www.indomigas.com)

Gas alam terkompresi (Compressed Natural Gas atau CNG) adalah alternatif bahan bakar selain bensin atau solar. Di Indonesia, kita mengenal CNG sebagai bahan bakar gas (BBG). Bahan bakar ini dianggap lebih bersih bila dibandingkan dengan dua bahan bakar minyak karena emisi gas buangnya yang ramah lingkungan. CNG dibuat dengan melakukan kompresi metana (CH4) yang diekstrak dari gas alam. LPG (Liquified Petroleum Gas) adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi propana (C3H8) dan butana (C4H10). Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya etana (C2H6) dan pentana (C5H12). Sifat elpiji terutama adalah sebagai berikut:1. Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar 2. Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat 3. Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder. 4. Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.

I-8

5. Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang rendah.

Penggunaan elpiji di Indonesia terutama adalah sebagai bahan bakar alat dapur (terutama kompor gas). Selain sebagai bahan bakar alat dapur, elpiji juga cukup banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor walaupun mesin kendaraannya harus dimodifikasi terlebih dahulu. Salah satu resiko penggunaan elpiji adalah terjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gas sehingga bila terkena api dapat menyebabkan kebakaran. Pada awalnya, gas elpiji tidak berbau, tapi bila demikian akan sulit dideteksi apabila terjadi kebocoran pada tabung gas. Menyadari itu Pertamina menambahkan gas mercaptan, yang baunya khas dan menusuk hidung. Langkah itu sangat berguna untuk mendeteksi bila terjadi kebocoran tabung gas.

Gambar I.6 Produksi Liquified Petroleum Gas(Sumber: Ditjen Migas, 2011)

Gas alam berbeda dengan LPG (Liquified Petroleum Gas) dalam hal unsurnya. LPG utamanya dibuat dari Propane (C3). LPG didistribusikan melalui kapal sementara gas bumi melalui pipa. Energi yang dihasilkan oleh gas alam diukur dengan kalori. Kandungan energi ini tidak seragam karena dihasilkan dari beberapa sumur gas yang berbeda. Prospek industri gas alam di Indonesia menunjukan arah yang positif, mengingat Indonesia merupakan negara yang memiliki cadangan gas alam yang cukup besar. Potensi gas alam di Indonesia sangat potensial untuk diolah demi kepentingan negara. Potensi ini ditunjang I-9

dengan pengalaman pengoperasian kilang LNG dan LPG selama lebih dari 20 tahun, menjadikan Indonesia sebagai salah satu pengekspor LNG terbesar di dunia.

Gambar I.7 Ekspor Gas(Sumber: Ditjen Migas, 2011)

Pada mulanya gas alam ditemukan bersamaan dengan penemuan minyak bumi, namun tidak dapat dimanfaatkan karena keterbatasan teknologi dan ketidakadaan pasar, pemanfaatannya baru dimulai tahun 1941 di West Virginia. Hambatan terbesar dalam penggunaan gas alam adalah distribusi kepada pembeli. Hal ini diakibatkan karena ladang gas yang ditemukan sering berada di daerah yang sangat jauh dari pembeli sedangkan volume spesifik gas sangat besar. Jika ladang gas yang ditemukan relatif dekat dengan pembeli, maka gas alam dapat didistribusikan menggunakan sistem perpipaan. Namun jika jarak antara pembeli dan ladang gas relatif jauh, maka akan lebih efektif dan murah jika memakai cara pengapalan dengan mengecilkan volume spesifik dari gas alam terlebih dahulu. Volume gas alam dapat dikecilkan hingga 600 kali dengan cara merubah fasa gas alam menjadi cair. Hal ini dapat dicapai dengan mendinginkan hingga temperatur cryogenic ( temperatur dibawah -150 oC) menjadi LNG (Liquified Natural Gas) ataupun meningkatkan tekanan menjadi LPG (Liquified Petroleum Gas). LNG dan LPG ini kemudian dapat dikapalkan hingga tempat pembeli. Saat ini telah ditemukan sumber sumber gas alam baru yang tersebar di beberapa daerah di Indonesia. Sebanyak 35 data komposisi gas tersebar di 6 daerah sekitar Indonesia, diantaranya adalah daerah Madura-Jawa Timur, Natuna-Kepulauan Riau, Sulawesi Utara, I-10

Sumatra Selatan, Papua dan Jawa Barat. Dari data komposisi gas tersebut dapat dilihat perbedaannya pada gambar I.8 dibawah ini.

Gambar I.8 Data Komposisi Gas Alam di Indonesia(Sumber : DSME-Korea, 2010)

Gambar tersebut menunjukkan perbedaan dari ke-35 data gas berdasarkan nilai Higher Heating Value (HHV) dan kandungan CO2. Oleh karena itu, gas alam di Indonesia dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Case 1 : High and Medium HHV Karakteristik gas alam pada case 1 ini adalah gas yang memiliki nilai higher heating value yang tinggi jika dibandingkan spesifikasi LNG yang diinginkan, yaitu berkisar antara lebih dari 1200 Btu/scf. Sedangkan kandungan CO2 rendah. Yang mewakili case 1 adalah daerah Madura-Jawa Timur, Natuna-Kep.Riau 2. Case 2 : Low HHV nilai HHV