BAB I

PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangMenurut salah satu teori, pada prinsipnya bumi merupakan pecahan yang terlempar dari matahari. Oleh karena itu, bumi hingga kini masih mempunyai suatu inti yang panas sekali. Aktivitas gunung berapi dibanyak tempat dipermukaan bumi dipandang sebagai bukti dari teori ini. Magma yang menyebabkan letusan-letusan vulkanik juga menghasilkan sumber-sumber uap dan air panas pada permukaan bumi.Dibanyak tempat, air dibawah tanah bersinggungan dengan panas di perut bumi dan menimbulkan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Ia mengalir ke permukaan sebagai air panas, lahar panas atau aliran uap (Anonim, 2009). Berikut adalah gambar dari isi perut bumi:

Gambar 1.1 Isi Perut Bumi

(NEED, 2012)Pada dasarnya bumi terdiri atas tiga bagian sebagaimana terlihat pada gambar 1.1. bagian paling luar adalah lapisan kulit. Tebalnya rata-rata 30 sampai 40 Km atau lebih didaratan dan di lautan antara 7 sampai 10 Km. bagian berikutnya dinamakan mantel yang terdiri atas batu yang dalamnya mancapai kira-kira 3000 Km dan yang berbatasan dengan inti bumi yang panas sekali. Inti ini terdiri atas inti cair atau inti meleleh yang mencapai 2000 Km. Kemudian paling tengah berupa inti keras yang mempunyai garis tengah sekitar 2600 Km. Panas inti mencapai 5000C lebih. Diperkirakan ada dua sebab mengapa inti bumi itu panas. Pertama disebabkan tekanan yang begitu besar karena gravitasi bumi mencoba mengkompres atau menekan materi sehingga bagian yang tengah menjadi paling terdesak dan kemudian mengakibatkan kepadatan bumi menjadi lebih besar di sebelah dalam. Penyebab kedua yaitu mengandung banyak bahan korosif seperti uranium-238, uranium- 235 dan uranium 232. Bahan-bahan radioaktif ini membangkitkan jumlah panas yang tinggi dan panas itu sendiri berusaha untuk mengalir ke luar akan tetapi ditahan oleh mantel yang mengelilinginya. Menurut perkiraan rata-rata panas yang mencapai permukaan bumi mencapai 400 kC/m2 setahun (Anonim, 2009).BAB II

TINJAUAN PUSTAKA2.1 Definisi Panas Bumi (Geothermal)Geothermal berasal dari bahasa yunani yaitu geo artinya bumi dan thermal artinya panas. geothermal merupakan salah satu sumber energi terbarukan karena air mengalami siklus karena air hujan dan panas diproduksi bumi secara kontinu karena pergeseran partikel radioaktif yang secara alami terkandung didalam batu. Banyak orang zaman dahulu seperti orang roma, cina dan amerika menggunakan air panas untuk mandi, memasak dan lain-lain (NEED, 2012).Energi geothermal ini bersih dan ramah lingkungan. Sumber energi panas bumi berasal dari air panas yang berada di lapisan tanah dangkal dan batuan panas yang berada pada beberapa mil di bawah permukaan bumi dan yang lebih dalam lagi yang mempunyai temperatur yang sangat tinggi yang berada di kerak bumi yang disebut dengan magma.Secara sederhana, energi panas bumi adalah energi panas yang dipindahkan dari bagian dalam bumi. Energi tersebut dapat diambil dalam bentuk uap atau air panas, Sumber panas bumi didefinisikan sebagai suatu reservoir di mana energi panas bumi dapat diekstraksi secara ekonomis dan dimanfaatkan unluk pembangkit tenaga listrik atau untuk keperluan pertanian atau keperluan-keperluan domestik yang sesuai (Utami, 1998).

Energi panas bumi juga merupakan energi panas alami dari dalam bumi yang ditransfer ke permukaan bumi secara konduksi dan konveksi. Secara umum perubahan kenaikan temperatur terhadap kedalaman di kerak bumi adalah sekitar 30C/Km. Jika diasumsikan temperatur rata-rata permukaan bumi adalah 15C, maka di kedalaman 3 km, temperaturnya akan mencapai 105C. Akan tetapi temperatur tersebut kurang menguntungkan dari sisi ekonomis untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi panas bumi (Suparno, 2009).Dari pandangan ini, maka menjadi jelas bahwa sumber energi panas bumi yang potensial dan bernilai ekonomis tentunya hanya berada di lokasi tertentu dengan kondisi geologi yang khas. Pengamatan yang mudah adalah dengan mencari keberadaan manifestasi panas bumi. Jika di suatu lokasi ditemukan fumarole dan mata air panas, maka sudah pasti dibawahnya ada sumber panas bumi yang membuat temperatur air tanah meningkat dan membuatnya keluar ke permukaan tanah sebagai mata air panas. Dari sudut pandang geologi, sumber energi panas bumi berasal dari magma yang berada di dalam bumi. Ia berperan seperti kompor yang menyala. Magma tersebut menghantarkan panas secara konduktif pada batuan disekitarnya. Panas tersebut juga mengakibatkan aliran konveksi fluida hydrothermal di dalam pori-pori batuan. Kemudian fluida hydrothermal ini akan bergerak ke atas namun tidak sampai ke permukaan karena tertahan oleh lapisan batuan yang bersifat impermeabel. Lokasi tempat terakumulasinya fluida hydrothermal disebut reservoir, atau lebih tepatnya reservoir panas bumi. Dengan adanya lapisan impermeabel tersebut, maka hydrothermal yang terdapat pada reservoir panas bumi terpisah dengan ground water yang berada lebih dangkal. Berdasarkan itu semua maka secara umum sistem panas bumi terdiri atas tiga elemen:1. Batuan reservoir

2. Fluida reservoir yang berperan menghantarkan panas ke permukaan tanah

3. Batuan panas (heat rock) atau magma sebagai sumber panas(Suparno, 2009).Sistem panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistem hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (>2250C), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang (1502250C). Pada dasarnya sistem 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. Air karena gaya gravitasi selalu mempunyai kecenderungan untuk bergerak kebawah, akan tetapi apabila air tersebut kontak dengan suatu sumber panas maka akan terjadi perpindahan panas sehingga temperatur air menjadi lebih tinggi dan air menjadi lebih ringan. Keadaan ini menyebabkan air yang lebih panas bergerak ke atas dan air yang lebih dingin bergerak turun ke bawah, sehingga terjadi sirkulasi air atau arus konveksi (Anonim, 2009).

Gambar 2.1 Sistem Hidrotermal(Anonim, 2009)

Adanya suatu sistem hidrothermal di bawah permukaan sering kali ditunjukkan oleh adanya manifestasi panas bumi di permukaan (geothermal surface manifestation), seperti mata air panas, kubangan lumpur panas (mud pools), geyser dan manifestasi panas bumi lainnya, dimana beberapa diantaranya, yaitu mata air panas, kolam air panas sering dimanfaatkan oleh masyarakat setempat untuk mandi, berendam, mencuci, masak dan lain sebagainya. Manifestasi panas bumi di permukaan diperkirakan terjadi karena adanya perambatan panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahan-rekahan yang memungkinkan fluida panas bumi (uap dan air panas) mengalir ke permukaan (Anonim, 2009).

Gambar 2.2 Contoh Manifestasi Panas Bumi Di Permukaan (geothermal surface manifestation) (Anonim, 2009)Berdasarkan pada jenis fluida produksi dan jenis kandungan fluida utamanya, sistem hidrotermal dibedakan menjadi dua, yaitu sistem satu fasa atau sistem dua fasa. Sistem dua fasa dapat merupakan sistem dominasi air atau sistem dominasi uap. Sistem dominasi uap merupakan sistem yang sangat jarang dijumpai dimana reservoir panas buminya mempunyai kandungan fasa uap yang lebih dominan dibandingkan dengan fasa airnya. Rekahan umumnya terisi oleh uap dan poripori batuan masih menyimpan air. Reservoir air panasnya umumnya terletak jauh di kedalaman di bawah reservoir dominasi uapnya. Sistem dominasi air merupakan sistem panas bumi yang umum terdapat di dunia dimana reservoirnya mempunyai kandungan air yang sangat dominan walaupun boiling sering terjadi pada bagian atas reservoir membentuk lapisan penudung uap yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi (Anonim, 2009).2.2 Sumber Panas bumi ( Geothermal )Bumi pada awal terbentuknya diyakini berupa material lelehan (molten material), 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 astenosfer terdapat mesosfer yang tersusun atas batuan yang lebih kuat dan padat dibandingkan astenosfer. Bagian tengah bumi adalah inti bumi yang tersusun atas inti luar dan inti dalam. lnti dalam bersifat padat, dan inti luar bersifat liquid. Panas awal pada saat pembentukan bumi serta panas akibat peluruhan unsur.unsur radioaktif merupakan surnber panas tubuh bumi dan pengontrol aliran panas di permukaan bumi.Proses-proses pada bagian dalam bumi dapat menyebabkan lempeng-lempeng kerak bumi bergerak saling menjauhi dan saling bertumbukan, maupun saling menggeser satu sama lain. Daerah-daerah batas antar lempeng yang saling menjauhi dan yang saling bertumbukan umumnya berasosiasi dengan aktivitas magmatisme. Sumber energi panas bumi pada umumnya terkonsentrasi pada daerah-daerah sepanjang batas antar lempeng yang aktif.Panas burni yang bersifal tipikal yakni yang berasosiasi dengan magmatisme magma yang menerobos kerak bumi mendingin menjadi tubuh batuan beku intrusif. Panas dari batuan beku intrusif tersebut dipindahkan ke batuan-batuan di sekitarnya. Pada kondisi geologi yang sesuai, air tanah yang terkandung pada batuan reservoir yang bersifat porus dan permeable terpanasi oleh tubuh batuan intrusif tersebut.Batuan reservoir biasanya tertutup oleh batuan penudung yang bersifal impermeable yang berfungsi sebagai perangkap fluida reservoir, Rekah-rekah pada batuan penudung menjadi saluran keluar bagi uap atau air panas, sehingga muncul manifestasi energi panas bumi seperti fumarol dan mata air panas. Sistem panas bumi semacam ini banyak dijumpai di lndonesia, Filipina Jepang, New Zealand, Afrika dan Amerika. Fluida merupakan komponen yang penting dalam sistem panas bumi. Ada 4 macam fluida panas bumi menurut asal usulnya:1. Air tanah yang berasal dari air hujan (meteoric water) 2. Fluida yang berasal dari magma itu sendiri yang disebut sebagai magmatic fluida

3. Air fosil atau air yang terperangkap pada saat pengendapan batuan-batuan sedimen, dan 4. Air metamorfik atau air yang dikeluarkan pada proses metamorfisme batuan, Meteoric water merupakan sumber fluida yang utama untuk produksi energi panas bumi (Utami, 1998).Energi panas bumi memiliki beberapa keunggulan dibandingkan energi sumber lain yang dapat diperbaharui, di antaranya:

1. hemat ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal,2. mampu memproduksi secara terus- menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energi, serta

3. tingkat ketersediaan yang sangat tinggi, yaitu di atas 95% (Ilyas, 2012).2.3 Macam-macam Sistem Panas bumi2.3.1 Menurut Jenis Sumber PanasBerdasarkan jenis sumber panasnya sistem panasbumi dapat dikelompokkan kedalam: 1. Sistem yang berasosiasi dengan intrusi batuan beku 2. Sistem yang tidak berasosiasi dengan intrusi batuan beku.

Pada sistem yang berasosiasi dengan intrusi batuan beku perlu diingat bahwa hanya tubuh magma yang terdapat pada kedalaman yang besar, serta mengalami proses pendinginan secara konduktif dengan batuan di sekitarnya yang dapat menjadi sumber panas ideal bagi suatu sistem panas bumi. Bila rnagma terlalu cepat mencapai permukaan bumi, ia akan kehilangan panasnya tanpa dapat membentuk suatu sumber panas bumi. Sistem panas bumi di daerah gunung api aktif hingga saat ini belum dieksploitasi.Bila tidak ada air tanah yang bersirkulasi di dalam reservoir yang porus dan permeabel seperti diuraikan di depan yang ada hanyalah batuan kering yang panas (hot dry rock), Untuk mengekstraksi energi panas dari padanya, air (ataupun fluida lain, tetapi air adalah yang paling memungkinkan) harus dipompakan ke dalam sistem tersebut dan dipompa balik ke permukaan. Hal yang sangat penting dalam mekanisme transportasi panas bahwa harus ditemukan cara untuk membuat batuan yang semula bersifat impermeabei menjadi perrneabel dengan permukaan transfer panas yang luas dan agar struktur permeabilitas yang dihasilkan juga memungkinkan fluida dipompakan balik ke permukaan.Sumber panas dari sistem yang tidak ada sangkut pautnya dengan intrusi batuan beku biasanya berasosiasi dengan gradient geothermal dan gradien tekanan yang besar atau berasosiasi dengan aliran panas yang besar.2.3.2 Menurut Jenis Fluida ReservoirBerdasarkan fluida yang terkandung di dalam reservoir sistem panas bumi dikelompokkan ke dalam: sistem dominan uap, sistem air panas dan sistem dua fasa.1. Sistem Dominan UapDalam sistem ini air yang terpanasi oleh batuan panas menguap, sehingga mencapai permukaan dalam keadaan relatif kering pada suhu sekitar 200C dan tekanan sekitar 8 bar. Uap semacam ini cocok untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik. Sistem panas bumi dominan uap yang sangat jarang dijumpai di dunia. 2. Sistem Air PanasPada sistem ini air panas bersirkulasi dalam reservoir. Bila terperangkap pada sumur pemboran, air akan mengalir secara alamiah atau harus dipompa. Penurunan tekanan, yang besarnya sekitar 8 bar atau kurang, rnenyebabkan air panas tersebut sebagian berubah menjadi campuran dua fasa yang dominan air. Carnpuran tersebut mengandung padatan terlarut seperti silika, karbonat dan sulfat. Padatan terlarut ini dalam beberapa hal dapat mempengaruhi produksi energi sebab padatan tersebut akan mengendap dan membentuk kerak atau sisik (scale) di dalam pipa-pipa dan pada permukaan-permukaan tempat terjadinya proses pertukaran panas, sehingga mengurangi aliran fluida dan perpindahan panas, Sistem dominan air lebih banyak dijumpai dibanding sistem dominan uap, Sebagai contoh antara lain lapangan Gunung Salak (lndonesia).3. Sistem Dua-Fasa.Pada sistem ini, fluida di dalam reservoir terdiri atas dua fasa yaitu uap dan air dengan proporsi yang bervariasi. Contoh lapangan bersistem dua.fasa adalah Tongonan (Fiiipina), Dieng dan Lahendong (lndonesia).2.4 Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

a) Teknologi uap cepat (flash steam)Pembangkit jenis ini menggunakan cairan hidrotermal bersuhu 200C. Carian ini disiramkan ke tangki yang letaknya lebih rendah untuk kemudian dengan cepat berubah fase menjadi uap. Uap ini akan menggerakan turbin yang selanjutnya menggerakan generator/ pembangkit. Faktor kapasitasnya dapat mencapai 93% dan modalnya per kWe mencapai 1.250 hingga 1.300 dolar Amerika (2005). Teknologi ini adalah yang paling banyak diterapkan di pembangkit-pembangkit panas bumi di dunia termasuk di Indonesia.b) Teknologi siklus binary (binary cycle)Pembangkit jenis ini menggunakan cairan hidrotermal bersuhu sedang, di bawah 200C. Air panas dan cairan berbeda dengan titik didih jauh lebih rendah dialirkan ke dalam pengubah panas. Panas dari cairan panas bumi menyebabkan cairan pendamping berubah dengan cepat menjadi uap, yang kemudian menggerakkan turbin. Faktor kapasitas juga dapat mencapai 93%, namun modal yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kWe lebih besar daripada teknologi uap cepat, yaitu sekitar 1.600 hingga 1.700 dolar Amerika (2005).

c) Teknologi batu panas kering (hot dry rock)Panas dari dalam perut bumi diambil dari pecahan atau pori-pori bumi. Penambangan panas bumi dilakukan dengan membentuk reservoir panas bumi yang terbuat dari batu yang impermeabel (tidak dapat ditembus). Teknologi ini masih sangat mahal, berkisar antara 4.600 hingga 4.700 dolar Amerika (2005), dengan faktor kapasitas sekitar 86%.2.5 Potensi Sumber Panas Bumi di IndonesiaIndonesia memiliki sumber daya panas bumi (geothermal energy) 40% energi geothermal dunia. Diperkirakan Indonesia memiliki potensi energi listrik geothermal sebesar 29.000 Megawatt, hampir setara dengan total pasokan listrik nasional saat ini. Cepatnya pertumbuhan ekonomi membuat kebutuhan listrik naik pesat, sehingga meningkatkan penggunaan panas bumi menjadi hal yang penting. Karena itu, pemerintah Indonesia menjadikan pengembangan energi panas bumi sebagai prioritas.

Dengan potensi sumber panas bumi terbesar di dunia yang setara dengan 29.038 MW menurut Badan Geologi di 2010, Indonesia saat ini baru mengembangkan energi panas bumi untuk pembangkit listrik sebesar 1.189 MW (4,3%) saja. Menurut Blueprint Pengelolaan Energi Nasional 2005-2025 sebagai penjabaran dari Peraturan Presiden No 5/2006 tentang Kebijakan Energi Nasional, energi panas bumi diharapkan berkontribusi sebesar sedikitnya 16 GW di 2025. Sebagai salah satu sumber energi terbarukan yang juga ramah lingkungan, energi panas bumi sangat berpotensi sebagai alternatif pengganti sumber energi fosil yang tidak terbarukan dan menghasilkan dampak lingkungan berupa emisi gas rumah kaca CO2.Dalam kaitan peningkatan kemampuan industri dalam negeri agar dapat lebih berperan serta dalam pemanfaatan energi panas bumi, pemerintah melalui Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) menetapkan salah satu kegiatan Program Prioritas Nasional Pemerintah di bidang energi yang tercantum di dalam Peraturan Presiden No 5 Tahun 2010 tentang RPJMN 2010-2014, yaitu pengembangan teknologi pembangkit listrik tenaga panas bumi skala kecil.Kegiatan ini difokuskan pada pengembangan PLTP skala kecil hingga kapasitas 5 Mw dengan membina industri manufaktur dalam negeri untuk meningkatkan tingkat kandungan dalam negeri (TKDN). Keberhasilan pengembangan PLTP skala kecil ini diharapkan akan memberikan terobosan yang sangat besar pada industri PLTP di Indonesia karena kebutuhan akan PLTP skala kecil di Indonesia yang sangat tinggi akan segera bisa dipenuhi. Sumber pembangkit listrik yang digunakan di Indonesia bagian timur Indonesia adalah diesel generator (pembangkit listrik tenaga diesel/PLTD) yang menggunakan BBM sebagai sumber energinya.Indonesia bagian Timur adalah daerah yang mempunyai potensi sumber panas bumi yang bisa dimanfaatkan untuk pembangkit listrik. Menurut hasil studi yang telah dilakukan BPPT bersama-sama Kementerian Riset dan Teknologi di Provinsi NTB , NTT, Maluku, dan Maluku Utara, terdapat PLTD dengan unit-unit kecil yang berkapasitas maksimal 5 Mw dengan total kapasitas 200 Mw lebih yang dapat disubstitusi PLTP skala kecil. Substitusi ini dapat menghemat penggunaan BBM sebesar lebih dari Rp1,1 triliun per tahun.BPPT telah mulai mengembangkan PLTP skala kecil dengan menerapkan teknologi binary cycle yang sangat sesuai untuk didesain dengan sistem modular. Pengembangan PLTP binary cycle dengan kapasitas maksimum 1 Mw sistem modular dilakukan melalui tahapan pengembangan prototype PLTP binary cycle 2 Kw dan pilot plant PLTP binary cycle 100 Kw. Pengembangan PLTP binary cycle 1 Mw sistem modular ini dilakukan melalui kerja sama dengan lembaga riset di Jerman. Di samping teknologi binary cycle, BPPT saat ini sedang mengembangkan PLTP skala kecil kapasitas 3 Mw dengan teknologi condensing turbine, yang seluruh prosesnya sejak dari rancang bangun sampai dengan manufaktur komponen utamanya dilakukan di dalam negeri secara maksimal. BPPT telah menyelesaikan pekerjaan rancang bangun PLTP tersebut dan sedang menyelesaikan pembangunan pilot plant di lapangan panas bumi Kamojang. Berbagai komponen utama dibangun dan dibuat berbagai industri nasional, seperti PT Nusantara Turbin & Propulsi untuk manufacturing turbin, PT Pindad untuk pabrikasi generator listrik, PT Boma Bisma Indra untuk pabrikasi berbagai komponen balance of plant seperti separator, condenser, dan jet ejecto. Pembinaan terhadap industri manufaktur tersebut juga akan memberikan multiplier effect dalam pengembangan industri komponen skala usaha mikro, kecil, dan menengah (UMKM) yang merupakan klaster industri besar tersebut. Pilot plant PLTP BPPT yang dibangun dengan menggunakan komponen dalam negeri secara maksimal ini diharapkan akan menjadi model pengembangan PLTP skala kecil di Indonesia. Target akhir kegiatan ini ialah menghasilkan rekomendasi kebijakan dan model rancang bangun PLTP skala kecil kepada pemerintah sehingga kebijakan yang memungkinkan PLTP skala kecil dengan Tingkat Kandungan Dalam Negeri (TKDN) maksimal dapat diterbitkan (Ilyas, 2012).BAB III

KESIMPULAN

1. Geothermal berasal dari bahasa yunani yaitu geo artinya bumi dan termal artinya panas.2. Geotermal merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan.3. Energi panas bumi sangat berpotensi sebagai alternatif pengganti sumber energi fosil yang menghasilkan dampak lingkungan berupa emisi gas rumah kaca CO2.4. Indonesia merupakan Negara yang berpotensi sebagai penghasil energi panas bumi terbesar di dunia, yakni sekitar 40% dari seluruh potensi di dunia.5. Indonesia sudah mulai mengembangkan potensi panas bumi dengan membangun PLTP binary cycle kapasitas 1 Mw

DAFTAR PUSTAKAAnonim, 2009.

Ilyas, Zurias. 2012. Pemanfaatan Energi Geothermal dan Dampak Perubahan Iklim. ASKP Bidang Perubahan Iklim. SETKAB. Yogyakarta.

Utami, 1998.