Geothermal
Geothermal merupakan energi panas yang tersimpan dalam batuan di bawah permukaan bumi dan fluida yang terkandung di dalamnya. Sistem Geothermal terdiri dari elemen-elemen yang menyusun sistem tersebut. Elemen-elemen penting penyusun sistem Geothermal terdiri dari tiga yaitu: adanya sumber panas, adanya batuan reservoir yang permeabel dan adanya fluida yang membawa aliran panas (Goff dan Cathy, !!!".
Gambar #. System panasbumi Sistem Panas Bumi
Sistem panasbumi di$umpai pada daerah dengan gradien panasbumi relatif normal, terutama pada bagian tepi lempeng dimana gradien panasbumi biasanyamempunyai kisaran suhu yang lebih tinggi daripada suhu rata-rata (%i&kson dan 'anelli, !!". )erdapat komponen- komponen penting yang berpengaruh dalam sistem panasbumi, terutama sistem panasbumi hidrothermal yang terdapat di sebagian besar *ndonesia, yaitu : 1. Sumb Sumber er pana panass Sumber panas pada lapangan panasbumi adalah magma yang berasaldari kedalaman +!#!! km, km, berge bergera rak k ke atas atas,, mengi mengint ntru rusi si lapis lapisan an-l -lapi apisa sanba nbatu tuan an denga dengan n memb membaw awaa temperatur yang tinggi (!!-#!!C" menu$u kedalaman dangkal yang berkisar antara #! km. entuk dari intrusi ini biasanya intrusi ke&il yang berulang seperti retas ( dyke ".
erdasarkan $enis sumber panasnya sistem panasbumi dapat dikelompokkan kedalam: (#" Sistem yang berasosiasi dengan intrusi batuan beku dan (" Sistem yang tidak berasosiasi dengan intrusi batuan beku. /ada sistem yang berasosiasi dengan intrusi batuan beku perlu diingat bahwa hanya tubuh magma yang terdapat pada kedalaman yang besar, serta mengalami proses pendinginan se&ara konduktif dengan batuan di sekitarnya yang dapat men$adi sumber panas ideal bagi suatu sistem panasbumi, ila magma terlalu &epat men&apai permukaan bumi, ia akan kehilangan panasnya tanpa dapat membentuk sesumber panasbumi (Gupta, #0!" Sistem panasbumi di daerah gunungapi aktif hingga saat ini belum dieksploitasi. /emboran eksplorasi dengan kedalaman besar di /inatubo dan iliran ('ilipina", )atun ()aiwan", dan St 1u&ia (2aribia" serta penelitian geokimia digunungapi 3evado del 4ui5 (2olombia" menun$ukkan bahwa fluida reservoar pada gunungapi- gunung api aktif tersebut mengandung gas-gas volkanik yang sangat reaktil sepedi 6' darr 6C* (6o&hstein, #" ila tidak ada airtanah yang bersirkulasi di dalam reservoar yang porus dan permeabel saperti diuraikan di depan, yang ada hanyalah batuan kering yang panas (hof dry ro&k", 7ntuk mengekstraksi energi panas dairi padanya, air (ataupun fluida lain, tetapi air adalah yang paling memungkinkan" harus di pompakan ke dalam sistem tersebut dan dipompa balik ke permukaan. 8dalah sangat penting dalam mekanisme transportasi panas bahwa harus ditemukan &ara untuk membuat batuan yang semula bersifat impermeabel men$adi perrneabel dengan permukaan transfer panas yang lurus, dan agar struktur permeabilitas yang dihasilkan $uga memungkinkan fluida dipompakan balik ke permukaan (Gupta, #0!, 8rmstead, #E9". 2. Reservoir dan caprock 4eservoir panas bumi adalah formasi batuan di bawah permukaan yang mampu menyimpan dan mengalirkan fluida termal (uap dan atau air panas". 4eservoir biasanya merupakan batuan yang memiliki porositas dan permeabilitas yang baik. /orositas berperan dalam menyimpan fluida termal sedangkan permeabilitas berperan dalam mengalirkan fluida termal. 4eservoir panas bumi di&irikan oleh adanya kandungan Cl (klorida" yang tinggi dengan p6 mendekati normal, adanya pengayaan isotop oksigen pada fluida reservoir $ika dibandingkan dengan air meteorik (air hu$an" namun di saat bersamaan memiliki isotop deuterium yang sama atau mendekati air meteorik, adanya lapisan konduktif yang menudungi reservoir tersebut di bagian atas, dan adanya gradien temperatur yang tinggi dan relatif konstan terhadap kedalaman. 4eservoir panas bumi bisa sa$a ditudungi atau dikelilingi oleh lapisan batuan yang memiliki permeabilitas sangat ke&il (impermeable". 1apisan ini dikenal sebagai lapisan penudung atau &ap ro&k. atuan penudung ini umumnya terdiri dari minera-mineral lempung yang mampu mengikat air namun sulit meloloskannya (swelling". ineralmineral lempung ini mengandung ikatan-ikatan hidroksil dan ion-ion seperti 2a dan Ca sehingga menyebabkan lapisan tersebut men$adi sangat konduktif. Sifat konduktif dari
lapisan ini bisa dideteksi dengan melakukan survei magneto-tellurik ()" sehingga posisi lapisan konduktif ini di bawah permukaan dapat terpetakan. %engan mengetahui posisi dari lapisan konduktif ini, maka posisi reservoir dapat diperkirakan, karena reservoir panas bumi biasanya berada di bawah lapisan konduktif ini. 3. Fluida 'luida pada umumnya berupa air meteorik (berasal dari permukaanbumi", dan adanya air magmatik bersama volatil yang sangat mempengaruhikomposisi kimia. /ada reservoir tersebut air meteorik dapat mengganti fluidayang keluar dari reservoir se&ara alamiah ( hot springs " atau fluida yang keluarmelalui lubang bor. 8ir meteorik akan berada dalam fasa uap atau fasa &air,tergantung kepada besarnya tekanan dan temperatur. 8ir ini terkadangmembawa unsur kimia dan gas seperti C;, 6S dan lain- lain. 4. Daerah resapan %aerah resapan merupakan daerah dimana arah aliran air tanah di tempat tersebut bergerak men$auhi muka tanah. %engan kata lain, air tanah di daerah resapan bergerak menu$u ke bawah permukaan bumi.
%alam suatu lapangan panas bumi, daerah resapan berada pada elevasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan elevasi dari daerah dimana sumur-sumur produksi berada. %aerah resapan $uga ditandai dengan rata-rata resapan air tanah per tahun yang bernilai tinggi. en$aga kelestarian daerah resapan penting artinya dalam pengembangan suatu lapangan panas bumi. en$aga kelesatarian daerah resapan berarti $uga men$aga keberlan$utan hidup dari reservoir panas bumi untuk $angka pan$ang. 6al ini karena daerah resapan yang ter$aga dengan baik akan menopang tekanan di dalam formasi reservoir karena adanya fluida yang mengisi pori di dalam reservoir se&ara berkelan$utan. en$aga kelestarian daerah resapan $uga penting artinya bagi kelestarian lingkungan hidup. Sehingga dari sini dapat dikatakan $uga bahwa pengembangan panas bumi bersahabat dengan lingkungan. . Daerah dischar!e den!an mani"estasi permukaan %aerah luahan (dis&harge area" merupakan daerah dimana arah aliran air tanah di tempat tersebut bergerak menu$u muka tanah. %engan kata lain, air tanah di daerah luahan akan bergerak menu$u ke atas permukaan bumi. %aerah luahan pada sistem panas bumi ditandai dengan hadirnya manifestasi di permukaan. anifestasi permukaan adalah tanda-tanda yang tampak di permukaan bumi yang menun$ukkan adanya sistem panas bumi di bawah permukaan di sekitar kemun&ulannya.
Gambar . Skema panasbumi
Fluida panas bumi untuk pemban!kit listrik
'luida panas bumi bertemperatur tinggi (<+!C" telah lama digunakan di beberapa =egara untuk pembangkit listrik, namun beberapa tahun terakhir ini perkembangan teknologi telah memungkinkan digunakannya fluida panasbumi bertemperatur sedang (#+!-+!C" untuk pembangkit listrik. Selain temperature, fa&tor-faktor lain yang biasanya dipertimbangkan dalam memutuskan apakah suatu sumberdaya panasbumi tepat untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik adalah sebagai berikut : #. Sumberdaya mempunyai kandungan panas atau &adangan yang besar sehingga mampu memproduksikan uap untuk $angka waktu yang &ukup lama yaitu sekitar +-9! tahun. . Sumberdaya panas bumi memproduksikan fluida yang mempunyai p6 hampir netral agar la$u korosinya relative rendah, sehingga fasilitas produksi tidak &epat terkorosi. Selain itu hendaknya ke&enderungan fluida membentuk s&ale relative rendah. 9. 4eservoirnya tidak terlalu dalam, biasanya tidak lebih dari 9 km.
. Sumberdaya panasbumi terletak di daerah dengan kemungkinan ter$adinya erupsi hydrothermal relative rendah. %iproduksinya fluida panasbumi dapat meningkatkan kemungkinan ter$adinya erupsi hydrothermal.
Gambar 9. /emanfaatan panas bumi dari steam
Gambar . /emanfaatan panasbumi dari hot water #acam $ macam s%stem panas bumi
Sistem panas bumi se&ara umum dideskripsikan sebagai transfer panas dalam suatu volume terisolasi pada kerak bumi se&ara alami. %imana panas tersebut dipindahkan dari sebuah sumber panas ( heat sour&e " ke sebuah penampang panas ( reservoir " (6o&hstein and rownie, !!!". Sedangkan menurut Goff dan 3anik (!!!", sistem panas bumi dibagi ke dalam beberapa tipe: •
Sistem yang berasosiasi dengan volkanisme kuarter dan intrusi magma ( young igneous
•
system ". Sistem ini umumnya mempunyai temperatur >9?! ! C dan kedalaman reservoir >#.+km Sistem yang berhubungan dengan tektonik, yaitu ter$adi di lingkungan ba&kar& , daerah
•
&rustal e@tension , 5ona kolisi dan sepan$ang 5ona sesar. Sistem ini yang telah dieksploitasi umumnya mempunyai temperatur reservoir >+!!C dan kedalaman reservoir A#.+km Sistem (yang dipengaruhi oleh" geopressure ditemukan di &ekungan sedimen. 2edalaman
•
reservoir sistem ini umumnya #,+ hingga 9 km dan temperatur reservoir berkisar dari +! hingga #!BC Sistem hot dry ro&k yang memanfaatkan panas yang tersimpan dalam batuan berporositas rendah dan tidak permeabel. )emperatur sistem ini berkisar antara #! hingga +BC dengan kedalaman hingga km
•
Sistem magma tap yang memanfaatkan panas yang keluar dari tubuh magma dangkal. /ada sistem ini, magma merupakan bentuk paling murni panas alamiah yang mempunyai temperatur #!!BC
Peman"aatan ener!% !eothermal
8da dua &ara memanfaatkan energi panas bumi: langsung dan tidak langsung, tergantung beberapa faktor seperti temperatur, apakah ada reservoar, tu$uan pemanfaatan dan kebutuhan ekonomi. #. /emanfaatan langsung /ada metode Dpemanfaatan langsungD aplikasinya beragam dan tidak dibutuhkan panas yang terlalu tinggi. 7ntuk pola sema&am ini, yang banyak diterapkan di negara-negara dengan &adangan sumber panas bumi aktif, energi diambil kemudian dimanfaatkan dalam industri pertanian -- menghangatkan rumah ka&a atau mengeringkan hasil panen atau memelihara ikan, keran dan $uga tumbuh-tumbuhan di sektor budidaya perikanan. /anas bumi dapat pula dimanfaatkan untuk proses pemanasan dan pendinginan ruangan. 2alangan industri menggunakannya antara lain dalam proses pengeringan beton dan pasteurisasi susu. . /emanfaatan tidak langsung 8da pula &ara Dtidak langsungD pemanfaatan energi panas bumi. Energi biasanya diubah dulu men$adi tenaga listrik, dan prosesnya mengandalkan panas dari sumber yang ada di bawah permukaan bumi pada kedalaman 9 hingga + km.
%8'84 /7S)828 =enny.iryani Saptad$i (!!#": )eknik /anas umi, %iktat 2uliah : *) Grant, .8., %onaldson, 3.G., i@ely /.' (#0" : Geothermal Reservoir Engineering, 8&ademi& /ress. Goff,'. and Cathy $.3., Encyclopedia of Volcanoes : Geothermal System, 8&ademi& /ress, !!!. %i&kson,.6., dan 'anelli, ., !!, What Is Geothermal Energy, *nstituto di Geos&ien5e, C=4 , /isa. Gupta, 6.2.#0!. Geothermal Resources : An Energy Alternative. Elsevier S&ientifi& /ublishing Company, 8msterdam..
