BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari dan menelaah tentang struktur bawah permukaan untuk mengetahui kandungan mineral di dalam bumi dengan menggunakan pengukuran, hukum, metode dan analisis fisika serta pemodelan matematika untuk mengeksplorasi dan menganalisis struktur dinamik bumi dengan tujuan mencari mineral -mineral yang berguna bagi kehidupan manusia. Perbedaan densitas batuan merupakan prinsip dasar dalam penyelidikan gayaberat, dimana sumber panas dan daerah akumulasinya dibawah permukaan bumi dapat menyebabkan perbedaan densitas antara masa batuan disekitarnya. Hasil dari penyelidikan gayaberat diharapkan dapat memberikan gambaran bawah permukaan seperti struktur-struktur basement, sesar yang bertindak sebagai jalur keluarnya fluida-fluida panas bumi dan batuan terobosan yang bertindak sebagai sumber panas untuk keberadaan suatu sistim panas bumi.
eksplorasi panas bumi atau geothermal dilakukan dengan menggunakan metode geofisika yaitu metode gravity, metode seismik, metode elektromagnetik dll
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari dan menelaah tentang struktur
bawah permukaan untuk mengetahui kandungan mineral di dalam bumi dengan
menggunakan pengukuran, hukum, metode dan analisis fisika serta pemodelan
matematika untuk mengeksplorasi dan menganalisis struktur dinamik bumi dengan
tujuan mencari mineral -mineral yang berguna bagi kehidupan manusia.
Perbedaan densitas batuan merupakan prinsip dasar dalam penyelidikan
gayaberat, dimana sumber panas dan daerah akumulasinya dibawah permukaan bumi
dapat menyebabkan perbedaan densitas antara masa batuan disekitarnya. Hasil dari
penyelidikan gayaberat diharapkan dapat memberikan gambaran bawah permukaan
seperti struktur-struktur basement, sesar yang bertindak sebagai jalur keluarnya
fluida-fluida panas bumi dan batuan terobosan yang bertindak sebagai sumber panas
untuk keberadaan suatu sistim panas bumi.
I.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana gambaran panas bumi dan kaitannya dengan geothermal ?
2. Metode apa saja dalam geofisika yang dipakai untuk eksplorasi panas bumi ?
3. Bagaimana prinsip kerja dalam mengeksplorasi sumber daya panas bumi ?
4. Bagaimana dampak dari eksplorasi geofisika terhadap sumber daya panas bumi ?
I.3 Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini yatiu
1. mengetahui tentang gambaran panas bumi dan kaitannya dengan geothermal
2. mengetahui metode geofisika yang digunakan dalam eksplorasi panas bumi
(geothermal)
3. Mengetahui prinsip kerja dalam mengeksplorasi sumber daya panasbumi
4. Mengetahui dampak dari eksplorasi geofisika terhadap panas bumi
BAB II
PEMBAHASAN
II.1 PANAS BUMI DAN GEOTHERMAL
Geothermal berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari 2 kata yaitu geo yang berarti
bumi dan thermalyang artinya panas, berarti geothermal adalah panas yang berasal
dari dalam bumi. Proses terbentuknya energi panas bumi sangat berkaitan dengan
teori tektonik lempeng yaitu teori yang menjelaskan mengenai fenomena-fenomena
alam yang terjadi seperti gempa bumi, terbentuknya pegunungan, lipatan, palung, dan
juga proses vulkanisme yaitu proses yang berkaitan langsung dengan geothermal.
Berdasarkan penelitian gelombang seismik, para peneliti kebumian dapat mengetahui
struktur bumi dari luar sampai ke dalam, yaitu kerak pada bagian luar, mantel, dan
inti pada bagian paling dalam. Semakin ke dalam bumi (inti bumi), tekanan dan
temperature akan meningkat. Untuk kita ketahui, Temperature pada inti bumi berkisar
± 4200 C. Panas yang terdapat pada inti bumi akan ditransfer ke batuan yang berada
di bagian mantel dan kerak bumi. Batuan yang memiliki titik lebur lebih rendah dari
temperature yang diterima dari inti bumi akan meleleh dan lelehan dari batuan
tersebutlah yang kita kenal dengan magma. Magma memiliki densitas yang lebih
rendah dari batuan, otomatis batuan yang telah menjadi magma tadi akan mengalir ke
permukaan bumi. Jika magma sampai ke permukaan maka magma tersebut berubah
nama dengan sebutan lava (contoh lava yang sering kita lihat jika terjadi erupsi
(letusan) gunung api.
Energi panas bumi adalah energi yang diekstraksi dari panas yang tersimpan di dalam
bumi. Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi
sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap
oleh permukaan bumi. Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan
ketika musim dingin atau air) sejak peradaban Romawi, namun sekarang lebih
populer untuk menghasilkan energi listrik. Sekitar 10 Giga Watt pembangkit listrik
tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun 2007, dan
menyumbang sekitar 0.3% total energi listrik dunia.
Energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hanya
pada dekat area perbatasan lapisan tektonik.
Pangeran Piero Ginori Conti mencoba generator panas bumi pertama pada 4 July
1904 di area panas bumi Larderello di Italia. Grup area sumber panas bumi terbesar di
dunia, disebut The Geyser, berada di California, Amerika Serikat. Pada tahun 2004,
lima negara (El Salvador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kostarika) telah
menggunakan panas bumi untuk menghasilkan lebih dari 15% kebutuhan listriknya.
1. Karakteristik Sumber Panas Bumi
Langkah awal dalam rangka penyiapan konservasi energi panas bumi adalah studi
sistem panas bumi itu sendiri terutama melalui pemahaman terhadap karakteristik
sumber panas bumi sebagai bagian penting dalam sistem, diantaranya berkaitan
dengan :
1. Dapur magma sebagai sumber panas bumi
2. Kondisi hidrologi
3. Manifestasi panas bumi
4. Reservoir
5. Umur (lifetime) sumber panas bumi.
2. Dapur magma sebagai sumber panas bumi
Pada dasarnya energi panas yang dihasilkan oleh suatu wilayah gunungapi
mempunyai kaitan erat dengan sistem magmatik yang mendasarinya, dan salah satu
karakteristik penunjang potensi panas bumi adalah letak dapur magmanya di bawah
permukaan sebagai sumber panas (heat source).
Terutama di daerah-daerah yang terletak di jalur vulkanik-magmatik, ukuran dapur
magma itu sendiri berhubungan erat dengan kegiatan vulkanisma. Dalam
perjalanannya menuju permukaan, magma akan mengalami proses diferensiasi dan
berevolusi menghasilkan susunan kimiawi yang berbeda sesuai kedalaman. Dapur
magma yang terbentuk pada kedalaman menengah kemungkinan terkontaminasi oleh
bahan-bahan kerak bumi yang kaya akan silika dan gas, sehingga bersifat lebih
eksplosif. Volumenya dapat diperkirakan dari kenampakan-kenampakan fisik berupa
ukuran kaldera, distribusi lubang kepundan, pola rekahan, pengangkatan topografi
dan hasil erupsi gunungapi; atau melalui cara identifikasi dengan metoda geofisika
(bayangan seismik atau anomali geofisika lainnya.
Magma akan mengalirkan sejumlah panas yang signifikan ke dalam batuan-batuan
pembentuk kerak bumi; makin besar ukuran dapur magma maka semakin besar pula
sumber daya panasnya, dimana secara ekonomis menjadi ukuran jumlah energi yang
dapat dimanfaatkan dari suatu sumber panas bumi.
3. Kondisi Hidrologi
Pada busur kepulauan dengan kegiatan vulkanisma/magmatisma masih berjalan,
dimana magma di bawah permukaan berinteraksi dengan lokasi-lokasi bersiklus
basah atau cukup persediaan air; akan terjadi pendinginan magma dan proses
hidrotermal untuk menciptakan lingkungan fasa uap-air bersuhu/bertekanan tertentu,
yang memberikan peluang terjadinya sistem panas bumi aktif.
Demikian pentingnya peranan air dalam mempertahankan kelangsungan sistem panas
bumi sehingga sangat dipengaruhi oleh siklus hidrologi, yang diyakini dapat terjaga
keseimbangannya apabila pasokan dari lingkungan tidak terhenti. Keberadaan
sumber-sumber air lainnya seperti air tanah, air connate, air laut/danau, es atau air
hujan akan sangat dibutuhkan sebagai pemasok kembali (recharge) air yang hilang
mengingat kandungan air dalam magma (juvenile) tidak mencukupi jumlah yang
dibutuhkan dalam mempertahankan proses interaksi air – magma.
Kondisi hidrologi pada suatu sistem panas bumi sangat dipengaruhi oleh bentang
alam lingkungan dimana terjadiya, dan berperan terutama dalam membentuk
manifestasi-manifestasi permukaan yang dapat memberikan petunjuk tentang
keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan. Pada daerah berelief (topografi)
rendah, manifestasi-manifestasi panas bumi dapat berbentuk mulai dari kolam air
panas dengan pH mendekati netral, pengendapan sinter silika hingga zona-zona uap
mengandung H2S yang berpeluang menghasilkan fluida bersifat asam; menandakan
bahwa sumber fluida hidrotermal/panas bumi berada relatif tidak jauh dari
permukaan. Sementara pada daerah dengan topografi tingi (vulkanik andesitik)
dimana kenampakan manifestasi berupa fumarol atau solfatara, menggambarkan
bahwa sumber panas bumi berada pada kondisi relatif dalam; yang memerlukan
waktu dan jarak panjang untuk mencapai permukaan.
4. Manifestasi panas bumi
Bukti kegiatan panas bumi dinyatakan oleh manifestasi-manifestasi di permukaan,
menandakan bahwa fluida hidrotermal yang berasal dari reservoir telah keluar
melalui bukaan-bukaan struktur atau satuan-satuan batuan berpermeabilitas. Beberapa
manifestasi menjadi penting untuk diketahui karena dapat digunakan sebagai
indikator dalam penentuan suhu reservoir panas bumi, diantaranya :
1. Mata air panas, dapat terbentuk dalam beberapa tingkatan mulai dari rembesan
hingga menghasilkan air dan uap panas yang dapat dimanfaatkan secara langsung
(pemanas ruangan/rumah pertanian atau air mandi) atau penggerak turbin listrik; dan
yang paling penting adalah bahwa dengan menghitung/mengukur suhunya dapat
diperkirakan besaran keluaran energi panas (thermal energy output) dari reservoir di
bawah permukaan.
2. Sinter silika, berasal dari fluida hidrotermal bersusunan alkalin dengan kandungan
cukup silika; diendapkan ketika fluida yang jenuh silika amorf mengalami
pendinginan dari 100o ke 50oC. Endapan ini dapat digunakan sebagai indikator yang
baik bagi keberadaan reservoir bersuhu >175oC.
3. Travertin, adalah jenis karbonat yang diendapkan di dekat atau permukaan; ketika
air meteorik yang sedang bersirkulasi sepanjang bukaan-bukaan struktur mengalami
pemanasan oleh magma dan bereaksi dengan batuan karbonat. Biasanya terbentuk
sebagai timbunan/gundukan di sekitar mata air panas bersuhu sekitar 30o – 100oC,
dapat digunakan sebagai indikator suhu reservoir panas bumi berkapasitas energi
kecil yang terlalu lemah untuk menggerakkan turbin listrik tetapi dapat dimanfaatkan
secara langsung.
4. Kawah dan endapan hidrotermal. Kedua jenis manifestasi ini erat hubungannya
dengan kegiatan erupsi hidrotermal dan merupakan indikator kuat dari keberadaan
reservoir hidrotermal aktif. Kawah dihasilkan oleh erupsi berkekuatan supersonik
karena tekanan uap panas yang berasal dari reservoir hidrotermal dalam (kedalaman
±400 m, suhu 230oC) melampaui tekanan litostatik, ketika aliran uap tersebut
terhambat oleh lapisan batuan tidak permeabel (caprock). Sedangkan endapan
hidrotermal (jatuhan) dihasilkan oleh erupsi berkekuatan balistik dari reservoir
hidrotermal dangkal (kedalaman ±200 m, suhu 195oC), ketika transmisi tekanan uap
panas melebihi tekanan litostatik karena tertutupnya bukaan-bukaan batuan yang
dilaluinya.
5. Reservoir
Reservoir adalah suatu volume batuan di bawah permukaan bumi yang mempunyai
cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fluida (sumber energi panas
bumi) yang terperangkap didalamnya; diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu :
1. Entalpi rendah, mempunyai batas suhu <125oC dengan rapat daya spekulatif 10
MW/km2 dan konversi energi 10%.
2. Entalpi sedang, mempunyai kisaran suhu 125 ? 225oC dengan rapat daya
spekulatif 12,5 MW/km2 dan konversi energi 10%.
3. Entalpi tinggi, mempunyai batas suhu >225oC dengan rapat daya spekulatif 15
MW/km2 dan konversi energi 15%.
6. 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.
II.2 Hubungan antara Geothermal dan Energi Panas Bumi.
Secara singkat geothermal didefinisikan sebagai panas yang berasal dari dalam bumi.
Sedangkan energi panas bumi adalah energi yang ditimbulkan oleh panas
tersebut. Panas bumi menghasilkan energi yang bersih (dari polusi) dan
berkesinambungan atau dapat diperbarui. Sumberdaya energi panas bumi dapat
ditemukan pada air dan batuan panas di dekat permukaan bumi sampai beberapa
kilometer di bawah permukaan.Bahkan jauh lebih dalam lagi sampai pada sumber
panas yang ekstrim dari batuan yang mencair atau magma. Untuk menangkap panas
bumi tersebut harus dilakukan pemboran sumur seperti yang dilakukan pada sumur
produksi minyakbumi. Sumur tersebut menangkap air tanah yang terpanaskan,
kemudian uap dan air panas dipisahkan. Uap air panas dibersihkan dan dialirkan
untuk memutar turbin. Air panas yang telah dipisahkan dimasukkan kembali ke
dalam reservoir melalui sumur injeksi yang dapat membantu untuk menimbulkan lagi
sumber uap. Menurut Undang-undang Nomor 27 Tahun 2003 tentang panas bumi,
geothermal adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air
dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya
tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi dan untuk pemanfaatannya
diperlukan proses penambangan. Panas bumi mengalir secara kontinyu dari dalam
bumi menuju kepermukaan yang manifestasinya dapat berupa: gunung berapi, mata
air panas, dan geyser.
Struktur lapisan bumi
Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu kerak bumi (crush),
selimut (mantle), dan inti bumi (core). Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai