Search This Blog

Total Pageviews

Saturday, November 27, 2010

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power generator) yang menggunakan panas bumi (Geothermal) sebagai energi penggeraknya. Indonesia dikaruniai sumber panas bumi yang berlimpah karena banyaknya gunung berapi di indonesia, dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan saja yang tidak mempunyai potensi panas bumi. Keuntungan teknologi ini antara lain : bersih, dapat beroperasi pada suhu yang lebih rendah daripada PLTN, dan aman, bahkan geothermal adalah yang terbersih dibandingkan dengan nuklir, minyak bumi dan batu bara. Meskipun tergolong ramah lingkungan, namun beberapa hal perlu dipertimbangkan apabila pembangkit listrik tenaga panas bumi ingin dikembangkan sebagai pembangkit dengan skala besar. Beberapa parameter yang harus dipertimbangkan adalah kandungan uap panas dan sifat fisika dari uap panas di dalam reservoir dan penurunan tekanan yang terjadi sebagai akibat digunakannya uap panas di dalam reservoir. Apabila semua aspek tersebut dapat dipenuhi, tidak tertutup kemungkinan bahwa pembangkit ini akan diterima oleh semua pihak. PLTP juga membawa pengaruh yang kurang menguntungkan pada lingkungan dan harus diminimalisasi, antara lain : polusi udara, polusi air, polusi suara, dan penurunan permukaan tanah.

Panas bumi merupakan sumber tenaga listrik untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP). Sesungguhnya prinsip kerja PLTP sama saja dengan PLTU. Hanya saja yang digunakan pada PLTP adalah uap panas bumi yang telah dipisahkan dari air, yang berasal langsung dari perut bumi. Karena itu PLTP biasanya dibangun di daerah pegunungan dekat gunung berapi. Biaya operasional PLTP juga lebih murah dibandingkan dengan PLTU, karena tidak perlu membeli bahan bakar, namun membutuhkan biaya investasi yang cukup besar untuk biaya eksplorasi dan pengeboran perut bumi.

Uap panas bumi didapatkan dari suatu kantong uap di perut bumi. Tepatnya di atas lapisan batuan yang keras di atas magma dan mendapatkan air dari lapisan humus di bawah hutan penahan air hujan. Pengeboran dilakukan di atas permukaan kantong uap tersebut, hingga uap dalam akan menyembur keluar. Semburan uap dialirkan ke turbin penggerak generator. Namun ada dampak yang tidak menguntungkan dari uap yang menyembur keluar ini. Uap yang keluar dari sumur sering mengandung berbagai unsur kimia yang terlarut dalam bahan-bahan padat sehingga uap itu tidak begitu murni. Zat-zat pengotor antara lain Fe, Cl, SiO2, CO2, H2S dan NH4. Pengotor ini akan mengurangi efisiensi PLTP, merusak sudu-sudu turbin dan mencemari lingkungan.


Setelah menggerakan turbin, uap akan diembunkan dalam kondensor menjadi air dan disuntikan kembali ke dalam perut bumi menuju kantong uap. Jumlah kandungan uap dalam kantong uap ini terbatas, karenanya daya PLTP yang sudah maupun akan dibangun harus disesuaikan dengan perkiraan jumlah kandungan tersebut. Melihat siklus dari PLTP ini maka PLTP termasuk pada pusat pembangkit yang menggunakan energi yang terbaharukan.

Untuk membangkitkan listrik dengan panas bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang berpotensi panas bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap (boiler) sehingga uapnya bisa menggerakkan turbin uap yang tersambung ke Generator.

Panas bumi yang mempunyai tekanan tinggi dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu. Pembangkit listrik tenaga panas bumi termasuk sumber Energi terbaharui.

Ada dua sistem dalam pembangkit ini yaitu :
1. Simple flash (kilas nyala tunggal)
2. Double flash (kilas nyala ganda)
Dapat dikemukakan bahwa sistim double flash adalah 15-20 %lebih produktif dengan sumur yangsama dibanding dengan simple flash.


Energi Panas Bumi

Panas bumi adalah anugerah alam yang merupakan sisa-sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah terjadi pada awal mula terbentuknya bumi dan alam semesta ini. Reaksi nuklir yang masih terjadi secara alamiah di alam semesta pada saat ini adalah reaksi fusi nuklir yang terjadi di matahari dan juga di bintang-bintang yang tersebar di jagat raya. Reaksi fusi nuklir alami tersebut menghasilkan panas berorde jutaan derajat Celcius. Permukaan bumi pada mulanya juga memiliki panas yang sangat dahsyat, namun dengan berjalannya waktu (dalam orde milyard tahun) suhu permukaan bumi mulai menurun dan akhirnya tinggal perut bumi saja yang masih panas berupa magma dan inilah yang menjadi sumber energi panas bumi. Semua energi panas bumi sering tampak dipermukaan bumi dalam bentuk semburan air panas, uap panas dan sumber air belerang.

Energi panas bumi digunakan manusia sejak sekitar 2000 tahun SM berupa sumber air panas untuk pengobatan yang sampai saat ini juga masih banyak dilakukan orang, terutama sumber air panas yang banyak mengandung garam dan belerang. Sedangkan energi panas bumi digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik baru dimulai di Italia pada tahun 1904. Sejak itu energi panas bumi mulai dipikirkan secara komersial untuk pembangkit tenaga Isitrik.

Energi panas bumi adalah termasuk energi primer yaitu energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara dan tenaga air. Energi primer ini di Indonesia tersedia dalam jumlah sedikit (terbatas) dibandingkan dengan cadangan energi primer dunia. Sedangkan cadangan energi panas bumi di Indonesia relatif lebih besar bila dibandingkan dengan cadangan energi primer lainnya, hanya saja belum dimanfaatkan secara optimal. Selain dari pada itu panas bumi adalah termasuk juga energi yang terbarukan, yaitu energi non fosil yang bila dikelola dengan baik maka sumberdayanya relatif tidak akan habis, jadi amat sangat menguntungkan.

Energi panas bumi yang ada di Indonesia pada saat ini dapat dikelompokkan menjadi:

1. Energi panas bumi "uap basah"

Uap basah yang keluar dari perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi yang pada saat menjelang permukaan bumi terpisah menjadi kira-kira 20 % uap dan 80 % air. Atas dasar ini maka untuk dapat memanfaatkan jenis uap basah ini diperlukan separator untuk memisahkan antara uap dan air. Uap yang telah dipisahkan dari air diteruskan ke turbin untuk menggerakkan generator listrik, sedangkan airnya disuntikkan kembali ke dalam bumi untuk menjaga keseimbangan air dalam tanah.

2. Energi panas bumi "air panas"

Air panas yang keluar dari perut bumi pada umumnya berupa air asin panas yang disebut "brine" dan mengandung banyak mineral. Karena banyaknya kandungan mineral ini, maka air panas tidak dapat digunakan langsung sebab dapat menimbulkan penyumbatan pada pipa-pipa sistim pembangkit tenaga listrik. Untuk dapat memanfaatkan energi panas bumi jenis ini, digunakan sistem biner (dua buah sistem utama) yaitu wadah air panas sebagai sistem primemya dan sistem sekundernya berupa alat penukar panas (heat exchanger) yang akan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Energi panas bumi "air panas" bersifat korosif, sehingga biaya awal pemanfaatannya lebih besar dibandingkan dengan energi panas bumi jenis lainnya.

3. Energi panas bumi "batuan panas"

Energi panas bumi jenis ini berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi akibat berkontak dengan sumber panas bumi (magma). Energi panas bumi ini harus diambil sendiri dengan cara menyuntikkan air ke dalam batuan panas dan dibiarkan menjadi uap panas, kemudian diusahakan untuk dapat diambil kembali sebagai uap panas untuk menggerakkan turbin. Sumber batuan panas pada umumnya terletak jauh di dalam perut bumi, sehingga untuk memanfaatkannya perlu teknik pengeboran khusus yang memerlukan biaya cukup tinggi.

Masa Depan Listrik Panas Bumi

Meningkatnya kebutuhan energi dunia ditambah lagi dengan semakin tingginya kesadaran akan kebersihan dan keselamatan lingkungan, maka panas bumi (geothermal) akan mempunyai masa depan yang cerah. Program EGS (enhanced geothermal systems) yang dilakukan Amerika Serikat misalnya, adalah suatu program besar-besaran untuk menjadikan geothermal sebagai salah satu primadona pembangkit listrik pada 2050 ng akan datang.

Indonesia sendiri sebetulnya sangat berpeluang untuk melakukan pemanfaatan geothermal sebagai pembangkit listrik, bahkan berpotensi sebagai negara pengekspor listrik bila ditangani secara serius. Hal ini tidak berlebihan, mengingat banyaknya sumber geothermal yang sudah siap diekploitasi di sepanjang Sumatra, Jawa, dan Sulawesi. Indonesia sebagai negara vulkanik mempunyai sekitar 217 tempat yang dianggap potensial untuk eksplorasi energi panas bumi. Untuk mempermudah pelaksanaannya tidak ada salahnya bila kita bekerja sama dengan negara maju asalkan kepentingan kita yang lebih dominan. Misalnya kita bekerja sama dengan US Department of Energy (DOE) untuk mendapat berbagai hasil riset mereka dalam EGS.


Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

a). Reservoir Panas Bumi

Reservoir panas bumi biasanya diklasifikasikan ke dalam dua golongan yaitu yang ber-suhu rendah (low temperature) dengan suhu <1500>high tempera-ture) dengan suhu diatas 1500C. Yang paling baik untuk digunakan sebagai sumber pem-bangkit tenaga listrik adalah yang masuk kate-gori high temperature. Namun dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low temperature juga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 500 C.

b). Pembangkit (Power Plants)

Pembangkit (power plants) untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang relatif rendah yaitu berkisar antara 122 s/d 4820 F (50 s/d 2500 C). Bandingkan dengan pembangkit pada PLTN yang akan beroperasi pada suhu sekitar 10220 F atau 5500 C. Inilah salah satu keunggulan pembangkit listrik geothermal.

Pembangkit yang digunakan untuk mengkonversi fluida geothermal menjadi tenaga listrik secara umum mempunyai komponen yang sama dengan power plants lain yang bukan berbasis geothermal, yaitu terdiri dari generator, turbin sebagai penggerak generator, heat exchanger, chiller, pompa, dan sebagainya.

Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit panas bumi (geothermal power plants) yang dapat mengkonversi panas bumi menjadi sumber daya listrik, yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle. Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.

i). Dry Steam Power Plants

Pembangkit tipe ini adalah yang pertama kali ada. Pada tipe ini uap panas (steam) langsung diarahkan ke turbin dan mengaktifkan generator untuk bekerja menghasilkan listrik. Sisa panas yang datang dari production well dialirkan kembali ke dalam reservoir melalui injection well. Pembangkit tipe tertua ini pertama kali digunakan di Lardarello, Italia, pada 1904 dimana saat ini masih berfungsi dengan baik. Di Amerika Serikat pun dry steam power masih digunakan seperti yang ada di Geysers, California Utara. PLTP sistem dry steam mengambil sumber uap panas dari bawah permukaan. Sistem ini dipakai jika fluida yang dikeluarkan melalui sumur produksi berupa fasa uap. Uap tersebut yang langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator untuk menghasilkan energi listrik.

ii). Flash Steam Power Plants

PLTP sistem Flash Steam merupakan PLTP yang paling umum digunakan. Pembangkit jenis ini memanfaatkan reservoir panas bumi yang berisi air dengan temperatur lebih besar dari 82°C. Air yang sangat panas ini dialirkan ke atas melalui pipa sumur produksi dengan tekanannya sendiri. Karena mengalir keatas, tekanannya menurun dan beberapa bagian dari air menjadi uap. Uap ini kemudian dipisahkan dari air dan dialirkan untuk memutar turbin. Sisa air dan uap yang terkondensasi kemudian disuntikkan kembali melalui sumur injeksi kedalam reservoir, yang memungkinkan sumber energi ini berkesinambungan dan terbarui (lihat Gambar 3). Contoh dari Flash Steam Power Plants adalah Cal-Energy Navy I flash geothermal power plants di Coso Geothermal field, California, USA.

iii). Binary Cycle Power Plants (BCPP)

BCPP menggunakan teknologi yang berbeda dengan kedua teknologi sebelumnya yaitu dry steam dan flash steam. PLTP sistem Binary Cycle dioperasikan dengan air pada temperatur lebih rendah yaitu antara 107°-182°C.Pada BCPP air panas atau uap panas yang berasal dari sumur produksi (production well) tidak pernah menyentuh turbin. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang disebut dengan working fluid (biasanya senyawa organik seperti isobutana, yang mempunyai titik didih rendah) pada heat exchanger. Working fluid kemudian menjadi panas dan menghasilkan uap berupa flash. Uap yang dihasilkan di heat exchanger tadi lalu dialirkan untuk memutar turbin dan selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan sumber daya listrik. Uap panas yang dihasilkan di heat exchanger inilah yang disebut sebagai secondary (binary) fluid. Binary Cycle Power Plants ini sebetulnya merupakan sistem tertutup. Jadi tidak ada yang dilepas ke atmosfer. Keunggulan dari BCPP ialah dapat dioperasikan pada suhu rendah yaitu 90-1750C. Contoh pene-rapan teknologi tipe BCPP ini ada di Mammoth Pacific Binary Geo-thermal Power Plants di Casa Diablo geothermal field, USA. Diper-kirakan pembangkit listrik panas bumi BCPP akan semakin banyak digunakan dimasa yang akan datang.


3 comments: