Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

PANAS BUMI

RAMA PUTRA SAMUDRA

2016-11-015

A

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH TINGGI TEKNIK-PLN

2016






BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kebutuhan energi primer di Indonesia kini meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah  penduduk dan ekonomi. Hal ini menyebabkan peningkatan pada kebutuhan energi primer dan listrik. Kebutuhan energi primer tersebut sebagian disuplai oleh energi fosil, yang pada tahun 2003 terdiri dari 54,4% minyak bumi, 26,5% gas alam, 14,1 % batubara  dan sisanya adalah energi baru dan terbarukan.

Saat ini panas bumi (Geotermal) mulai menjadi perhatian dunia. Beberapa pembangkit listrik bertenaga panas bumi sudah dimanfaatkan di banyak negara seperti Amerika Serikat (AS), Inggris, Prancis, Italia, Swedia, Swiss, Jerman, Selandia Baru, Australia, Jepang. Bahkan, sejak tahun 2005 AS sudah sibuk melakukan riset di bidang geotermal, yaitu Enhanced Geothermal Systems (EGS). Saat harga minyak bumi melambung seperti saat ini, panas bumi menjadi salah satu energi alternatif yang tepat bagi pembangkit listrik di Indonesia. Panas bumi di Indonesia mudah didapat secara berkelanjutan dalam jumlah besar, tidak terpengaruh cuaca dan jauh lebih murah biaya produksinya dibandingkan minyak bumi atau batu bara. Untuk menghasilkan 330 megawatt (MW), pembangkit listrik berbahan dasar minyak bumi memerlukan 105 juta barel minyak bumi, sementara Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) hanya mengolah sumber panas yang tersimpan di reservoir perut bumi.

Berdasarkan data Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Republik Indonesia, negara ini memiliki potensi energi panas bumi sebesar 27.000 MW yang tersebar di 253 lokasi atau mencapai 40% dari cadangan panas bumi dunia. Dengan kata lain, kita merupakan negara dengan sumber energi panas bumi terbesar di dunia. Namun, hanya sekitar kurang dari 4% yang baru dimanfaatkan. Oleh karena itu, untuk mengurangi krisis energi nasional, pemerintah melalui PLN akan melaksanakan program percepatan pembangunan pembangkit listrik nasional 10.000 MW tahap ke-II yang salah satu prioritas sumber energi-nya adalah panas bumi (Geothermal). 

1.2  Rumusan Masalah

1) Bagaimana bentuk energi panas bumi atau geothermal?

2) Bagaimana prinsip kerja pembangkit listrik tenaga geothermal?

3) Bagaimana pemanfaatan energy geothermal?

4) Bagaimana dampak dari pembangkit listrik tenaga geothermal di Indonesia?

1.3   Pembatasan Makalah

Dalam penyusunan makalah Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi ini di berikan batasan masalah yang dibahas agar tidak terjadi pembahasan masalah diluar konteks judul atau tidak berhubungan sama sekali. Hal ini dilaksanakan agar penyusunan makalah dapat secara sistematis, lebih terarah dan mudah di mengerti dengan baik. Penulis membatasi masalah pada ruang lingkup sebagai berikut :

a.       Energi Panas Bumi di bumi dan Indonesia

b.      Sistem Hidrothermal

c.       Jenis Energi Panas Bumi

d.      Peralatan pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

BAB II

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI

2.1   Pengertian Energi Panas Bumi

            Energi geothermal merupakan sumber energi terbarukan berupa energi thermal (panas) yang dihasilkan dan disimpan di dalam inti bumi. Istilah geothermal berasal dari bahasa Yunani dimana kata “geo”, berarti bumi dan “thermos”, berarti panas, menjadi geothermal yang juga sering disebut panas bumi. Energi panas di inti bumi sebagian besar berasal dari peluruhan radioaktif dari berbagai mineral di dalam inti bumi.

Energi geothermal merupakan sumber energi bersih bila dibandingkan dengan bahan bakar fosil karena sumur geothermal melepaskan sangat sedikit gas rumah kaca yang terperangkap jauh di dalam inti bumi, ini dapat diabaikan bila dibandingkan dengan jumlah gas rumah kaca yang dilepaskan oleh pembakaran bahan bakar fosil. Ada cukup energi geothermal di dalam inti bumi, lebih dari kebutuhan energi dunia saat ini. Namun, sangat sedikit dari total energi panas bumi yang dimanfaatkan pada skala global karena dengan teknologi saat ini hanya daerah di dekat batas-batas tektonik yang menguntungkan untuk dieksploitasi.
            Potensi panas bumi yang dimiliki Indonesia berdasarkan data Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Republik Indonesia, Kita memiliki potensi energi panas bumi sebesar 27.000 MW yang tersebar di 253 lokasi atau mencapai 40% dari cadangan panas bumi dunia. Dengan kata lain, kita merupakan negara dengan sumber energi panas bumi terbesar di Dunia. 

2.2  Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Geothermal

Terdapat tiga macam teknologi yang digunakan untuk mengkonversi panas yang bertemperatur tinggi menjadi listrik, yaitu:

a.       Flash Steam Power Plant

Pada tipe ini cairan panas merupakan energi utama untuk menggerakan turbin. Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas (>235 derajat celcius) dan air yang tersedia di reservoir amat sedikit jumlahnya. Teknologi ini merupakan teknologi tertua yang telah digunakan di Lardarello, Italia pada tahun 1904.

Pada umumnya cairan ini berupa cairan asin yang disebut brine dan megandung banyak mineral. Cairan ini tidak bisa langsung disalurkan melalui pipa karena dapat menyebabkan korosi. Cairan ini harus dipisahkan antara air dan uap. Uap yang telah dipisahkan disalurkan ke pembangkit melalui pipa. Uap dikumpulkan pada suatu wadah dan kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin. Uap yang meninggalkan turbin dikondensasikan untuk memaksimalkan kinerja turbin. Pada umumnya uap tersebut dikondensasi dengan cara direct contact condenser.

Gambar 2.2.1 Flash Steam Power Plant

           
            Jenis ini sesuai untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk kandungan gas yang tinggi. Contoh jenis ini di Indonesia adalah PLTP Kamojang 1 x 250 kW dan PLTP Dieng 1 x 200. Jika uap kering yang tersedia dalam jumlah yang lebih besar, dapat dipergunakan PLTP jenis Condensing, dan dipergunakan kondensor dengan kelengkapannya yang seperti menara pendingin dan pompa. Tipe ini sesuai untuk kapasitas yang lebih besar. Seperti contohnya adalah PLTP Kamojang 1 x 30 MW dan 2 x 55 MW, serta PLTP Drajad 1 x 55 MW.

b.      Dry Steam Power Plant

Panas bumi yang berupa fluida misalnya air panas alam (hot spring) di atas suhu 175⁰ C dapat digunakan sebagai sumber pembangkit Flash Steam Power Plants. Tipe ini menggunakan uap basah sebagai sumber energinya. Uap ini perlu dipisahkan antara air dan uapnya. Pada awalnya uap basah yang keluar berasal dari cairan bertemperatur tinggi yang ada di perut bumi. Uap basah biasanya mengandung 20% uap dan 80% air. Berdasarkan hal ini diperlukan separator untuk proses pemisahannya. Uap yang sudah dipisahkan diteruskan ke turbin untuk menggerakkan generator, sedangkan airnya disuntikkan kembali ke dalam perut bumi. Proses penyuntikan air ini selain untuk menjaga keseimbangan air dalam tanah, air yang sudah diinjeksi akan mengalami proses pemanasan lagi yang nantinya dapat dimanfaatkan. Tipe ini merupakan tipe yang sering digunakan di Indonesia. Contohnya adalah PLTP Salak dengan 2 x 55 MW.

Gambar 2.2.2 Dry Steam Power Plant

c.       Binary Cycle Power Plant

Pada tipe ini batuan panas merupakan sumber energinya. Batuan panas pada perut bumi merupakan akibat dari kontak dengan sumber panas bumi yaitu magma. Teknologi ini dapat dioperasikan pada suhu rendah yaitu antara  90^o - 175^o C. Pada proses pemanfaatannya, air disuntikan ke dalam batuan panas dan nantinya akan diambil uap panas dari proses tersebut. Uap panas ini digunakan sebagai penggerak turbin karena letak sumber batuan panas ini jauh di dalam perut bumi. Untuk pemanfaatannya diperlukan teknik pengeboran khusus yang memerlukan biaya yang relatif tinggi. Keuntungan dari teknologi binary-cycle ini adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumi bersuhu rendah. Selain itu teknologi ini tidak mengeluarkan emisi, karena alasan tersebut teknologi ini diperkirakan akan banyak dipakai dimasa yang akan datang. Sedangkan kedua teknologi yang dijelaskan sebelumnya  menghasilkan emisi karbon dioksida, nitritoksida dan sulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.

Gambar 2.2.3 Binary Cycle Power Plant

Dari sedikit Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi di Indonesia yang telah beroperasi dan menghasilkan listrik antara lain:

1)      PLTP Kamojang

PLTP Kamojang terletak di Kabupaten Garut, Jawa Barat. Merupakan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi tertua di Indonesia yang pertama kali dibuat pada tahun 1982. PLTP ini dioperasikan oleh PT. Pertamina Geothermal Energy (PGE) yang mampu memproduksi hingga 235 MW listrik. PLTP Kamojang terdiri atas lima unit yaitu PLTP Kamojang I, Kamojang II, Kamojang III, Kamojang IV, dan Kamojang V.

2)      PLTP Kahendong

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Lahendong terletak di Sulawesi Utara. Beroperasi pertama kali pada tahun 2004. Dioperasikan oleh PT Pertamina Geothermal Energy (PGE) dan mampu memproduksi listrik hingga 80 MW. Terdiri atas empat unit yaitu PLTP Lahendong I, PLTP Lahendong II, PLTP Lahendong III, dan PLTP Lahendong IV.

3)      PLTP Sibayak

PLTP Sibayak terletak di Gunung Sibayak – Gunung Sinabung, Provinsi Sumatera Utara. Pembangkit yang mampu menghasilkan listrik sebesar 12 MW ini terdiri atas tiga unit yaitu PLTP Sibayak Unit 1, Sibayak Unit 2, dan Sibayak Unit 3.

4)      PLTP Ulubelu

PLTP Ulubelu terletak di Kecamatan Ulubelu, Kab. Tanggamus, Lampung. Pembangkit listrik yang mulai beroperasi pada tahun 2012 ini mampu menghasilkan listrik sebesar 110 MW. PLTP Ulubelu terdiri atas dua unit yakni PLTP Ulubelu Unit 1 dan PLTP Ulubelu Unit 2.

5)      PLTP Gunung Salak

PLTP Gunung Salak terletak di Taman Nasional Gunung Halimun Salak, Jawa Barat. Memulai beroperasi pada tahun 1994. Pembangkit yang dioperasikan bersama oleh Chevron Geothermal Indonesia dan PT Pertamina ini mampu menghasilkan energi listrik sebesar 375 MW.

6)      PLTP Darajat

PLTP Darajat terletak di Gunung Papandayan di Kabupaten Garut, Jawa Barat. Pembangkit yang dioperasikan bersama oleh Chevron Geothermal Indonesia dan PT Pertamina ini mampu menghasilkan energi listrik sebesar 259 MW dan terdiri atas 3 unit.

7)      PLTP Wayang Windu

PLTP Wayang Windu terletak di Kab. Bandung, Provinsi Jawa Barat. Beroperasi semenjak tahun 1999. Pembangkit yang dioperasikan oleh Star Energy ini menghasilkan energi listrik sebesar 227 MW.

     Gambar 2.2.4 PLTP Ulubelu                                                       Gambar 2.2.5 PLTP Sibayak

    

 Gambar 2.2.6 PLTP Lahendong                                                 Gambar 2.2.7 PLTP Kamojang

2.3   Pemanfaatan Energi Panas Bumi

Secara umum pemanfaatan energi panas bumi dapat dibagi menjadi 3 yaitu, untuk menghasilkan energi listrik, penggunaan geothermal secara langsung dan pemanfaatan geothermal untuk pompa panas. 

Air dan uap panas yang keluar ke permukaan bumi dapat dimanfaatkan secara langsung sebagai pemanas. Selain bermanfaat sebagai pemanas, panas bumi dapat dimanfaatkan sebagai tenaga pembangkit listrik. Air panas alami bila bercampur dengan udara akan menimbulkan uap panas (steam). Berikut adalah beberapa pemanfaatan energi panas bumi bagi kehidupan manusia:

a.       Menempatkan panas untuk bekerja

Maksudnya adalah sumber air panas geothermal dekat permukaan, air panas itu dapat langsung dipipakan ke tempat yang membutuhkan panas. Ini adalah salah satu cara geothermal yang digunakan untuk air panas, menghangatkan rumah, untuk menghangatkan rumah kaca dan bahkan mencairkan salju di jalan. Bahkan di tempat dimana penyimpanan panas bumi tidak mudah diakses, pompa pemanas tanah dapat membahwa kehangatan ke permukaan dan kedalam gedung. Cara ini dapat bekerja dimana saja karena temperatur di bawah tanah tetap konstan selama bertahun tahun. Sistem yang sama dapat digunakan untuk menghangatkan gedung di musim dingin dan mendinginkan gedung di musim panas.

b.      Pemanfaatan Di Sektor Pariwisata

Di sektor pariwisata, energi panas bumi dapat dimanfaatkan karena menjadi daya tarik tersendiri bagi para wisatawan untuk menikmati energi panas dari dalam bumi. Keberadaan panas bumi seperti air panas maupun uap panas menjadi daya tarik tersendiri untuk mendatangkan orang. Tempat pemandian air panas di Cipanas, Ciateur, mapun Hutan Taman Wisata Cagar Alam Kamojang menjadi tempat tujuan bagi orang untuk berwisata.

c.       Pemanfaatan Secara Langsung Di Sektor Pertanian

Energi panas bumi dapat digunakan secara langsung (teknologi sederhana) untuk proses pengeringan terhadap hasil pertanian, perkebunan dan perikanan dengan proses yang tidak terlalu sulit. Air panas yang berasal dari mata air panas atau sumur produksi panas bumi pada suhu yang cukup tinggi dialirkan melalui suatu heat exchanger  yang kemudian dapat memanaskan ruangan pengering yang dibuat khusus untuk pengeringan hasil pertanian.

d.      Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

Berdasarkan data kementerian ESDM, potensi panas bumi di dunia yang bisa dimanfaatkan untuk sumber listrik mencapai 113 Giga Watt (GW), dimana 40%-nya dimiliki oleh Indonesia, yaitu sebesar 28 GW. Akan tetapi enenrgi panas bumi yang dimanfaatkan di Indonesia baru hanya 4% dari total yang tersedia.

Pemanfaatan energi panas bumi untuk pembangkit listrik secara garis besar dilakukan dengan cara melihat sumber dari panas bumi tersebut. Apabila suatu daerah memiliki panas bumi yang mengeluarkan uap air (steam), maka steam tersebut dapat langsung digunakan. Steam tersebut secara langsung diarahkan menuju turbin pembangkit listrik untuk menghasilkan energi listrik. Setelah selesai steam tersebut diarahkan menuju kondenser sehingga terkondensasi menjadi air. Air ini selanjutnya di recycle untuk menjadi uap lagi secara alami. Namun, bila panas bumi itu penghasil air panas (hot water), maka air panas tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi uap air (steam). Proses perubahan ini membutuhkan peralatan yang disebut dengan heat exchanger, dimana air panas dialirkan menuju heat exchanger sehingga terbentuk uap air.

2.4  Dampak dari Pembangkit Listrik Tenaga Geothermal di Indonesia

Pembangkit listrik tenaga geothermal memiliki dampak positif dan dampak negatif yaitu:

2.4.1        Dampak Positif

1)   Bersih, pembangkit listrik ini tidak menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber energinya. Jadi tidak melepas emisi gas juga tidak merusak atmosfer dan menimbulkan polusi atau emisi gas rumah kaca.

2)      Pembangkit listrik ini dapat beroperasi 24 jam. Dikarenakan pembangkit listrik ini terletak di sekitar sumber energi sehingga sumber energi tersebut terus menerus terpenuhi untuk memutar turbin.

3)      Lokasi pembangkit listrik ini biasanya terletak di lokasi terpencil. Dengan dibangunnya pembangkit ini kebutuhan listrik di daerah sekitar pembangkit akan terpenuhi.

4)      Geothermal merupakan jenis energi terbarukan yang relatif tidak akan habis. Sumber energi ini terus-menerus aktif akibat peluruhan radioaktif  mineral.

5)      Energi Geothermal ramah lingkungan yang tidak menyebabkan pencemaran (pencemaran udara, pencemaran suara, serta tidak menghasilkan emisi karbon dan tidak menghasilkan gas, cairan, maupun material beracun lainnya). Panas bumi (geothermal energy), dibandingkan dengan energi alternatif lainnya seperti tenaga surya dan angin, bersifat konstan sepanjang musim juga dapat dihasilkan sepanjang waktu.

6)      Untuk memproduksi energi geothermal membutuhkan lahan dan air yang minimal, tidak seperti, misalnya pada energi surya yang membutuhkan area yang luas dan banyak air untuk pendinginan. Pembangkit panas bumi hanya memerlukan lahan seluas 3,5 km² per gigawatt untuk produksi listrik. Air yang dibutuhkan hanya sebesar 20 liter air tawar per MW / jam.

2.4.2         Dampak Negatif

1.    Biaya modal yang tinggi. Pembangunan pembangkit listrik geothermal memerlukan biaya yang besar terutama pada eksploitasi dan pengeboran.

2.    Pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya dapat dibangun di sekitar lempeng tektonik di mana temperatur tinggi dari sumber panas bumi tersedia di dekat permukaan.

3.    Pembangkit listrik ini dibangun disekitar sumber energi geothermal. Disekitar daerah itu terdapat banyak sumber air panas yang mengeluarkan gas yang bersifat korosif. Sehingga menyebabkan peralatan mesin maupun listrik mudah berkarat.

4.    Penurunan stabilitas tanah yang menyebabkan bahaya erosi mengancam. Ini dikarenakan beberapa teknologi yang digunakan berupa pengeboran.

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

Pembangkit listrik tenaga geothermal merupakan salah satu pembangkit listrik yang menggunakan energi terbarukan (energi geothermal merupakan salah satu energi terbarukan yang dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang besar). Selain itu pembangkit  listrik ini ramah lingkungan karena tidak menggunakan energi fosil sebagai sumber energinya. Sehingga pembangkit ini tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca, energi geothermal juga merupakan energi yang tidak akan habis dan bisa didaur ulang.

Teknologi yang digunakan pada pembangkit listrik tenaga geothermal ialah flash steam power plant, dry steam power plant, dan binary cycle  power  plant. Di Indonesia teknologi yang sering digunakan ialah dry steam power plant dikarenakan sumber energi di Indonesia kebanyakan berupa cairan. Selain itu teknologi ini juga paling cocok pada kondisi air di Indonesia karena limbah yang dihasilkan dari teknologi ini berupa air yang bisa diinjeksikan ke bumi sebagai sumber air tanah.

Permasalahan yang dihadapi pembangkit listrik ini ialah besarnya dana yang dibutuhkan untuk membangun pembangkit disekitar sumber geothermal. Dan juga perlu waktu yang relatif lama untuk mengeksplorasi dan eksploitasi sumber geothermal itu sendiri, serta penggunaan teknologinya harus tepat karena menyangkut efesiensi energi listrik yang dihasilkan.

Namun, banyak sekali keuntungan yang diperoleh dari pembangkit listrik tenaga geothermal. Pada sektor lingkungan, lingkungan disekitar pembangkit tidak akan tercemar karena limbah yang dihasilkan berupaair. Pada sektor ekonomi, penggunaan energi geothermal akan menghemat anggaran negara untuk import minyak. Pada sektor energi, penggunaan energi geothermal mampu mengurangi krisis energy. Pada energi listrik, energi listrik yang dihasilkan oleh energi geothermal sekitar 1.197 MW.

3.2 Saran

Penggunaan energi geothermal patut dicoba karena merupakan energi yang ramah lingkungan dan merupakan sumber energi yang tidak akan habis serta dapat di daur ulang. Sosialisasi dan dukungan perlu dilakukan pemerintah agar semua masyarakat tahu akan manfaat energi geothermal dan diharapkan mampu mengembangkan serta memanfaatkan teknologi ini.

Tweet