BAB 6 PEMBAHASAN POTENSI PANAS BUMI DAERAH PENELITIAN
6. 1 Hilang Panas Alamiah Dalam penentuan potensi panas bumi disuatu daerah diperlukan perhitungan kehilangan panas alamiah. Hal ini perlu dilakukan karena dalam suatu sistem geotermal, adanya manifestasi permukaan berupa mata air panas (hot spring), kolam lumpur (mud pool), fumarola, solfatara, tanah uap (steaming ground), tanah panas (hot ground), dll, adalah suatu hal yang wajar, akibat dari adanya struktur geologi yang berkembang di sistem geotermal yang ada. Keberadaan manifestasi tersebut berguna sebagai indikasi awal suatu sistem geotermal. Selain itu, adanya manifestasi ini juga akan mengurangi cadangan panas yang ada di reservoar karena manifestasi tersebut merupakan media keluarnya panas yang ada di reservoar menuju permukaan. Hilangnya panas yang ada akan mempengaruhi besar kecilnya potensi panas bumi suatu daerah. Hilang panas alamiah dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: Q = m*(hfT – hfT 0 ) ≈ m*c*(T s – T ud ) Keterangan: Q = besarnya hilang panas alamiah m = aliran massa fluida = debit fluida x massa jenis fluida (ρ fluida ) hfT – hfT 0 = ∆hf = eltalpi fluida c = kapasitas panas spesifik (untuk air, nilai rata-ratanya: 4,2 kJ/kg.K T s = temperatur terukur di permukaan air panas T ud = temperatur udara bebas Tabel 6.1 Perhitungan hilang panas alamiah
Lokasi APT APL APPB APK
Debit air (liter/det) 3.0 2.0 0.5 0.5
Ts ( C)
T ud (oC)
Q (kW)
88 74 50 73
29 31 29 28 Total =
743.4 361.2 44.1 94.5 1243.2
o
55
Dari tabel perhitungan hilang panas alamiah di atas, didapat bahwa besar kehilangan panas alamiah pada daerah Bonjol sebesar 1243.2 kW ≈ 1 MWe. 6.2 Sumber Panas Sumber panas (heat sources) merupakan salah satu komponen utama dalam suatu sistem panas bumi. Hal ini menyebabkan penentuan sumber panas dari suatu daerah panas bumi menjadi penting untuk dilakukan. Penentuan sumber panas pada daerah Bonjol didasarkan pada kenampakan geologi dan hasil survei metode gravitasi. Asumsi pada metode gravitasi adalah keberadaan anomali positif pada daerah penelitian yang menunjukkan keberadaan batuan dengan nilai densitas yang besar yang berperan sebagai sumber panas. Pada peta penyebaran anomali residual (sisa) Bonjol, perkiraan zona potensi sumber panas pada daerah Bonjol berada pada bagian tengah daerah penelitian, di bawah Satuan Lava Tua (Tmv). Sumber panas ini juga berada di bawah sesar normal Takis. Kedalaman dari sumber panas didasarkan pada penampang gravitasi daerah Bonjol dan diperkirakan mencapai 3 kilometer. Metode gravitasi tidak dapat menentukan litologi dari sumber panas tersebut secara pasti. Berdasarkan kenampakan pada peta geologi, penulis memperkirakan bahwa sumber panas yang daerah Bonjol adalah intrusi batuan beku berkomposisi andesitik yang merupakan magma sisa hasil dari pusat erupsi Bukit Gajah yang terjadi pada zaman Kuarter (Pusat Sumberdaya Geologi, 2007). Ini dikarenakan letak anomali positif tersebut berada di sekitar Bukit Gajah.
6.3 Zona Reservoar dan Batuan Penutup Reservoar dan batuan penutup merupakan komponen-komponen utama lainnya dalam suatu sistem panas bumi. Penentuan zona reservoar dan batuan penutup pada daerah Bonjol didasarkan pada kenampakan geologi dan hasil survei metode resistivitas. Penentuan zona penutup adalah daerah yang memiliki nilai resistivitas rendah (<10 Ωm) berdasarkan hasil survei metode resistivitas. Adapun zona reservoar panas bumi diasumsikan berada di bawah zona batuan penutup dan ketebalan dari zona batuan penutup dan reservoar tidak dapat ditentukan secara pasti. Hasil pemetaan resistivitas semu daerah Bonjol (gambar 4.9, 4.10, 4.11, dan 4.12) memperlihatkan bahwa zona reservoar dan batuan penutup daerah Bonjol mengambil tempat di 56
bagian tengah daerah penelitian, tepatnya di zona depresi Bonjol. Berdasarkan penampang geologi daerah Bonjol, reservoar panas bumi diperkirakan batuan vulkanik tua (Satuan Lava Tua dan Satuan Lava Bukit Malintang) yang kaya akan rekahan sehingga bersifat permeabel. Hasil dari penampang resistivitas (gambar 4.13, 4.14, dan 4.15) menunjukkan bahwa zona batuan penutup dimulai pada ketinggian 320 meter dari permukaan laut. Hasil dari penampang resistivitas line E4000-E5000-E6050 dan F4500-F5200-F6000 juga merekam jejak dari sesar normal Padang Baru yang terkubur di bawah permukaan. Hasil ini menunjukkan bahwa penyebaran area dengan nilai resistivitas rendah dipengaruhi oleh struktur sesar yang ada di daerah penelitian. Struktur sesar yang ada di daerah penelitian memungkinkan fluida hidrotermal naik dan menyebabkan batuan yang dilaluinya berubah menjadi lempung hidrotermal yang dapat bertindak sebagai batuan penutup sistem panas bumi.
6.4 Fluida dan Temperatur Reservoar Dari plot diagram segitiga Terner Cl-SO 4 -HCO 3 , didapatkan bahwa mata air panas Takis, Limau, dan Kambahan merupakan tipe air klorida. Sedangkan mata air panas Padang Baru cenderung termasuk ke dalam tipe campuran air klorida dan bikarbonat (dilute Cl - HCO 3 waters). Menurut Nicholson (1993), tipe dilute ini umumnya terdapat pada mata air panas sistem panas bumi bertemperatur rendah yang umumnya terbentuk akibat pencampuran air formasi dan air meteorik. Dalam penentuan temperatur reservoar panas bumi daerah Bonjol, ada 2 metode geotermometer yang digunakan, yaitu: metode geotermometer silika (kuarsa adibatik dan kuarsa konduktif) dan geotermometer Na-K-Mg. Dari hasil kedua metode yang digunakan untuk menghitung temperatur reservoar, maka disimpulkan bahwa temperatur reservoar panas bumi daerah Bonjol berada pada kisaran 180oC.
6.5 Sistem Panas Bumi Sistem panas bumi daerah Bonjol menurut Goff dan Janik (2000) adalah sistem panas bumi yang berasosiasi dengan vulkanisme Kuarter dan intrusi magma. Sistem ini umumnya mempunyai temperatur ≤370oC dan kedalaman reservoir ≤1,5 km. Sistem panas bumi Bonjol adalah sistem terbuka (cyclic system) yang bersuhu sedang (T reservoar 125o-225oC) (Hochstein dan Browne, 2000). 57
6.6 Estimasi Energi Panas Bumi Dengan didapatnya temperatur reservoar dan nilai densitas rata-rata dari batuan-batuan yang terdapat di daerah penelitian maka dapat diperkirakan besarnya energi panas bumi yang dapat dihasilkan. Proses perhitungannya sebagai berikut:
Q Total = Q Fluida + Q Batuan Q Fluida = df * cf * Ф * V * (T Res – T cut off ) Q Batuan = dr * cr * Ф * V * (T Res – T cut off ) QWe = (Q Total * Rf * Konversi Kelistrikan) / t Keterangan: df : densitas fluida (kg/km3) cf : kapasitas panas fluida (kJ/kg.K) Ф : porositas (%) V : volume reservoar (km3) dr : densitas batuan (kg/km3) cr : kapasitas panas batuan (kJ/kg.K) T res : temperatur reservoar (oC) Rf : recovery factor t : life time (detik)
Diasumsikan bahwa saturasi air 100%, porositas 10%, konversi kelistrikan 10%, recovery factor 50%, dan life time mencapai angka 30 tahun atau 9,5 x 108 detik, luas daerah prospek reservoar 7,5 km2 (didapatkan dari hasil pemetaan resistivitas semu AB/2 = 1000 meter), tebal reservoar 1000 meter, dan faktor konversi tenaga termal ke tenaga listrik sebesar 0,1. Data- data yang diketahui, yaitu: df = 8 x 1011 kg/km3 cf = 4,2 kJ/kg.K dr = 26,5 x 1011 kg/km3 cr = 0.8 kJ/kg.K V = 7,5 km3 T Res = 180oC 58
Tcut off = 120oC
Maka: Q Fluida = 1,5 x 1014 kJ Q Batuan = 8,6 x 1014 kJ Q Total = 10,1 x 1014 kJ QWe = 53158 kWe ≈ 53 MWe Berdasarkan hasil perhitungan estimasi energi panas bumi, energi panas bumi yang dapat dihasilkan oleh daerah panas bumi Marana ditaksir mencapai 53 MWe.
6.7 Model Konseptual Panas Bumi Berdasarkan hasil pengolahan dan interpretasi data-data yang telah dilakukan, maka dihasilkan model konseptual panas bumi seperti yang terlihat pada gambar 6.1.
Gambar 6.1 Model konseptual sistem panas bumi Bonjol (dimodifikasi dari PSDG, 2007)
59
