Insight SMI Kuartal ke-4

Insight SMI 2015 - Kuartal ke-4 Energi Panas Bumi Seri Pengetahuan

“ Pasar tenaga panas bumi tumbuh stabil di kisaran 4% hingga 5% per tahun ”

Energi panas bumi adalah salah satu sumber energi yang ramah lingkungan dan cocok untuk berbagai jenis penggunaan. Sumber daya ini dapat dikelompokkan menurut jenis formasi batuan atau bentuk cairan dan suhunya, yaitu mulai dari 20°C hingga di atas 300°C. Hingga saat ini, belum ada konsensus umum tentang cara mengklasifikasi sumber daya dan produksi tenaga panas bumi. Pada dasarnya sumber daya panas bumi dibagi dalam dua kategori, yaitu entalpi tinggi dan entalpi rendah menurut kandungan energinya. Sumber daya entalpi tinggi di atas 150°C umumnya digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik dengan siklus konvensional, sedangkan sumber daya entalpi rendah dibawah 150°C biasanya digunakan untuk pemanasan secara langsung maupun untuk pembangkit listrik dengan menggunakan siklus cairan biner. Sumber energi dari pembangkit listrik dan panas bumi Gambar 1. Diagram suhu air panas bumi dan uap yang cocok untuk berbagai penggunaan (Lindal, 1973) bervariasi menurut kedalaman dan suhu. Penggunaan sumber daya panas bumi diklasifikasikan menjadi tiga bagian: • Pembangkit listrik • Penggunaan langsung • Pompa panas bersumber dari tanah Pemanfaatan panas bumi terpenting yang saat ini ada di pasaran adalah untuk pembangkitan listrik, pemanasan dan pendinginan di suatu wilayah seperti kota, industri pengolahan, rumah kaca, pencairan salju/es, dan mandi spa. Sumber: Joint Research Centre (European Commission)

Secara ekonomi, bisnis pembangkit listrik tenaga panas bumi lebih menyerupai industri minyak atau gas dibandingkan dengan bisnis energi terbarukan lainnya. Hal tersebut karena sumber daya panas bumi perlu ditemukan, dibor untuk kemudian diekstrak.

Sumber: Geodynamics

Seperti halnya sumber daya minyak dan gas bumi, energi panas bumi merupakan sumber daya yang juga memerlukan eksplorasi. Perbedaannya adalah bahwa setelah sumber minyak atau gas ditemukan, maka bisa langsung diproduksi dan kemudian dijual. Namun untuk sumber daya panas bumi, bahkan setelah penemuan dan pengeboran, sumber panas bumi tidak

segera mampu menghasilkan laba atas investasi sampai selesai dibangun pembangkit listrik yang cocok dan tersambung ke jaringan listrik. Dengan demikian, ada penundaan yang signifikan sebelum pendapatan apapun dapat direalisasikan. Biaya pengembangan energi panas bumi sangat sulit diprediksi karena ketidakpastian dalam pengeboran. Secara umum, biaya pengeboran panas bumi merupakan kendala utama dalam pengembangan energi terbarukan panas bumi. Faktanya biaya pengeboran panas bumi suhu rendah biasanya sebesar 10-20% dari total biaya pembangunan, sedangkan untuk pembangkit listrik panas bumi suhu tinggi biasanya di kisaran 20-50% dari total biaya. Hal ini menjelaskan bahwa pengeboran tidak sematamata menjadi penyebab ketidakpastian dalam pengembangan energi panas bumi. SMI Insight 2015

PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id

1

Daya Saing Energi Panas Bumi Industri panas bumi telah berkembang sangat pesat dan telah diproduksi secara komersial pada skala ratusan Mega Watt (MW) di seluruh dunia selama lebih dari empat dekade terakhir, baik untuk pembangkit tenaga listrik maupun untuk penggunaan langsung. Ada beberapa fitur positif dari energi panas bumi yang membuatnya kompetitif dibandingkan dengan sumber energi konvensional maupun sumber energi terbarukan lainnya. Beberapa fitur tersebut adalah:  Tidak seperti sumber energi terbarukan lainnya, pembangkit listrik panas bumi dapat dioperasikan secara terus menerus, tanpa kendala yang disebabkan oleh kondisi cuaca;  Merupakan sumber energi yang handal dan aman serta tidak memerlukan penyimpanan bahan bakar maupun transportasi bahan bakar;  Efisien dan kompetitif dibandingkan dengan sumber energi konvensional;  Merupakan sumber energi lokal sehingga dapat mengurangi permintaan terhadap impor bahan bakar fosil;  Memiliki penyimpanan energi yang melekat (inherent) dan paling cocok untuk kebutuhan beban dasar listrik;  Memiliki dampak positif yang tinggi terhadap lingkungan dengan mengganti pembakaran bahan bakar fosil; Beberapa studi telah menunjukkan potensi ekonomi energi panas bumi serta dampaknya terhadap lingkungan sekitarnya (seperti emisi CO2 dan SO2, polusi panas dan air laut). Beberapa menunjukkan penggunaan panas bumi untuk mandi, memasak dan pemanas ruangan oleh orang-orang Romawi, Jepang, Turki, Islandia, Eropa Tengah dan Maori di Selandia Baru. Dampak lingkungan harus benar-benar diperhatikan dalam pemanfaatan Tabel 1. Perbandingan emisi berbahaya dan sumber daya panas bumi, termasuk emisi gas berbahaya, polusi suara, penggunaan air bersih dari beberapa sumber energi kualitas dan penggunaan air, pemakaian lahan, dan dampaknya pada fenomena alam, termasuk atas satwa liar dan tumbuhan. Manfaat terhadap lingkungan dari energi terbarukan dapat diketahui dengan membandingkannya terhadap sumber energi tidak terbarukan, misalnya pembangkit listrik tenaga batu bara. Yang terakhir ini dapat menghasilkan sekitar 25 Sumber: Energies Review kali lebih banyak emisi karbondioksida (CO2) dan sulfur dioksida (SO2) per MWh. Meskipun demikian, kandungan hidrogen sulfida (H 2S) dari pembangkit listrik panas bumi harus secara teratur dirawat dan dikonversi menjadi unsur sulfur karena sekitar 0,08 kg H 2S bisa dihasilkan dari setiap MWh listrik yang diproduksi. Namun, jumlah ini masih jauh lebih baik dibandingkan pembangkit listrik berbahan bakar minyak bumi dan pembangkit berbahan bakar gas alam, yang masing-masing bisa menghasilkan 814 kg dan 550 kg H2S per MWh. Manfaat lingkungan dan ketahanan energi panas bumi untuk menghasilkan listrik jika dibandingkan dengan Gambar 2. Porsi Panas Bumi untuk Pembangkit Listrik pembangkit listrik berbahan bakar minyak dan batu bara jelas menunjuk- di 10 Negara Teratas Dunia kan penurunan signifikan emisi CO2, SO2, dan H2S disertai penggunaan air tawar yang sangat rendah. Energi panas bumi untuk pembangkit listrik pertama kali di Italia satu abad yang lalu dengan mengoperasikan pembangkit listrik komersial (250 kWe). Hal ini lalu diikuti oleh pembangkit serupa di Wairakei, Selandia Baru tahun 1958; pembangkit eksperimental di Pathe, Meksiko tahun 1959; pembangkit komersial pertama di atas air panas (geyser) di Amerika Serikat tahun 1960, dan di Matsukawa, Jepang, tahun 1966. Semua pembangkit awal ini menggunakan uap langsung dari bumi (yaitu lapangan uap kering), kecuali di Selandia Baru yang merupakan pembangkit pertama menggunakan uap bertekanan tinggi atau uap dipisahkan untuk menggerakkan turbin. Islandia pertama kali memproduksi listrik di Namafjall (Utara Islandia) Sumber : Earth Policy Institute menggunakan turbin non-kondensasi 3 MW. Hal ini lalu diikuti oleh pembangkit di El Salvador, Cina, Indonesia, Kenya, Turki, Filipina, Portugal (Azores), Yunani dan Nikaragua pada 1970-an dan 1980-an. Islandia secara luas dipandang sebagai negara tersukses dalam pengembangan energi panas bumi. Dengan hanya sekitar 300 ribu penduduk, negara ini sepenuhnya ditopang oleh bentuk-bentuk energi terbarukan untuk memproduksi listrik, dan merupakan negara peringkat teratas dalam hal pembangkitan listrik menggunakan tenaga panas bumi. SMI Insight 2015


2

Aspek Teknis dari Energi Panas Bumi Pada dasarnya, pengembang akan menghindari kebutuhan untuk menyimpan panas dalam pemanfaatan energi panas bumi. Keuntungan sumber daya panas bumi adalah bahwa outputnya pada umumnya stabil jika dibandingkan dengan sumber energi terbarukan lainnya seperti tenaga surya dan angin. Pembangkit tenaga panas bumi tidak tergantung pada iklim dan musim sehingga dapat beroperasi dengan beban konstan pada siang dan malam hari sepanjang tahun. Beberapa studi telah membuktikan bahwa suhu tanah pada kedalaman tertentu relatif konGambar 3. Sistim panas bumi stan sepanjang tahun. Zona tanah dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu permukaan, dangkal dan dalam, dengan sumber energi panas bumi yang diklasifikasikan dalam hal suhu diukur sebagai rendah (<100°C), menengah (100-150°C) dan suhu tinggi (> 150°C). Sementara itu, teknologi eksplorasi panas bumi telah berkembang pesat dan memiliki potensi besar untuk mengestrak energi utama dari panas yang tersimpan di bawah permukaan bumi. Penggunaan langsung energi panas bumi untuk pemanasan juga kompetitif secara komersial bila dibandingkan sumber energi konvensional lainnya. Penggunaan pompa panas bumi memiliki keuntungan bagi lingkungan dengan mengurangi emisi CO 2 secara signifikan bila Sumber: Geodynamics dibandingkan dengan pemanas berbahan bakar fosil hingga 50%. Sumber energi terbarukan memberi kontribusi yang signifikan kepada usaha-usaha mitigasi perubahan iklim dengan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

Pengolahan Panas Bumi dan Teknologinya Sebagian besar proyek panas bumi menggunakan campuran uap dan air panas yang membutuhkan sistem pemisah tunggal atau ganda untuk memisahkan air panas. Secara umum, lapangan panas bumi entalpi tinggi hanya ada di daerah dengan aktivitas vulkanik, sedangkan yang lainnya merupakan lapangan sumber daya entalpi rendah atau menengah. Pembangkit listrik panas bumi pada umumnya terdiri dari empat pilihan teknologi (Long et al, 2003): Gambar 4. Pembangkit listrik panas bumi uap langsung

Pembangkit uap kering Pembangkit uap kering biasanya menggunakan turbin kondensasi. Kondensat disuntikkan kembali (siklus tertutup) atau diuapkan di menara pendingin basah. Biasanya, pembangkit panas bumi ini memiliki kapasitas antara 50 hingga 60 MWe, meskipun saat ini pembangkit 110 MWe telah ada dan beroperasi.

Pembangkit pemisah Seperti pembangkit uap kering, pembangkit pemisah panas bumi digunakan untuk mengekstrak energi dari sumber panas bumi entalpi tinggi, di mana uap diperoleh Sumber: ETSAP dari proses pemisahan (flashing). Uap ini kemudian diteruskan ke turbin dan kon- Gambar 5. Pembangkit listrik panas densat yang dihasilkan kemudian diinjeksi kembali atau lanjut dipisahkan di bumi pemisah bawah tekanan yang rendah. Fraksi cairan yang keluar dari pemisah, sebagaimana juga kondensat uap (kecuali untuk kondensat yang menguap dalam sistem pendinginan basah) biasanya disuntikkan kembali kedalam reservoir (Gambar 5). Ukuran pembangkit pemisah (flash) biasanya antara 2 hingga 45 Mwe.

Pembangkit biner Pembangkit biner biasanya diterapkan untuk lapangan panas bumi entalpi rendah atau menengah di mana cairan sumber fluida digunakan untuk memanaskan cairan proses dalam suatu putaran tertutup melalui alat penukar panas. Cairan proses (misalnya: campuran ammonia/air yang digunakan di siklus kalina atau hidrokarbon yang digunakan di siklus organik rankine, ORC) memiliki sifat fisik (yaitu titik didih dan titik kondensasi) yang lebih cocok untuk suhu sumber daya panas bumi. Untuk pembangkit biner, cairan buangan (exhaust resource fluids) seringkali disuntikkan kembali ke dalam tanah bersamaan dengan seluruh kandungan awalnya. Oleh karena itu, pembangkit ini merupakan teknologi yang benar -benar tanpa pembuangan (discharge) (Gambar 6). Ukuran pembangkit biner ini biasanya adalah di bawah 5 MWe . SMI Insight 2015


Sumber: ETSAP

Gambar 6. Pembangkit listrik panas bumi siklus biner

Sumber: ETSAP

3

Pembangkit siklus gabungan atau hibrida

Gambar 7. Pembangkit listrik panas bumi Pembangkit listrik panas bumi di Selandia Baru dan Hawaii menggunakan si- hibrida

klus Rankine tradisional di ujung atas dan siklus biner di bawah akhir (Gbr. 7). Dengan dua siklus secara berurutan memberikan efisiensi listrik yang relatif tinggi. Biasanya ukuran pembangkit siklus gabungan ini berkisar antara beberapa MW hingga 10 MWe.

Source: ETSAP

Sistim Panas Bumi

Sumber: ETSAP

Pengelompokan sistem dan reservoir panas bumi didasarkan pada beberapa aspek seperti suhu atau entalpi reservoir, keadaan dan sifat alamiah batuan (geologi), serta keadaan fisik lapangan panas bumi. Axelsson (2008) dan Saemundsson dkk. (2009) mengklasifikasikannya berdasarkan pada tiga aspek, yaitu sistim suhu tinggi (>200°C) atau suhu rendah (<150°C), dan sistem yang didominasi cairan atau sistim yang didominasi uap (atau sistim dua-fase), dan sistem entalpi tinggi (> 800 kJ/kg) atau entalpi rendah (<800 kJ/kg). Sistem panas bumi juga dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat dan keadaan geologi sebagai berikut: a. Sistim volkanis berkaitan dengan aktivitas gunung berapi. Sumber panas untuk sistem tersebut merupakan intrusi panas atau magma. Sistim ini sering kali terletak di dalam, atau dekat dengan, kompleks vulkanik seperti kaldera dan/atau pusat -pusat penyebaran panas. Yang terutama mengendalikan aliran air di dalam sistim volkanik adalah rekahan atau retakan yang dapat ditembus air dan zona sesar/patahan. b. Sumber panas dari sistim yang dikendalikan oleh rekahan konvektif adalah kerak panas di kedalaman yang secara tektonik merupakan daerah aktif, dengan aliran panas diatas rata-rata. Di sini air dialirkan ke kedalaman yang cukup jauh (>1 km), sebagian besar melalui patahan vertikal, untuk mengekstrak panas dari batuan. c.

Sistim sedimen ditemukan di banyak cekungan sedimen utama di dunia. Sistim ini ada karena keberadaan lapisan sedimen tembus air di kedalaman yang sangat dalam (>1 km) dan di atas rata-rata kenaikan panas bumi (>30°C/km). Secara alamiah, sistim ini bersifat konduktif bukan konvektif, meskipun patahan dan sesar memainkan peranan dalam beberapa kasus. Beberapa sistim konvektif bahkan tertanam di dalam batuan sedimen.

d. Sistim geo-pressured adalah sistem sedimen yang analog dengan reservoir geo-pressured minyak dan gas dimana fluida terjebak di dalam perangkap stratigrafi yang mungkin memiliki tekanan yang dekat dengan nilai-nilai litostatik. Sistem seperti ini umumnya cukup dalam sehingga mereka dikategorikan sebagai panas bumi. e. Sistim batu panas kering atau panas bumi yang direkayasa (EGS) terdiri dari banyak batuan yang telah dipanaskan sampai suhu yang cukup oleh vulkanisme atau oleh aliran panas tinggi, namun memiliki permeabilitas rendah atau hampir kedap air. Oleh karena itu, sistim ini tidak dapat dieksploitasi secara konvensional. Percobaan telah dilakukan di beberapa lokasi menggunakan rekahan-hidro untuk membuat reservoir buatan, atau dengan memperkaya jaringan rekahan yang sudah ada. Sistem seperti ini terutama akan dieksploitasi melalui kombinasi pasangan sumur produksi dan reinjeksi. f.

Sumber daya dangkal mengacu pada energi panas yang tersimpan dekat dengan permukaan kerak bumi. Penerapan pompa panas sumber tanah telah membuka dimensi baru dalam pemanfaatan sumber daya ini. Gambar 8. Skema tiga jenis utama sistem panas bumi (Sumber: Axelsson dan Franzson, 2012)

(a) sistim yg dikendalikan rekahan konveksi

SMI Insight 2015

(b) sistim volkanis


(c) sistim sedimen

4

Pengembangan Energi Panas Bumi Pengembangan pembangkit listrik panas bumi memiliki tujuan untuk mengurangi emisi CO 2 dari sistem ketenagalistrikan dengan mempromosikan penggunaan pembangkit listrik panas bumi yang ekonomis dan ramah lingkungan. Pembangkit listrik panas bumi dirancang dan dibangun untuk meminimalkan potensi dampak lingkungan seperti pada satwa liar dan tanaman. Diperlukan tinjauan lingkungan yang menyeluruh sebelum memulai pembangunan fasilitas pembangkit. Pemantauan lanjutan dan mitigasi dampak lingkungan terus dilakukan sepanjang hidup pembangkit. Pengembangan pembangkit listrik panas bumi dalam skala besar umumnya terbatas hanya pada daerah tektonik aktif seperti daerah dekat batas lempeng, bulu mantel atau hot spot, dan zona keretakan. Daerah aktif dan wilayah aliran panas tinggi ini meliputi negara-negara di sekitar 'ring of fire' seperti Jepang, Indonesia, Filipina, Amerika Tengah, Selandia Baru, dan Pantai Barat Amerika Serikat, sedangkan zona keretakan seperti Islandia dan Afrika Timur. Hingga beberapa dekade ke depan, daerah ini merupakan tempat yang paling menjanjikan untuk pengembangan energi panas bumi. Tabel 2. Ringkasan sumber daya dan cadangan

Desain pembangkit listrik panas bumi biasanya berbaur dengan lanskap yang berdekatan dan dengan pemakaian tanah dan dampak visual yang minimum. Pembangkit ini biasanya terdiri dari modular kecil di bawah 100 MWe, jauh lebih kecil apabila misalnya dibandingkan dengan pembangkit batubara atau pembangkit nuklir di kisaran 1.000 MWe. Fasilitas pembangkit panas bumi biasanya menggunakan 400 meter persegi tanah per GWh, yang juga jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan fasilitas batubara yang menggunakan area yang lebih besar hampir sepuluh kali lipat per GWh maupun dengan sebuah pembangkit listrik tenaga angin yang menggunakan tiga kali luas tanah untuk membangkitkan listrik yang sama besar. Sisi negatifnya adalah bahwa subsidence dan induksi seismik (yaitu gempa bumi) adalah dua isu yang harus benarSumber: Australian Reporting Code benar diperhatikan pada saat mengambil cairan dari tanah. Meskipun demikian, hal ini biasanya dapat diatasi dengan menyuntikkan cairan kembali ke reservoir yang sama.

Jenis-jenis Sumur Panas Bumi Berbagai jenis sumur panas bumi diuraikan secara singkat berikut ini. a. Sumur dengan gradasi suhu pada umumnya cukup ramping dan dangkal, paling sering hanya di kedalaman sekitar 50 m, meskipun dalam beberapa kasus dapat mencapai kedalaman hingga beberapa ratus meter. Tujuan utama sumur ini adalah untuk mempelajari kondisi suhu dangkal (gradasi temperatur) dan perkiraan aliran panasnya. Berbeda dengan sumur panas bumi lainnya pengeboran sumur gradasi suhu sebenarnya dapat diklasifikasikan sebagai alat eksplorasi permukaan. Penggunaannya sudah sangat efektif untuk eksplorasi sumber daya panas bumi suhu rendah yang dikendalikan oleh rekahan di Islandia, terutama atas sistemnya yang tersembunyi. b. Sumur eksplorasi adalah sumur yang lebih dalam yang dimaksudkan untuk memperluas kedalaman sistem panas bumi yang sedang dieksplorasi, yaitu untuk mencapai target tertentu. Tujuan utamanya adalah untuk mempelajari kondisi suhu, permeabilitas dan kondisi kimia dari target. Ada dua bentuk sumur eksplorasi : (1) berupa sumur ramping dengan diameter kurang dari 15 cm yang dibor hanya untuk mengetahui kedalaman sasaran. (2) sumur yang dirancang sebagai sumur produksi dengan diameter penuh. Yang pertama dapat digunakan untuk memperkirakan kapasitas sumur produksi yang kemudian dibor untuk mencapai target. Yang terakhir ini dapat diubah menjadi sumur produksi, namun hanya jika eksplorasi ini berhasil. Sumur yang ramping tentu saja jauh lebih murah dibanding sumur diameter penuh dan dapat dianggap lebih tepat jika risiko yang terlibat relatif besar. c.

Sumur produksi adalah sumur yang dibor dengan tujuan tunggal untuk memungkinkan produksi energi panas bumi dari target tertentu atau dari reservoir panas bumi (berupa cairan panas atau uap, atau campuran dua fase). Desain sumur ini sangat penting, baik untuk memastikan debit spontan melalui reservoir didih (reservoir suhu tinggi) atau untuk penggunaan pompa lubang bawah (reservoir suhu yang lebih rendah). SMI Insight 2015


5

d. Sumur step-out bisa berupa sumur eksplorasi atau produksi yang dibor untuk menyelidiki sejauh mana reservoir panas bumi yang telah dikonfirmasi. Sumur step-out dibor di sekitar atau mendekati tepi atau batas dari reservoir, atau dibor di luar batasnya. Sejumlah sumur step-out dengan arah yang berbeda mungkin diperlukan jika reservoirnya sangat luas. e. Sumur perbaikan adalah sumur produksi yang dibor di dalam reservoir yang sudah dikonfirmasi untuk memproduksi energi. Sumur ini dibor untuk memperbaiki sumur produksi baik yang hilang karena kerusakan (runtuh, saat pembersihan kerak, dll) atau untuk memperbaiki kapasitas sumur yang menurun. f.

Sumur injeksi ulang digunakan untuk mengembalikan cairan yang kehabisan energi kembali masuk ke dalam sistem panas bumi yang bersangkutan atau bahkan untuk menyuntikkan air dari sumber yang berbeda sebagai resapan tambahan. Lokasi sumur reinjeksi bervariasi karena suntik ulang (reinjeksi) dapat dilakukan baik di dalam reservoir produksi, di pinggirannya, di atas atau di bawah atau di luar lapangan produksi utama, tergantung pada kondisi dan tujuan reinjeksi.

g.

Sumur pantau digunakan untuk memantau perubahan sistem panas bumi, terutama setelah dimulai pemanfaatannya. Variabel yang dipantau umumnya adalah perubahan tekanan dan suhu. Dalam banyak kasus ini adalah sumur yang sudah ada, seperti sumur eksplorasi atau sumur produksi yang sudah ditinggalkan. Sumur produksi aktif kadang digunakan untuk tujuan pemantauan (kandungan kimia, suhu dan tekanan). Pemantauan yang komprehensif dan dirancang secara hati-hati merupakan kunci keberhasilan dalam pengelolaan sumber daya panas bumi selama masa pemanfaatan. Sumur pantau juga digunakan untuk memantau perpindahan bahan kimia, seperti saat pengujian penjejak (tracer).

h. Sumur tidak konvensional adalah sumur yang dirancang baik secara tidak umum atau sumur yang dibor ke bagian sistem panas bumi yang umumnya tidak digunakan untuk memproduksi energi. Contoh yang baik adalah sumur di Islandia dalam program pengeboran dalam (IDDP, 2010). Tujuan dari program ini adalah untuk menelusuri sistem vulkanik suhu tinggi di kedalaman 4-5 km, di mana diperkirakan terdapat kondisi fluida yang superkritis. Sumur IDDP pertama selanjutnya dibor hingga ke magma dengan kedalaman Tabel 3. Rencana proyek generik untuk pengembangan panas bumi yang sekitar 2 km, suatu kondisi yang tentu saja tidak diusulkan di Islandia pada tahun 1982. umum (konvensional). Setiap jenis sumur memiliki peran di masing-masing tahap pengembangan energi panas bumi seperti terlihat pada Tabel 3, sebuah contoh rencana proyek pengembangan energi panas bumi di Islandia. Rencana tersebut juga mencakup rincian setiap jenis sumur. Keberhasilan pengembangan panas bumi sebagian besar tergantung pada keberhasilan pengeboran.

Fase Pengembangan Listrik Panas Bumi Secara umum, ada 5 (lima) fase pengembangan energi panas bumi:     

Eksplorasi dan penyelidikan Pra-kelayakan Kelayakan Desain rinci dan pembangunan (konstruksi) Operasi dan pemeliharaan

Tahap Eksplorasi dan Penyelidikan Fase ini bertujuan untuk mencari keberadaan sumber panas bumi dan untuk memastikan apakah dapat dimanfaatkan secara komersial. Kegiatan ini mencakup pengumpulan dan analisis semua data yang ada tentang lapangan panas bumi dan lingkungan sekitarnya untuk menentukan sumber daya dan ruang lingkup kegiatan eksplorasi selanjutnya. Pekerjaan lapangan yang biasanya dilakukan:  Pemetaan geologi  untuk mengenal struktur geologi dari sistem panas bumi; Source: Steingrímsson et al., 2005

SMI Insight 2015


6



Analisis geokimia cairan dari manifestasi permukaan atau sumur dangkal  untuk mendapatkan indikasi suhu reservoir;



Eksplorasi geofisika, yaitu pengukuran resistivitas, gravitasi dan profil seismik  untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik mengenai fitur bawah permukaan dari sumber daya panas bumi;



Pengeboran dangkal sumur eksplorasi (biasanya 50-300 m)  untuk mengukur gradasi suhu dalam rangka mencari zona up-flow cairan panas di reservoir panas bumi

Fase ini sangat penting karena dapat mengkonfirmasi keberadaan, lokasi yang tepat, dan potensi reservoir panas bumi, serta estimasi biaya untuk mengaksesnya. Fase ini juga mahal, mencapai hingga USD 15 hingga 25 juta per lapangan atau sekitar 10 persen dari total belanja modal suatu proyek panas bumi yang baru. Tahap Pra - Kelayakan Fase ini dilakukan setelah tahap eksplorasi memberikan hasil positif. Fase ini lebih fokus pada eksplorasi beberapa lokasi yang paling menguntungkan. Kegiatan ini biasanya meliputi :       

Gambar 9. Model pengembangan tenaga panas bumi dalam praktek internasional

Eksplorasi geofisika yang lebih terfokus Pengeboran sumur yang ramping (+300 m) Analisis mengenai dampak lingkungan (AMDAL) Pengeboran sumur eksplorasi yang dalam Analisis kimia fluida Penilaian potensi produksi panas bumi Analisa dan laporan data pra-kelayakan

Tahap Kelayakan Pada fase ini, nilai komersial dari sumber daya panas bumi akan diperoleh melalui:        

Analisis mengenai dampak lingkungan (AMDAL) Pengeboran sumur-sumur produksi/injeksi Pengambilan sampel fluida dan analisis kimiawi Analisa dan pelaporan data-data kelayakan Pengujian sumur dan well logging Pemodelan konseptual Penilaian potensi produksi (pemodelan reservoir) Sumber: Gehringer et al 2012 Desain awal dari pembangkit listrik dan perlengkapan di Desain dan Konstruksi permukaan Fase ini dilakukan setelah proyek panas bumi dinyatakan layak baik secara teknis maupun finansial, dalam hal ini perjanjian Tabel 4. Gangguan dalam pengembangan sumber daya panas bumi jual beli listrik telah tercapai dan pembiayaan telah diperoleh. Selanjutnya proyek memasuki tahap desain yang lebih rinci dan konstruksi dengan aktivitas sebagai berikut:        

Desain platform sumur produksi/injeksi Pengeboran sumur produksi/injeksi Desain fasilitas infrastruktur dan pekerjaan sipil Desain rinci pembangkit dan sistim pemupukan uap Desain rinci jaringan transmisi listrik dan penentuan titik sambung (point of access) Mengontrak penyedia jasa atas desain rinci, rekayasa, pengadaan, manajemen proyek dan konstruksi Pembangunan pembangkit listrik dan fasilitasnya Pelatihan bagi operator dan mulai beroperasi

Operasi dan Pemeliharaan

Sumber: Bureau of Land Management

SMI Insight 2015

Setelah beroperasi, PLTP akan mulai mengalirkan energi yang berkelanjutan kepada konsumen. Dengan pemeliharaan yang teratur disertai manajemen dan pemanfaatan reservoir yang bertanggung jawab, pembangkit akan mampu menyediakan energi terbarukan dalam jangka waktu yang sangat panjang. PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id

7

Risiko Energi Panas Bumi Semua proyek panas bumi akan menanggung berbagai macam risiko sampai sumber dayanya telah benar-benar terbukti. Risiko yang dimaksud antara lain: risiko alam, risiko terkait reservoir, risiko terkait produksi, teknis, keuangan dan risiko hukum, di mana setiap risiko tersebut memiliki probabilitas dan dampak yang berbeda-beda. Karena eksplorasi dan pengeboran memiliki komponen investasi awal yang terbesar, risiko reservoir adalah risiko yang paling nyata bagi investor proyek panas bumi. Hal ini terutama berlaku untuk proyek suhu rendah dalam kaitannya dengan tidak memadainya laju aliran yang dibutuhkan, sehingga proyek memiliki risiko ekonomi yang tinggi, dalam hal ini kegagalan total proyek. Bagi investor atau pengembang, proyek panas bumi memiliki keuntungan yang signifikan tetapi menghadapi risiko yang unik. Keuntungan positif dari energi panas bumi antara lain penciptaan lapangan kerja, penggunaan lahan yang sedikit, dan emisi yang hampir mendekati nol. Banyak dari risiko unik tersebut terkait dengan pencarian, pengembangan dan produksi sumber panas bumi. Dengan demikian, kebijakan yang ditujukan untuk menginsentifkan energi terbarukan dengan melakukan pendekatan "satu ukuran untuk semua" bisa meleset karena investasi panas bumi memiliki profil risiko dan sifat yang unik. Gambar 10. Karakteristik risiko panas bumi

Sumber: Geo-Elec

Ekonomi pembangkit panas bumi adalah memilih sumber daya yang paling ekonomis untuk mengekstrak cairan panas bumi dan dikonversi menjadi listrik. Beberapa studi menunjukkan biaya pengeboran akan meningkat secara eksponensial dengan kedalaman. Saat ini, sebagian besar proyek-proyek panas bumi di dunia ini sangat jarang melakukan pengeboran pada kedalaman lebih dari 4 km. Oleh karena itu, proyek akan mencari kombinasi suhu dan permeabilitas yang paling optimal dalam kisaran kedalaman ini. Gambar 11 secara skematik mengilustrasikan hubungan antara teknologi panas bumi daya, kedalaman, suhu dan kelayakan ekonomi.

Ketidakpastian utama dalam proyek pengembangan panas bumi adalah ukuran dan kualitas cairan panas bumi yang dapat diekstrak dari sumber panas bumi di ruang bawah tanah. Ketidakpastian ini akan mempengaruhi parameter desain dari pembangkit listrik. Tidak seperti pembangkit berbahan bakar fosil di mana jumlah energi yang dihasilkan dari pembakaran batubara dapat diprediksi dengan lebih akurat, di dalam pembangkit panas bumi Gambar 11. Karakteristik sumber daya dan aspek kualitas dan kuantitas sumber daya itu yang menentukan ukuran pem- pengembangan proyek bangkit listrik, teknologi yang akan digunakan, dan aspek teknik lainnya. Oleh karena itu, kuantitas dan ketepatan informasi sumber daya pada tahap awal proyek ini akan mengarah pada model reservoir yang lebih akurat, sehingga akan menurunkan risiko dan ketidakpastian yang terkait dengan proyek listrik tenaga panas bumi. Terdapat enam karakteristik sumber daya panas bumi yang secara signifikan akan mempengaruhi tipe pembangkit listrik yang sesuai untuk dibangun di wilayah tertentu. 1. Suhu Reservoir Secara umum, cairan yang akan diekstrak dari reservoir harus memiliki suhu minimal 120°C dan lebih disukai suhu di sekitar 150°C untuk menghasilkan listrik secara efisien dan dengan biaya yang ekonomis. Na- Sumber: Hadi et al. 2010 mun, eksperimen teknologi baru dengan menggunakan air panas bumi suhu rendah sekitar 90°C untuk menghasilkan listrik telah dilakukan beberapa kali. 2. Ukuran Reservoir Ukuran atau volume reservoir adalah salah satu parameter yang paling sensitif dari sumber daya panas bumi, dan biasanya diestimasi berdasarkan ketersediaan ‘container’ (yaitu luas dan ketebalan reservoir) dan ‘filler’ (yaitu porositas reservoir). Karakteristik ini diestimasi sebelum melakukan pengeboran dengan menggabungkan hasil dari berbagai jenis data dan informasi survei geofisika, terutama aliran panas dangkal, dan berbagai survei potensi lapangan. Pengeboran beberapa sumur pertama dilakukan untuk menguji teori geometri dan karakteristik sumber daya dan menyediakan bukti adanya sistem panas bumi yang secara komersial dapat dieksploitasi. SMI Insight 2015


8

3. Permeabilitas Permeabilitas reservoir adalah ukuran seberapa mudah cairan panas bumi dapat bergerak melalui sistem. Permeabilitas dapat ditemukan di unit batuan yang dapat mempertahankan kerapuhan patahan, terutama di sekitar zona sesar. Sebelum pengeboran dilakukan, data eksplorasi dievaluasi dan diintegrasikan oleh para ahli untuk mengidentifikasi formasi yang tembus air (permeabel) atau struktur yang memungkinkan untuk membuat sumber daya yang baik. Pengeboran adalah satu-satunya cara yang ada untuk mengukur permeabilitas. Permeabilitas yang tidak memadai merupakan hambatan yang signifikan dalam banyak proyek pembangkit listrik tenaga panas bumi dan merupakan salah satu risiko terbesar dalam menentukan ukuran dan karakteristik operasi pembangkit listrik panas bumi. 4. Entalpi Entalpi cairan menggambarkan jumlah energi panas per satuan massa yang terkandung dalam fluida dan ditentukan oleh suhu, tekanan, dan komposisi kimia fluida. Entalpi memiliki dampak yang besar pada pilihan teknologi pembangkit listrik, biaya desain teknik, dan jumlah sumur. Entalpi dapat diperkirakan dengan menggunakan bahan kimia geo-thermometry, tetapi pengukuran langsung dari cairan di dalam situs reservoir sangat diperlukan untuk secara akurat mengukur parameter penting ini. 5. Geokimia Data geokimia digunakan untuk memahami ukuran dan suhu reservoir panas bumi dan untuk mengetahui kesesuaiannya untuk membangkitkan listrik. Studi geokimia difokuskan untuk memahami sumber dari cairan panas bumi dan jalur aliran cairan tersebut dan menilai potensi isu operasi yang bisa datang saat pengembangan lebih lanjut atau bahkan ketika kondisi produksi optimum, yaitu saat pembangkit listrik beroperasi secara penuh. Faktor-faktor yang diperhitungkan dalam pengukuran aspek geokimia antara lain pembersihan kerak (scaling) lubang sumur, korosi, dan konsentrasi gas non-terkondensasi. 6. Topografi and Geologi Lokasi di mana air panas berkembang terutama dan pertama sekali ditentukan oleh topografi. Dengan demikian, topografi mempengaruhi bagaimana dan di mana pembangkit listrik panas bumi akan digali dan dibangun serta bagaimana susunan (layout) sumur produksi dan sumur injeksinya.

Gambar 12. Estimasi biaya pengeboran vs kedalaman sumur

Risiko Pengeboran Panas Bumi Biaya pengeboran diperkirakan secara rata-rata antara 35% hingga 40% dari total biaya proyek pembangkit listrik tenaga panas bumi yang sebagian besar akan habis Sumber: Activated Logic, 2009 saat penentuan ukuran, lokasi, dan kapasitas sumber daya panas bumi. Biaya satu proyek bisa antara 1 hingga 7 juta dollar AS, tergantung pada lokasi geografis sumber daya, kondisi geologi sekitarnya serta kedalaman dan diameter reservoir. Di Australia, sebagian besar proyek panas bumi memerlukan pengeboran yang luas pada kedalaman 3 - 5 ribu meter tergantung pada geologi proyek. Investasi ini, tentu saja, akan hilang jika tidak ditemukan sumber daya panas bumi. Untuk itu, sangat penting bahwa pengembang proyek dan pemodal memiliki pemahaman yang jelas mengenai besarnya risiko yang melekat dalam setiap proyek dan menghitung nilai proyek tersebut dibandingkan terhadap biaya modal yang akan dikeluarkan. Dengan demikian, dibutuhkan komitmen keuangan yang cukup besar sebelum seluruh karakteristik sumber daya panas bumi benar-benar diketahui. Salah satu pilihan untuk mengurangi risiko pengeboran adalah dengan berbagi biaya pengeboran secara bersama-sama, suatu metode yang sangat populer di Jepang dan Amerika Serikat sebagai katalis untuk pengembangan energi panas bumi. Dalam hal ini, instansi pemerintah dan pengembang berbagi biaya dan risiko pengeboran. Tanpa program seperti itu, pengembang swasta akan memiliki pembiayaan proyek sendiri atau melakukan kemitraan ekuitas untuk dapat berbagi risiko. Gambar 13. Rata-rata tingkat keberhasilan sumur secara kumulatif (Kurva Pilihan lainnya untuk memitigasi risiko adalah asuransi Belajar dari IFC) risiko sumber daya sumur panas bumi yang cukup

berkembang di beberapa negara. Namun, karena terbatasnya informasi yang tersedia pada tahap awal pengeboran eksplorasi yang diperlukan untuk perhitungan aktuaria, pendekatan asuransi ini dianggap lebih cocok untuk tahap pengeboran maju, setelah sumber daya telah ditemukan dan dikonfirmasi. Asuransi ada untuk beberapa risiko tetapi tidak untuk semua, dan tidak di semua negara. Sumber: IFC

SMI Insight 2015


9

Karakteristik formasi reservoir panas bumi sangat berbeda dari satu lapangan ke lapangan yang lain bahkan walaupun di lapangan yang sama. Untuk lebih memahami karakteristik formasi, pengembang biasanya menghabiskan beberapa juta dolar untuk kegiatan pre-pengeboran untuk meningkatkan peluang keberhasilan selama pengeboran eksplorasi awal. Sebuah analisis rinci secara signifikan dapat mempengaruhi tingkat keberhasilan untuk rencana pengeboran secara keseluruhan. Bahkan ketika sumur pertama tidak berhasil, pemodelan konseptual akan memberikan dasar untuk memahami alasan kegagalan, sehingga bisa meningkatkan peluang keberhasilan dalam sumur kedua dan seterusnya. Diasumsikan bahwa sumur pertama yang dibor di lapangan cenderung kurang sukses dibanding sumur yang berikutnya, karena pengembang akan diuntungkan dengan pemahaman yang lebih baik atas ukuran, lokasi, dan dinamika dari target reservoir yang diperoleh dari pengeboran sebelumnya. Untuk menilai tingkat keberhasilan pengeboran sumur panas bumi, International Finance Corporation (IFC) mendanai satu studi untuk menganalisis risiko yang terkait dengan pengeboran panas bumi. IFC telah mengembangkan database global dari sumur di lapangan panas bumi yang secara bersama-sama memasok listrik ke sekitar 71% dari kapasitas terpasang pembangkit listrik panas bumi di seluruh dunia. Database ini telah disusun selama lebih dari empat dekade terakhir, meliputi total 2.613 sumur di seluruh dunia. Hasil penting dari studi tersebut adalah bahwa secara keseluruhan, 78% dari sumur yang dibor dan statusnya bisa diverifikasi adalah sumur yang sukses. IFC mencatat bahwa "dari 52 lapangan yang dianalisa, lapangan dengan kinerja terburuk memiliki tingkat keberhasilan hanya 35 persen. Namun, dua pertiga dari semua lapangan yang disurvei mencatat tingkat keberhasilan lebih dari 60 persen. Hal ini menunjukkan bahwa probabilitas keberhasilan sangat bervariasi antar lapangan, satu temuan yang semakin menegaskan karakteristik unik dari setiap lapangan panas bumi." Terdapat pengaruh kurva belajar yang kuat dalam pengeboran panas bumi. Tingkat keberhasilan untuk sumur pertama yang dibor di lapangan secara rata-rata adalah 50 persen, sementara tingkat keberhasilan rata-rata untuk lima sumur pertama yang dibor adalah 59 persen. Angka ini meningkat hingga 74 persen selama Tahap Pembangunan, dan meningkat menjadi 83 persen untuk sumur yang dibor selama Tahap Operasi. Gambar 13 menunjukkan peningkatan tingkat keberhasilan rata-rata secara kumulatif dari sumur ketika lapangan panas bumi dikembangkan (keberhasilan adalah secara rata-rata dari semua lapangan di dalam database). Tabel 5. Perkiraan rata-rata biaya levelized (LCOE) di AS untuk pembangkit yang akan mulai beroperasi tahun 2018 [$/MWh] Faktor Kapasistas

Levelized capital cost

Fixed O&M

Variable O&M (termasuk BBM)

Investasi Transmisi

Biaya Levelized Total Sistim

Batubara Konvensional

85

65,7

4,1

29,2

1,2

100,1

Batubara Canggih (Advanced Coal)

85

84,4

6,8

30,7

1,2

123,0

Batubara Canggih dengan CGS

85

88,4

8,8

37,2

1,2

135,5

Siklus Gabungan Konvensional

87

15,8

1,7

48,8

1,2

67,1

Siklus Gabungan Canggih

87

17,4

2,0

45,0

1,2

65,6

Siklus Gabungan Canggih dgn CGS

87

34,0

4,1

54,1

1,2

93,4

Turbin Pembakaran Konvensional

30

44,2

2,7

80,0

3,4

130,3

Turbin Pembakaran Canggih

30

30,4

2,6

68,2

3,4

104,6

Nuklir Canggih

90

83,4

11,6

12,3

1,1

108,4

Panas Bumi

92

76,2

12,0

0

1,4

89,6

Biomass

83

53,2

14,3

42,3

1,2

111,0

Angin

34

70,3

13,1

0

3,2

86,6

Angin-Lepas Pantai

37

193,4

22,4

0

5,7

221,5

Jenis Pembangkit Batubara

Gas Alam

Teknologi Lainnya

Teknologi Non-Dispatchable

Sel Surya (Solar PV)

25

130,4

9,9

0

4,0

144,3

Panas Surya (Solar Thermal)

20

214,2

41,4

0

5,9

261,5

Air

52

78,1

4,1

6,1

2,0

90,3

Sumber: EIA’s Annual Energy Outlook 2013

SMI Insight 2015


10

Risiko Keuangan Panas Bumi Meskipun biaya modal awal yang tinggi, energi panas bumi tetap menjadi sumber energi terbarukan yang lebih murah dibanding teknologi pesaing untuk setiap MWh listrik yang dihasilkan. Pengembangan energi panas bumi memerlukan biaya modal awal yang tinggi untuk kebutuhan pengeboran sumur. Namun, dengan tidak adanya biaya bahan bakar dan biaya variabel lainnya selama lebih dari 50 tahun proyek tersebut ada untuk membangkitkan listrik, biaya kesetaraan (levelized) panas bumi tetap yang terendah ($ 89,6/MWh) dibandingkan dengan teknologi energi terbarukan lainnya kecuali tenaga angin (3% lebih rendah dengan $ 86,6/MWh). Biaya modal "ekstra" di awal ini sering dianggap sebagai uang Gambar 14. Profil risiko yang unik dari panas bumi muka pembelian proyek "bahan bakar" untuk memproduksi listrik seumur hidup. Biaya di muka yang tinggi dan waktu tunggu (lead time) proyek yang relatif lama dapat memberi dampak negatif pada pembiayaan proyek panas bumi. Pembiayaan utang biasanya tidak tersedia selama masa awal proyek, sehingga permintaan untuk modal ekuitas akan meningkat. Bahkan walaupun kedua sumber hutang dan ekuitas itu tersedia, syarat modal awal yang tinggi dan waktu tunggu yang lama menaikkan biaya awal proyek, meskipun LCOE-nya rendah. Namun seiring berjalannya waktu, proyek panas bumi secara bertahap akan dapat menarik dana dari sumber-sumber komersial karena setiap tahap pengembangan proyek secara berturut-turut akan memberikan hasil Perlu skema pembiayaan khusus untuk pengeboran Termasuk pengeboran, pembersihan dan pengembangan eksplorasi reservoir yang lebih positif dan sekaligus mengurangi risiko ketidakpastian proyek. Sumber: Gehringer & Loksha 2012 Untuk mengatasi ketidakpastian selalu ada harga yang harus dibayar. Di tahap paling awal pengembangan panas bumi, investor akan meminta laba atas investasi mereka dapat mencapai hingga 40%. Bahkan untuk perusahaan dengan modal yang besar sekalipun mungkin akan kesulitan untuk menjustifikasi proyek dengan risiko tinggi di tahap paling awal ini. Biasanya jenis investor yang sering melakukan eksplorasi panas bumi di tahap awal ini adalah pengembang dengan modal yang memadai dan mampu mendiversifikasi risiko serta menyerap kerugian yang terkait dengan risiko pengeboran awal. Tipe lain terdiri dari kemitraan ekuitas atau usaha patungan di mana risiko pengeboran awal dibagi oleh beberapa pihak dengan kepemilikan saham di proyek tersebut. Secara umum, risiko keuangan sering dianggap sebagai salah satu hambatan yang paling signifikan dalam pengembangan proyek pembangkit listrik panas bumi yang baru. Sudah banyak pemerintah, lembaga multilateral, maupun lembaga kuasipemerintah yang sudah memulai program untuk membantu mengurangi biaya dan menurunkan risiko melalui pendanaan langsung, berbagi biaya atau dengan pendekatan asuransi.

*** Disclaimer All information presented were taken from multiple sources and considered as true by the time they were written to the knowledge of PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero). PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) can not be held responsible from any inaccuracy contained in the material. PT SMI follows all internal and external guidelines and regulations that govern the evaluation process on determining the financing feasibility of an infrastructure project. Every decision to finance or not to finance a project is therefore based on a responsible and thorough due diligence process. Any complaint in the process of financing irregularities can be submitted to: Ms. Astried Swastika Corporate Secretary PT SMI Tel

: +62 21 5785 1313

Fax

: +62 21 570 9460

Email : [email protected]

Public complaints on PT SMI service will be kept strictly confidential and handled by a special committee to ensure that complaints are addressed appropriately. SMI Insight 2015


11

Insight SMI Kuartal ke-4

Recommend Documents