♦Pembangkit listrik tenaga panas bumiPembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah pembangkit listrik yang

menggunakan panas bumi sebagai sumber energinya. Listrik dari tenaga panas bumi saat ini digunakan di 24 negara[1], sementara pemanasan memanfaatkan panas bumi digunakan di 70 negara.[2] Perkiraan potensi listrik yang bisa dihasilkan oleh tenaga panas bumi berkisar antara 35 s.d. 2.000 GW.[2] Kapasitas di seluruh dunia saat ini adalah 10.715 megawatt (MW), dengan kapasitas terbesar di Amerika Serikat sebesar 3.086 MW,[3]diikuti oleh Filipina dan Indonesia. India sudah mengumumkan rencana untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga panas bumi pertamanya di Chhattisgarh.[4]

Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Emisi karbondioksida pembangkit listrik tenaga panas bumi saat ini kurang lebih 122 kg CO2 per megawatt-jam (MW·h) listrik, kira-kira seper delapan dari emisi pembangkit listrik tenaga batubara.[5]

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.

Untuk membangkitkan listrik dengan panas Bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang memiliki potensi 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. Untuk panas bumi yang mempunyai tekanan tinggi, dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu.

Eksplorasi dan eksploitasi panas bumi untuk pembangkit energi listrik tergolong minim. Untuk menghasilkan energi listrik, pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya membutuhkan area seluas antara 0,4 - 3 hektare. Sedangkan pembangkit listrik tenaga uap lainnya membutuhkan area sekitar 7,7 hektare.[6] Hal ini menjawab kecemasan masyarakat mengenai dampak lingkungan eksploitasi panas bumi, terutama isu penebangan hutan di daerah yang memiliki potensi panas bumi.

Sumber daya

System panas bumi yang ditingkatkan

1:Waduk

2:Rumah pompa

3:Penukar panas

4:Ruangan turbin

5:Sumur produksi

6:Sumur injeksi

7:Air panas menuju sistem pemanasan distrik

8:Sedimen berpori

9:Sumur pengamatan

10:Batuan dasar kristal

Muatan panas bumi adalah sekitar 1031 Joule.[2] Panas ini secara alami akan mengalir ke

permukaan lewat konduksi dengan laju 44.2 terawatt (TW)[18] dan diisi kembali oleh peluruhan

radioaktif dengan laju 30 TW.[19] Laju tenaga ini lebih dari dua kali konsumsi energi manusia saat ini

yang berasal dari sumber utama, tapi sebagian besarnya terlalu tersebar (perkiraan rata-rata 0.1

W/m2) untuk dapat dipulihkan. Kerak bumi secara efektif bertindak sebagai selimut isolasi tebal yang

harus ditembus dengan saluran fluida (mis. magma, air atau lainnya) untuk melepaskan panas di

bawahnya.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi membutuhkan sumber panas bersuhu tinggi yang

hanya dapat berasal dari jauh di bawah tanah. Panas tersebut harus dibawa ke permukaan lewat

sirkulasi fluida, baik melalui saluran magma, mata air panas, sirkulasi hidrotermal,sumur minyak,

sumur bor, atau gabungan dari contoh-contoh tersebut. Sirkulasi ini terkadang muncul secara alami

pada tempat dimana kerak bumi tipis. Saluran magma membawa panas dekat ke permukaan, dan

mata air panas membawanya ke permukaan. Jika tidak tersedia mata air panas maka sumur harus

dibor untuk menjadi akuifer air panas. Jika jauh dari batas lempeng tektonik, gradien panas bumi di

sebagian besar tempat adalah 25-30°C per kilometer kedalaman, sehingga membuat sumur

menjadi harus beberapa kilometer dalamnya untuk dapat membangkitkan listrik.[2] Jumlah dan mutu

sumber daya panas yang dapat dipulihkan meningkat sebanding dengan kedalaman pengeboran

dan kedekatan dengan batas lempeng tektonik.

Pada tanah yang panas dan kering, atau dimana tekanan air tidak memadai, fluida dapat

disuntikkan untuk merangsang produksi. Pengembang akan menggali dua lubang di calon lokasi,

dan memecah batu di antara keduanya dengan bahan peledak atau air bertekanan tinggi. Kemudian

memompakan air atau karbon dioksida cair ke salah satu lubang galian, sehingga keluar di lubang

galian lainnya dalam bentuk gas.[13] Pendekatan ini disebut hot dry rock geothermal energy di Eropa

atau enhanced geothermal systems di Amerika Utara. Pendekatan ini dapat menghasilkan potensi

yang jauh lebih besar dibandingkan dengan jika dihubungkan secara konvensional ke akuifer alami.[13]

Perkiraan potensi pembangkit listrik dari tenaga panas bumi bervariasi dari 35-2000 GW

tergantung pada skala penanaman modal.[2] Ini tidak termasuk panas non-listrik yang dipulihkan oleh

pembangkit co-generation, pompa kalor panas bumi atau penggunaan langsung lainnya. Sebuah

laporan tahun 2006 oleh Institut Teknologi Massachusetts (MIT), yang mengikutsertakan potensi

dari sistem panas bumi yang ditingkatkan (enhanced geothermal systems), memperkirakan bahwa

investasi sebesar 1 miliar dolar AS untuk penelitian dan pengembangan selama 15 tahun lebih akan

memungkinkan tercapainya kapasitas pembangkitan listrik sebesar 100 GW pada tahun 2050 di

Amerika Serikat saja.[13] Laporan MIT memperkirakan bahwa lebih dari 200zettajoule (ZJ) akan

dapat dihasilkan, dengan potensi untuk ditingkatkan hingga lebih dari 2.000 ZJ dengan perbaikan

teknologi - cukup untuk memenuhi kebutuhan energi seluruh dunia saat ini selama

beberapa milenium.[13]

Saat ini sumur panas bumi jarang lebih dari 3 km dalamnya.[2] Taksiran tertinggi atas potensi

sumber daya panas bumi memperkirakan kedalaman sumur 10 km. Penggalian hingga mendekati

kedalaman ini sekarang sudah dapat dilakukan dalam industri perminyakan, walaupun biayanya

sangat mahal. Sumur penelitian terdalam di dunia, Kola superdeep borehole, dalamnya 12,3 km.[20] Rekor tersebut baru-baru ini sudah dapat ditiru oleh sumur minyak komersial seperti sumur Z-12

milik Exxon di ladang Chayvo,Sakhalin.[21] Sumur dengan kedalaman lebih dari 4 km umumnya

menanggung biaya pengeboran hingga puluhan juta dolar.[22] Tantangan teknologinya adalah untuk

menggali lubang yang lebar dengan biaya rendah dan untuk memecahkan volume batu yang lebih

banyak.

Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya

jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Namun pemanfaatannya harus tetap

diawasi untuk menghindari kekosongan lokal.[19] Meski situs panas bumi mampu menyediakan

panas selama puluhan tahun, tiap-tiap sumur dapat mendingin atau kehabisan air. Ketiga situs

tertua yakni Larderello, Wairakei, dan The Geysers, semuanya sudah mengalami penurunan

produksi. Tidak jelas apakah pembangkit-pembangkit ini memakai tenaga panas bumi lebih cepat

daripada diisi kembali dari kedalaman yang lebih jauh, atau apakah akuifer yang menyediakannya

mulai kehabisan. Jika produksi dikurangi dan air disuntikkan kembali, sumur-sumur ini secara teori

dapat kembali memenuhi potensinya. Strategi penanganan yang demikian sudah diterapkan pada

beberapa situs. Keberlanjutan jangka panjang energi panas bumi telah dibuktikan di ladang

Lardarello di Italia sejak 1913, di ladang Wairakei di Selandia Baru sejak 1958,[23] dan di ladang The

Geysers di Kalifornia sejak 1960.[24]

Sejarah dan pengembangan

Kapasitas listrik panas bumi global. Garis merah atas adalah kapasitas terpasang;[7] garis hijau bawah

adalah produksi terwujudkan.[2]

Pada abad ke-20, permintaan akan listrik membuat tenaga panas bumi dipertimbangkan

sebagai sumber penghasil listrik. Pangeran Piero Ginori Conti menguji coba pembangkit listrik

tenaga panas bumi yang pertama pada tanggal 4 Juli 1904 di Larderello, Italia. Pembangkit tersebut

berhasil menyalakan empat buah bola lampu.[8] Kemudian pada tahun 1911 pembangkit listrik

tenaga panas bumi komersial pertama dibangun pula di situ. Pembangkit-pembangkit uji coba

dibangun di Beppu, Jepang dan di Kalifornia, Amerika Serikat pada tahun 1920, namun hingga

tahun 1958 hanya Italia satu-satunya pemilik industri pembangkit listrik tenaga panas bumi.

Pada tahun 1958, Selandia Baru menjadi penghasil listrik tenaga panas bumi terbesar kedua

setelah Pembangkit Wairakei dioperasikan. Wairakei merupakan pembangkit pertama yang

menggunakan teknologi flash steam.[9]

Pada tahun 1960, Pacific Gas and Electric mulai mengoperasikan pembangkit listrik tenaga

panas bumi pertama di Amerika Serikat diThe Geysers, Kalifornia.[10] Turbin aslinya bertahan hingga

30 tahun dan menghasilkan daya bersih 11 megawatt.[11]

Pembangkit listrik tenaga panas bumi dengan sistem siklus biner pertama kali diuji coba di

Rusia dan kemudian diperkenalkan ke Amerika Serikat pada tahun 1981,[10] akibat krisis energi

tahun 1970-an dan perubahan-perubahan penting dalam kebijakan regulasi. Teknologi ini

memungkinkan penggunaan sumber panas yang bersuhu lebih rendah dari sebelumnya. Pada

tahun 2006, sebuah pembangkit dengan sistem siklus biner di mata air panas Chena, Alaska,

Amerika Serikat mulai beroperasi, menghasilkan listrik dari sumber dengan rekor suhu terendah

57°C.[12]

Pembangkit listrik tenaga panas bumi sampai dengan baru-baru ini hanya dapat dibangun

pada sumber panas bumi dengan suhu yang tinggi dan berada dekat dengan permukaan tanah.

Pengembangan pembangkit dengan sistem siklus biner dan peningkatan dalam teknologi

pengeboran dan penggalian memungkinkan dibuatnya Sistem Panas Bumi yang

Ditingkatkan (Enhanced Geothermal Systems) dalam rentang geografis yang lebih besar.[13] Proyek

demostrasi sudah beroperasi di Landau-Pfalz, Jerman, and Soultz-sous-Forêts, Perancis,

sementara percobaan awal di Basel, Swiss dibatalkan setelah mengakibatkan gempa bumi. Proyek-

proyek demonstrasi lainnya sedang dibangun di Australia, Inggris, dan Amerika Serikat.[14] Efisiensi

termal pembangkit listrik tenaga panas bumi pada umumnya rendah, berkisar 10-23%,[15] karena

fluida panas bumi bersuhu lebih rendah dibandingkan dengan uap dari ketel uap.

Berdasarkan hukum termodinamika suhu yang rendah ini membatasi efisiensi mesin kalor dalam

memanfaatkan energi saat menghasilkan listrik. Panas sisa menjadi terbuang, kecuali jika dapat

dipergunakan langsung secara lokal, misalnya untuk rumah kaca, kilang gergaji, atau sistem

pemanasan distrik. Efisiensi sistem tidak memengaruhi biaya operasional sebagaimana pada

pembangkit batubara atau pembangkit bahan bakar fosil lainnya, namun tetap berpengaruh

terhadap kelangsungan hidup pembangkit. Untuk dapat menghasilkan energi lebih dari yang dipakai

oleh pompa pembangkit, dibutuhkan ladang panas bumi bersuhu tinggi dan siklus termodinakmika

khusus. Karena pembangkit listrik tenaga panas bumi tidak bergantung pada sumber energi yang

berubah-ubah, seperti misalnya tenaga angin atau surya, faktor kapasitasnya (capacity factor) bisa

cukup besar, pernah ditunjukkan dapat mencapai hingga 96%.[16] Namun, rata-rata global faktor

kapasitas pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah 74,5% pada tahun 2008 menurut IPCC.[17]

Jenis pembangkit

Pembangkit uap kering.

Pembangkit flash steam.

Pembangkit siklus biner.

Keterangan: 1 Permukaan sumur 2 Permukaan tanah 3 Generator 4 Turbin 5Kondensor 6 Penukar

panas 7 Pompa

  Air panas

  Air dingin

  Uap isobutana

  Cairan isobutana

Pembangkit listrik tenaga panas bumi sama prinsipnya dengan pembangkit listrik termal berturbin

uap lainnya - panas dari bahan bakar (dalam hal ini adalah inti bumi) digunakan untuk memanaskan

air atau fluida lainnya yang sesuai. Fluida yang sudah berjalan lalu digunakan untuk memutar turbin

generator sehingga menghasilkan listrik. Fluida tersebut lalu didinginkan dan dikembalikan ke

sumber panas.

Pembangkit uap kering

Pembangkit dengan sistem uap kering merupakan rancangan paling tua dan sederhana. Dalam

sistem ini uap panas bumi bersuhu 150°C atau lebih langsung digunakan untuk memutar turbin.[2]

Pembangkit flash steam

Pembangkit dengan sistem flash steam mengambil air panas bertekanan tinggi dari kedalaman

bumi masuk ke tangki bertekanan rendah lalu menggunakan uap yang dihasilkan untuk memutar

turbin. Sistem ini membutuhkan fluida bersuhu sekurang-kurangnya 180°C;biasanya lebih. Ini

adalah jenis yang paling umum dioperasikan saat ini.[25]

Pembangkit siklus biner

Pembangkit dengan sistem siklus biner adalah pengembangan terbaru dan memungkinkan suhu

terendah fluida hingga 57°C.[12] Air panas bumi yang tidak terlalu panas tersebut dialirkan melewati

fluida sekunder yang memiliki titik didih jauh di bawah titik didih air. Hal ini menyebabkan fluida

sekunder menguap yang lalu digunakan untuk memutar turbin. Ini adalah jenis yang paling umum

dibangun saat ini.[26] Siklus Rankine Organik maupun siklus Kalina keduanya digunakan. Efisiensi

termal pembangkit jenis ini biasanya sekitar 10-13%.

Produksi sedunia

Stasiun panas bumi Larderello, di Italia

Asosiasi Panas Bumi Internasional (IGA) melaporkan pada tahun 2010 bahwa

10.715 megawatt (MW) daya pembangkit listrik tenaga panas bumi terpasang di 24 negara dan

diharapkan dapat membangkitkan 67.246 GWh energi listrik.[1] Angka ini menunjukkan peningkatan

sebesar 20% dari tahun 2005. IGA memproyeksikan pertumbuhan hingga 18.500 MW pada tahun

2015, dikarenakan banyaknya proyek yang saat ini sedang dalam pertimbangan dan sering kali di

daerah yang sebelumnya dikira hanya dapat sedikit dieksploitasi sumber dayanya.[1]

Pada tahun 2010, Amerika Serikat memimpin produksi listrik panas bumi dunia dengan kapasitas

3.086 MW dari 77 pembangkit;[3]gugusan pembangkit listrik tenaga panas bumi terbesar di dunia

terletak di The Geysers, ladang panas bumi di Kalifornia.[27] Filipina mengikuti AS sebagai produsen

kedua tertinggi listrik tenaga panas bumi di dunia. Dengan kapasitas 1.904 MW, tenaga panas bumi

menghasilkan hingga sekitar 27% listrik yang dibangkitkan Filipina.[3]

Januari 2011: Al Gore mengatakan dalam KTT Asia Pasifik untuk Proyek Iklim bahwa Indonesia

bisa menjadi negara adidaya energi panas bumi dunia.[28]

Kanada adalah satu-satunya negara besar di Cincin Api Pasifik yang belum mengembangkan

tenaga panas bumi. Wilayah dengan potensi terbesar adalah Cordillera Kanada, yang membentang

dari British Columbia hingga ke Yukon, dengan taksiran output berkisar antara 1.550 MW hingga

5.000 MW.[29]

Pembangkit kelas utilitas

Sebuah pembangkit listrik tenaga panas bumi di Negros Oriental, Filipina.

Gugusan pembangkit listrik tenaga panas bumi terbesar di dunia terletak di The Geysers, ladang

panas bumi di Kalifornia, Amerika Serikat.[30] Pada tahun 2004, lima negara (El

Salvador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kosta Rika) menghasilkan lebih dari 15% listrik mereka dari

tenaga panas bumi.[2]

Listrik panas bumi dihasilkan di 24 negara, yang tercantum dalam tabel di bawah. Sepanjang tahun

2005 Amerika Serikat membuat beberapa kontrak untuk 500 MW kapasitas tambahan, sementara di

11 negara lainnya, ada beberapa pembangkit yang sedang dibangun .[13] Sistem panas bumi yang

ditingkatan dengan kedalaman beberapa kilometer sudah beroperasi di Perancis dan Jerman, dan

sedang dikembangkan atau setidaknya dievaluasi di empat negara lainnya.

Kapasitas pembangkit listrik tenaga panas bumi

NegaraKapasitas

(MW)2007[7]

Kapasitas (MW)

2010[31]

Kapasitas (MW)

2012

Persentase(%)Terhadap Produksi

Nasional

 Amerika 2.687 3.086 0,30

Kapasitas pembangkit listrik tenaga panas bumi

NegaraKapasitas

(MW)2007[7]

Kapasitas (MW)

2010[31]

Kapasitas (MW)

2012

Persentase(%)Terhadap Produksi

Nasional

Serikat

 Filipina 1.969,7 1.904 27,00

 Indonesia 992 1.197 3,70

 Meksiko 953 958 3,00

 Italia 810,5 843 1,50

 Selandia Baru 471,6 628 10,00

 Islandia 421,2 575 30,00

 Jepang 535,2 536 0,10

 El Salvador 204,4 204 25,00[32][33]

 Kenya 128,8 167 11,20

 Kosta Rika 162,5 166 14,00

 Turki 38 94 162 0,30

 Nikaragua 87,4 88 10,00

 Rusia 79 82

 Papua Nugini 56 56

 Guatemala 53 52

 Portugal 23 29

 Cina 27,8 24

 Perancis 14,7 16

Kapasitas pembangkit listrik tenaga panas bumi

NegaraKapasitas

(MW)2007[7]

Kapasitas (MW)

2010[31]

Kapasitas (MW)

2012

Persentase(%)Terhadap Produksi

Nasional

 Etiopia 7,3 7,3

 Jerman 8,4 6,6

 Austria 1,1 1,4

 Australia 0,2 1,1

 Thailand 0,3 0,3

TOTAL 9.731,9 10.709,7

Dampak terhadap lingkungan

Stasiun Panas Bumi Krafla di timur laut Islandia

Fluida yang ditarik dari dalam bumi membawa campuran beberapa gas, diantaranya karbon

dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S),metana (CH4), dan amonia (NH3). Pencemar-pencemar ini jika

lepas ikut memiliki andil pada pemanasan global, hujan asam, dan bau yang tidak sedap serta

beracun. Pembangkit listrik tenaga panas bumi yang ada saat ini mengeluarkan rata-rata

40 kg CO2per megawatt-jam (MWh), hanya sebagian kecil dari emisi pembangkit berbahan bakar

fosil konvensional.[5] Pembangkit yang berada pada lokasi dengan tingkat asam tinggi dan memiliki

bahan kimia yang mudah menguap, biasanya dilengkapi dengan sistem kontrol emisi untuk

mengurangi gas buangannya. Pembangkit listrik tenaga panas bumi secara teoritis dapat

menyuntikkan kembali gas-gas ini ke dalam bumi sebagai bentuk penangkapan dan penyimpanan

karbon.

Selain gas-gas terlarut, air panas dari sumber panas bumi mungkin juga mengandung sejumlah

kecil bahan kimia beracun, sepertimerkuri, arsenik, boron, antimon, dan garam-garam kimia.[34] Bahan-bahan kimia ini keluar dari larutan saat air mendingin dan dapat menyebabkan kerusakan

lingkungan jika dilepaskan. Praktek modern menyuntikkan kembali fluida panas bumi ke dalam bumi

untuk merangsang produksi, memiliki manfaat sampingan mengurangi bahaya lingkungan ini.

Pembangunan pembangkit dapat juga merusak stabilitas tanah. Tanah amblas pernah terjadi

di ladang Wairakei di Selandia Baru.[35] Sistem panas bumi yang ditingkatkan juga dapat

memicu gempa akibat rekah hidrolik. Proyek di Basel, Swiss dihentikan karena lebih dari 10.000

gempa berkekuatan hingga 3,4 Skala Richter terjadi selama 6 hari pertama penyuntikan air.[36] Bahaya pengeboran panas bumi yang dapat mengakibatkan pengangkatan tektonik pernah

dialami di Staufen im Breisgau, Jerman.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi membutuhkan luas lahan dan jumlah air tawar minimal.

Pembangkit ini hanya memerlukan lahan seluas 404 meter persegi per GWh dibandingkan dengan

3.632 dan 1.335 meter persegi untuk fasilitas batubara dan ladang angin.[35] Pembangkit ini juga

hanya menggunakan 20 liter air tawar per MWh dibandingkan dengan lebih dari 1000 liter per MWh

untuk pembangkit listrik tenaga nuklir, batubara, atau minyak.[35]

Ekonomi

Pembangkit listrik tenaga panas bumi tidak memerlukan bahan bakar, karena itu tidak terpengaruh

gejolak harga bahan bakar. Namun biaya modal cenderung tinggi. Pengeboran menyumbang lebih

dari setengah biaya keseluruhan, dan eksplorasi terhadap sumber panas bumi yang dalam akan

menambah risiko yang cukup besar. Sepasang sumur pembangkit biasa di Nevada yang dapat

mebangkitkan 4.5 MW listrik memerlukan biaya sekitar 10 juta dolar untuk pengeboran, dengan

tingkat kegagalan 20%.[22]Secara keseluruhan, biaya pembangunan pembangkit listrik tenaga panas

bumi dan pengeboran sumur berkisar antara 2-5 juta euro per MW kapasitas, sedangkan biaya

energi rata-rata-nya berkisar antara 0,04-0,10 euro per kWh.[7] Sistem panas bumi yang ditingkatkan

cenderung berada di sisi tertinggi dari kisaran tersebut, dengan biaya modal di atas 4 juta dolar

per MW dan biaya energi rata-rata diatas 0,054 dolar per kWh pada tahun 2007.[37]

Listrik panas bumi sangat skalabel: pembangkit kecil dapat menyediakan listrik untuk sebuah

pedesaan, meski dapat membutuhkan modal tinggi.[38]

Chevron Corporation merupakan swasta penghasil listrik panas bumi terbesar di dunia.[39] Ladang

panas bumi yang paling berkembang adalah The Geyser di California. Pada tahun 2008 ladang ini

menampung 15 unit pembangkit, yang semuanya dimiliki oleh Calpine, dengan kapasitas total

725 MW.[30]