Laporan Kegiatan Kelitbangan TA 2011 - Intranet tekMIRA
advertisement
Puslitbang tekMIRA Jl. Jend. Sudirman No. 623 Bandung 40211 Telp : 022-6030483 Fax : 022-6003373 E-mail : [email protected] Laporan Kegiatan Kelitbangan TA 2011 Kelompok Program Penerapan Teknologi Penambangan Mineral dan Batubara PENELITIAN EMISI GAS METANA DARI TAMBANG BATUBARA Ketua Tim : Wulandari Surono, S.Si. PUSLITBANG TEKNOLOGI MINERAL DAN BATUBARA - tekMIRA 2011 KATA PENGANTAR Perubahan iklim dunia merupakan suatu permasalahan serius yang sedang kita hadapi. Perubahan iklim merupakan salah satu dampak dari pemanasan global. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) di atmosfer bumi diyakini menjadi penyebab timbulnya pemanasan global. Berbagai aktivitas manusia telah menyebabkan GRK yang teremisikan ke atmosfer meningkat, akibatnya terjadi perubahan komposisi GRK di atmosfer yang menyebabkan radiasi matahari yang terperangkap semakin meningkat sehingga menaikkan suhu rata-rata permukaan bumi. Indonesia sebagai negara yang telah meratifikasi Protokol Kyoto, meskipun tidak diwajibkan melakukan penurunan emisi seperti halnya negara-negara yang tercantum dalam Annex I, namun tetap mempunyai peran dan harus berpartisipasi dalam upaya pengurangan emisi GRK, antara lain dengan cara mengembangkan program yang menekan perubahan iklim; melakukan kebersamaan pemakaian (share) teknologi dan bekerjasama untuk mereduksi emisi GRK serta mengembangkan inventori data emisi GRK. Sebagai institusi yang bergerak di bidang energi, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral diharapkan berkontribusi dalam menginventarisasi jumlah GRK yang dihasilkan khususnya dari sektor energi sebagai langkah awal dalam upaya penurunan emisi GRK serta penanggulangannya. Bandung, Nopember 2011 Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara Ir. Hadi Nursarya, M.Sc. NIP. 19540306 197803 1 001 SARI Kegiatan penambangan batubara, baik tambang terbuka maupun tambang bawah tanah dinyatakan sebagai sumber penyumbang GRK. GRK yang dominan diemisikan dari tambang batubara adalah gas metana. Metana merupakan GRK yang kelimpahannya di atmosfer terbesar kedua setelah karbondioksida namun memiliki efektivitas dalam menyerap panas atau Global Warming Potensial (GWP) antara 21-25 kali lebih tinggi dari karbon dioksida. Sebagai institusi yang bergerak di bidang energi maka Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral diharapkan berkontribusi dalam menginventarisasi jumlah gas rumah kaca yang dihasilkan khususnya dari sektor energi serta ikut berupaya dalam penanggulangannya. Berdasarkan IPCC Guidelines, emisi gas metana dari tambang batubara secara umum dideskripsikan sebagai semua metana yang dilepaskan sebelum, selama dan setelah penambangan, pada tambang batubara terbuka maupun tambang batubara bawah tanah. Emisi gas rumah kaca dari tambang batubara difokuskan pada metana, karena gas ini merupakan emisi yang terlepas (fugitive) paling penting dari tambang batubara, dari kegiatan tambang batubara terbuka dengan pertimbangan metoda penambangan secara terbuka lebih dominan di Indonesia. Hasil penelitian menunjukkan, berdasarkan data overburden dari masing-masing tambang batubara, faktor emisi pada tambang PT Andalas Bara Sejahtera, tambang PT Golden Great Borneo dan tambang PT Muara Alam Sejahtera adalah sebesar 0,3 m3/ton (faktor emisi rendah), sedangkan untuk Tambang Air Laya PT Bukit Asam faktor emisi yang digunakan adalah faktor emisi rata-rata yaitu sebesar 1,2 m3/ton. Kata kunci: metana, fugitive, tambang batubara terbuka Kata kunci : Metana, Emisi Fugitive, Tambang Batubara Terbuka DAFTAR ISI Halaman Kata Pengantar ........................................................................................ i Sari ...................................................................................................... ii Daftar Isi ................................................................................................ iv Daftar Tabel ........................................................................................... vi Daftar Gambar ....................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang................................................................................ 1-1 1.2. Ruang Lingkup ............................................................................... 1-2 1.3. Tujuan........................................................................................... 1-3 1.4. Sasaran ......................................................................................... 1-3 1.5. Lokasi Kegiatan .............................................................................. 1-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA/STUDI LITERATUR 2.1. Metana sebagai Gas Rumah Kaca ..................................................... 2-1 2.2. Metana dalam Batubara .................................................................. 2-3 2.3. Emisi Gas Metana .......................................................................... 2-4 BAB III PROGRAM KEGIATAN ..................................................................... 3-1 BAB IV METODOLOGI ........................................................................ .......... 4-1 BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Profil Lokasi Penelitian .................................................................... 5-1 5.1.1. PT.Tambang Batubara Bukit Asam .......................................... 5-1 5.1.2. PT. Andalas Bara Sejahtera ..................................................... 5-2 5.1.3. PT Golden Great Borneo ...................................................... 5-2 5.1.4. PT Muara Alam Sejahtera ...................................................... 5-3 5.2. Perhitungan Emisi Metana dari Tambang Batubara ............................. 5-3 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan ...................................................................................... 6-1 6.2. Saran ............................................................................................... 6-1 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1. Komponen GRK dan potensinya terhadap pemanasan global ..... 2-2 5.1. Faktor Emisi Metana untuk Tambang yang Diteliti ....................... 5-3 5.2. Perkiraan Emisi Metana Menggunakan Faktor Emisi .................... 5-4 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1.1. Peta Lokasi Area Tambang Batubara PT. Bukit Asam .................. ........... 1-4 1.2. Peta Kabupaten Lahat .......................................................................... 1-4 2.1. Kontribusi Emisi GRK Antropogenik Terhadap Radiasi Global ....... 2.2. Estimasi Global Emisi Metana Antropogenik Berdasarkan Sumber 2-3 Emisi ........................................................................................ 2-3 Bagan pemilihan metode perhitungan emisi gas metana .............. 4-2 5.1. Peta lokasi Perusahaan Tambang Batubara Bukit Asam ................. 5-1 4.1. KATA PENGANTAR Perubahan iklim dunia merupakan suatu permasalahan serius yang sedang kita hadapi. Perubahan iklim merupakan salah satu dampak dari pemanasan global. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) di atmosfer bumi diyakini menjadi penyebab timbulnya pemanasan global. Berbagai aktivitas manusia telah menyebabkan GRK yang teremisikan ke atmosfer meningkat, akibatnya terjadi perubahan komposisi GRK di atmosfer yang menyebabkan radiasi matahari yang terperangkap semakin meningkat sehingga menaikkan suhu rata-rata permukaan bumi. Indonesia sebagai negara yang telah meratifikasi Protokol Kyoto, meskipun tidak diwajibkan melakukan penurunan emisi seperti halnya negara-negara yang tercantum dalam Annex I, namun tetap mempunyai peran dan harus berpartisipasi dalam upaya pengurangan emisi GRK, antara lain dengan cara mengembangkan program yang menekan perubahan iklim; melakukan kebersamaan pemakaian (share) teknologi dan bekerjasama untuk mereduksi emisi GRK serta mengembangkan inventori data emisi GRK. Sebagai institusi yang bergerak di bidang energi, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral diharapkan berkontribusi dalam menginventarisasi jumlah GRK yang dihasilkan khususnya dari sektor energi sebagai langkah awal dalam upaya penurunan emisi GRK serta penanggulangannya. Bandung, Nopember 2011 Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara Ir. Hadi Nursarya, M.Sc. NIP. 19540306 197803 1 001 SARI Kegiatan penambangan batubara, baik tambang terbuka maupun tambang bawah tanah dinyatakan sebagai sumber penyumbang GRK. GRK yang dominan diemisikan dari tambang batubara adalah gas metana. Metana merupakan GRK yang kelimpahannya di atmosfer terbesar kedua setelah karbondioksida namun memiliki efektivitas dalam menyerap panas atau Global Warming Potensial (GWP) antara 21-25 kali lebih tinggi dari karbon dioksida. Sebagai institusi yang bergerak di bidang energi maka Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral diharapkan berkontribusi dalam menginventarisasi jumlah gas rumah kaca yang dihasilkan khususnya dari sektor energi serta ikut berupaya dalam penanggulangannya. Berdasarkan IPCC Guidelines, emisi gas metana dari tambang batubara secara umum dideskripsikan sebagai semua metana yang dilepaskan sebelum, selama dan setelah penambangan, pada tambang batubara terbuka maupun tambang batubara bawah tanah. Emisi gas rumah kaca dari tambang batubara difokuskan pada metana, karena gas ini merupakan emisi yang terlepas (fugitive) paling penting dari tambang batubara, dari kegiatan tambang batubara terbuka dengan pertimbangan metoda penambangan secara terbuka lebih dominan di Indonesia. Hasil penelitian menunjukkan, berdasarkan data overburden dari masing-masing tambang batubara, faktor emisi pada tambang PT Andalas Bara Sejahtera, tambang PT Golden Great Borneo dan tambang PT Muara Alam Sejahtera adalah sebesar 0,3 m3/ton (faktor emisi rendah), sedangkan untuk Tambang Air Laya PT Bukit Asam faktor emisi yang digunakan adalah faktor emisi rata-rata yaitu sebesar 1,2 m3/ton. Kata kunci: metana, fugitive, tambang batubara terbuka Kata kunci : Metana, Emisi Fugitive, Tambang Batubara Terbuka DAFTAR ISI Halaman Kata Pengantar ........................................................................................ i Sari ...................................................................................................... ii Daftar Isi ................................................................................................ iv Daftar Tabel ........................................................................................... vi Daftar Gambar ....................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang................................................................................ 1-1 1.2. Ruang Lingkup ............................................................................... 1-2 1.3. Tujuan........................................................................................... 1-3 1.4. Sasaran ......................................................................................... 1-3 1.5. Lokasi Kegiatan .............................................................................. 1-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA/STUDI LITERATUR 2.1. Metana sebagai Gas Rumah Kaca ..................................................... 2-1 2.2. Metana dalam Batubara .................................................................. 2-3 2.3. Emisi Gas Metana .......................................................................... 2-4 BAB III PROGRAM KEGIATAN ..................................................................... 3-1 BAB IV METODOLOGI ........................................................................ .......... 4-1 BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Profil Lokasi Penelitian .................................................................... 5-1 5.1.1. PT.Tambang Batubara Bukit Asam .......................................... 5-1 5.1.2. PT. Andalas Bara Sejahtera ..................................................... 5-2 5.1.3. PT Golden Great Borneo ...................................................... 5-2 5.1.4. PT Muara Alam Sejahtera ...................................................... 5-3 5.2. Perhitungan Emisi Metana dari Tambang Batubara ............................. 5-3 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan ...................................................................................... 6-1 6.2. Saran ............................................................................................... 6-1 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1. Komponen GRK dan potensinya terhadap pemanasan global ..... 2-2 5.1. Faktor Emisi Metana untuk Tambang yang Diteliti ....................... 5-3 5.2. Perkiraan Emisi Metana Menggunakan Faktor Emisi .................... 5-4 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1.1. Peta Lokasi Area Tambang Batubara PT. Bukit Asam .................. ........... 1-4 1.2. Peta Kabupaten Lahat .......................................................................... 1-4 2.1. Kontribusi Emisi GRK Antropogenik Terhadap Radiasi Global ....... 2.2. Estimasi Global Emisi Metana Antropogenik Berdasarkan Sumber 2-3 Emisi ........................................................................................ 2-3 Bagan pemilihan metode perhitungan emisi gas metana .............. 4-2 5.1. Peta lokasi Perusahaan Tambang Batubara Bukit Asam ................. 5-1 4.1. PENELITIAN EMISI GAS METANA DARI KEGIATAN TAMBANG BATUBARA I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah lingkungan hidup utama yang dialami oleh dunia saat ini adalah risiko terjadinya pemanasan global dan perubahan iklim. Beberapa penelitian di dunia mengenai perubahan iklim menunjukkan bahwa aktivitas manusia selama setengah abad terakhir memberikan kontribusi terhadap kenaikan temperatur di muka bumi. Berbagai aktivitas manusia telah menyebabkan gas rumah kaca (GRK) yang teremisikan ke atmosfer meningkat, akibatnya terjadi perubahan komposisi GRK di atmosfer yang menyebabkan radiasi matahari yang terperangkap semakin meningkat sehingga menaikkan suhu rata-rata permukaan bumi. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menyatakan bahwa secara umum sumber emisi GRK berasal dari sektor energi, transportasi, industri, kehutanan dan pertanian. Dari sektor energi, kebutuhan energi global diperkirakan akan meningkat sebesar hampir 60% dalam 30 tahun mendatang. Sebagai salah satu sumber energi, batubara memainkan peran penting dalam pemenuhan kebutuhan energi masa depan. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan ekspor, Indonesia memiliki beberapa tambang batubara yang tersebar di pulau Sumatera dan Kalimantan, baik yang dioperasikan oleh Perusahaan Milik Negara maupun swasta. Pada tahun 2006, Indonesia menduduki peringkat kedua setelah Australia dalam urutan negara pengekspor batubara. Peningkatan konsumsi energi tersebut berbanding lurus dengan peningkatan jumlah GRK yang dihasilkan. Indonesia sebagai anggota PBB telah mengesahkan Undang-Undang Nomor 6 Tahun 1994 tentang Pengesahan United Nations Framework Convention on Climate Change (Konvensi Kerangka Kerja Perserikatan Bangsa-Bangsa tentang Perubahan Iklim) dan juga mengesahkan Protokol Kyoto dengan dikeluarkannya UU No. 6 Nomor 17 tahun 2004. Meskipun Indonesia tidak diwajibkan melakukan penurunan emisi seperti halnya negara-negara yang tercantum dalam Annex I, namun tetap mempunyai peran dan harus berpartisipasi dalam upaya pengurangan emisi GRK, antara lain dengan cara mengembangkan program yang menekan perubahan iklim; melakukan kebersamaan pemakaian (share) teknologi dan bekerjasama untuk mereduksi emisi GRK serta mengembangkan inventori data emisi GRK. Kegiatan penambangan batubara, baik tambang terbuka maupun tambang dalam, merupakan salah satu sumber penyumbang GRK. IPCC Guidelines (2006) menyatakan bahwa total emisi gas metana dari sektor Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 1-1 penambangan batubara meliputi emisi yang dilepaskan selama proses penambangan pada tambang batubara terbuka (surface mining) dan emisi gas metana yang tambang batubara bawah tanah (underground mining). Sebagian besar metode penambangan batubara yang dilakukan di Indonesia adalah penambangan batubara terbuka (surface mining) yang tersebar di pulau Sumatera dan Kalimantan. GRK yang dominan diemisikan dari tambang batubara adalah gas metana, sehingga penelitian ini menitikberatkan pada gas metana. Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities menyebutkan metana merupakan GRK yang kelimpahannya di atmosfer terbesar kedua setelah karbondioksida namun memiliki efektivitas dalam menyerap panas atau Global Warming Potensial (GWP) antara 21-25 kali lebih tinggi dari karbon dioksida. Sebagai institusi yang bergerak di bidang energi, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral diharapkan berkontribusi dalam menginventarisasi jumlah GRK yang dihasilkan khususnya dari sektor energi serta ikut berupaya dalam penanggulangannya. Penelitian mengenai jumlah emisi gas metana di tambang batubara terbuka telah dilakukan pada tahun 2010, mengambil lokasi di Provinsi Kalimantan Selatan. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh jumlah emisi gas metana dari tambang terbuka PT Arutmin sebesar 325,836 ton CO2 ekivalen/tahun dan PT Adaro sebesar 91,425 ton CO2 ekivalen/tahun dengan faktor emisi gas metana : 1,2 m3 metana/ton batubara (Damayanti dkk., 2010). Sebagai kelanjutan dari penelitian tersebut, pada tahun 2011 ini dilakukan penelitian emisi gas metana dari kegiatan tambang batubara terbuka di Provinsi Sumatera Selatan. 1.2. Ruang Lingkup Kegiatan Ruang lingkup kegiatan ini meliputi: Studi literatur Penjajakan penelitian dengan pihak perusahaan tambang batubara Pengambilan data sekunder yang menunjang kegiatan penelitian Pengukuran gas metana dan pengambilan percontoh core batubara di tambang batubara terbuka Analisis dan pengolahan data berdasarkan metode Intergovernmental Panel on Climate Change Guidelines Penyusunan laporan 1.3. Tujuan Kegiatan ini bertujuan untuk mendapatkan data faktor emisi gas metana dari kegiatan tambang batubara terbuka di Sumatera Selatan. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 1-2 1.4. Sasaran Adapun sasaran dari kegiatan ini adalah untuk menentukan jumlah emisi gas metana yang dihasilkan dari kegiatan penambangan batubara terbuka. 1.5. Lokasi Kegiatan Kegiatan penelitian dilakukan di beberapa lokasi penambangan batubara, yaitu di Perusahaan Tambang Bukit Asam (PTBA) Tanjung Enim dan beberapa perusahaan tambang di Kabupaten Lahat yaitu PT Andalas Bara Sejahtera, PT Golden Great Borneo dan PT Muara Alam Sejahtera. Peta lokasi kegiatan ditampilkan pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 1-3 Gambar 1.1 Peta lokasi area tambang batubara PT. Bukit Asam Gambar 1.2 Peta Kabupaten Lahat Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 1-4 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Metana sebagai Gas Rumah Kaca Perubahan iklim dunia merupakan suatu permasalahan serius yang sedang kita hadapi. Sebagian besar pakar lingkungan sepakat bahwa terjadinya perubahan iklim merupakan salah satu dampak dari pemanasan global. Meskipun masih belum sepenuhnya diketahui dengan pasti, peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) di atmosfer bumi diyakini menjadi penyebab timbulnya pemanasan global. Pemanasan global dapat terjadi karena adanya efek rumah kaca. GRK yang berada di atmosfer bumi dapat disamakan dengan tabir kaca pada pertanian yang menggunakan rumah kaca. Panas matahari yang berupa radiasi gelombang pendek masuk ke bumi dengan menembus tabir GRK tersebut. Sebagian panas diserap oleh bumi dan sisanya dipantulkan kembali ke luar angkasa sebagai radiasi gelombang panjang. Namun, panas yang seharusnya dipantulkan kembali ke luar angkasa menyentuh permukaan tabir dan terperangkap di dalam bumi. Sebagian panas akan ditahan di permukaan bumi dan menghangatkan bumi. Permasalahan muncul ketika konsentrasi GRK di atmosfer bertambah. Dengan meningkatnya konsentrasi GRK, maka akan semakin banyak panas yang ditahan di permukaan bumi dan akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat. Kondisi ini sering disebut sebagai pemanasan global (Sugiyono, 2006). Kontribusi GRK terhadap pemanasan global bergantung pada jenis gasnya. Menurut Konvensi PBB mengenai Perubahan Iklim (United Nations Framework Concention on Climate Change), terdapat enam jenis gas yang digolongkan sebagai GRK yaitu karbondioksida (CO2), metana (CH4), dinitro-oksida (N2O), perfluorokarbon (PFC), hidrofluorokarbon (HFC) dan sulfur heksafluorida (SF6) (Samiaji, 2009). Setiap gas rumah kaca mempunyai potensi pemanasan global (Global Warming Potential GWP) yang diukur secara relatif berdasarkan emisi CO2 dengan nilai 1 (Tabel 2.1). Semakin besar nilai GWP nya menunjukkan gas tersebut mempunyai efektivitas penyerapan panas lebih tinggi dibandingkan dengan karbondioksida. Tabel 2.1 Komponen GRK dan potensinya terhadap pemanasan global Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 2-1 Komponen GRK Potensi Pemanasan Global (GWP) Karbondioksida (CO2) 1 Metana (CH4) 21-25 Nitrous oksida (NO2) 296 Hidrofluorokarbon (HCF) 120-12.000 Perfluorokarbon (PFC) 5700-11.900 Sulfur heksafluorida 22.200 Sumber : IPCC 2001 Gas metana di atmosfer berasal dari sumber biogenik dan non biogenik. Sebanyak 70% dari total emisi gas metana dunia berasal dari sumber biogenik antara lain: lahan basah (wetlands), area pertanian, peternakan, landfills, hutan dan laut. Sementara sumber emisi metana non biogenik diantaranya adalah penambangan dan pemanfaatan bahan bakar fosil, pembakaran biomasa, pengolahan sampah dan sumber-sumber geologi. Sumber emisi gas metana dapat juga dibagi menjadi sumber antropogenik (berasal dari aktivitas manusia) dan alami. Pertanian, peternakan, landfills, pembakaran biomassa dan pemanfaatan bahan bakar fosil termasuk dalam sumber antropogenik. Metana secara alami diemisikan dari lahan basah (wetlands), laut, hutan dan sumber geologi lain (Denman dkk., 2007; Prather dkk., 2001). Menurut Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities menyebutkan bahwa metana merupakan GRK dengan kelimpahan terbesar kedua di atmosfer setelah karbondioksida. Gambar 2.1 menunjukkan kontribusi GRK terhadap radiasi global, dalam hal ini gas karbondioksida merupakan kontributor terbesar dibandingkan GRK lainnya. Sementara Gambar 2.2 menunjukkan kontribusi masing-masing sektor terhadap tingkat emisi metana antropogenik. Sumber : IPCC, 2007 Gambar 2.1 Kontribusi emisi GRK antropogenik terhadap radiasi global Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 2-2 Sumber : U.S. EPA’s Global Anthropogenic Emissions of Non-CO2 Greenhouse Gases: 1990–2020 Gambar 2.2 Estimasi global emisi metana antropogenik berdasarkan sumber emisi 2.2. Metana dalam Batubara Gas metana dan batubara terbentuk bersamaan selama proses pembentukan batubara (coalification). Dalam proses ini, biomassa diubah secara biologi, fisika (temperatur dan tekanan) maupun geologi menjadi batubara (Warmuzinski, 2008). Tingkat pembentukan batubara menghasilkan kelas batubara yang berbeda. Kandungan metana semakin meningkat sejalan dengan proses koalifikasi. Oleh karena itu semakin tinggi kelas batubara, semakin tinggi pula kandungan gas metananya (Anonimous, 1999). Gas metana tersimpan di dalam batubara itu sendiri serta pada lapisan di sekelilingnya. Sejumlah besar metana dapat disimpan didalam mikrostruktur batubara. Secara umum, besar kandungan metana dalam batubara ditentukan oleh kedalaman lapisan batubara, kelas batubara (coal rank), dan tekanan. Semakin dalam lapisan batubara maka tekanannya pun semakin tinggi maka kandungan metana semakin tinggi pula. Demikian pula dengan kelas batubara berbanding lurus dengan kandungan metana. Namun pada batubara dengan kelas yang sama akan memiliki kandungan metana yang berbeda apabila kedalaman lapisannya berbeda. 2.3. Emisi Gas Metana Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 2-3 Pelepasan gas metana terjadi apabila tekanan pada lapisan batubara menurun akibat kegiatan penambangan atau adanya erosi atau terjadi rekahan. Metana akan berpindah dari tempat dengan konsentrasi tinggi ke tempat dengan konsentrasi rendah, sampai menemukan jalan keluar seperti adanya rekahan. Permeabilitas batubara juga menentukan pelepasan metana. Sejalan dengan menurunnya tekanan pada saat penambangan, gas metana terlepas dari lapisan batubara yang ditambang serta dari lapisan sekelilingnya. Semakin banyak lapisan yang terkupas akibat penambangan menentukan jumlah metana yang dilepaskan. Jumlah metana yang terlepas akibat kegiatan penambangan dapat melebihi jumlah metana yang terkandung dalam batubara (Kissel et al., 1973). Perkiraan emisi metana secara global maupun regional dari penambangan batubara bergantung pada berbagai asumsi antara lain jenis batubara, kedalaman tambang/lapisan, metode penambangan, kandungan metana pada lapisan batubara dan jumlah metana yang terlepas (Beck dkk., 1993). Tambang batubara bawah tanah (underground mining) melepaskan gas metana lebih banyak dibandingkan dari tambang terbuka (surface mining) karena kandungan gas yang lebih tinggi di lapisan batubara yang lebih dalam. Penambangan batubara dengan metode longwall mining akan melepaskan gas metana lebih banyak daripada penambangan batubara dengan metode room and pillar mining. Emisi metana dari tambang batubara terbuka jumlahnya sangat tidak pasti. Meskipun demikian secara umum emisi metana per ton batubara dari tambang batubara terbuka lebih rendah daripada emisi metana dari tambang batubara bawah tanah (Irving dkk., 2001). Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 2-4 BAB III. PROGRAM KEGIATAN Program kegiatan ini adalah sebagai berikut: Studi literatur Berupa pengumpulan referensi yang terkait dengan penelitian serta melakukan diskusi dengan berbagai instansi dan pihak narasumber. Penjajakan penelitian dengan pihak perusahaan tambang batubara Penjajakan dilakukan untuk mendapatkan ijin penelitian serta mendapatkan gambaran awal tentang profil tambang. Pada tahap ini juga dilakukan pengumpulan data sekunder yang dibutuhkan untuk menunjang kegiatan penelitian di lapangan. Pengambilan data sekunder yang menunjang kegiatan penelitian Data sekunder yang dibutuhkan untuk menunjang kegiatan penelitian antara lain: - Profil perusahaan - Peta bukaan tambang - Data produksi batubara - Data luasan tambang - Data kualitas serta jenis batubara - Data kedalaman overburden atau kedalaman galian - Data geoteknik, geokimia dan data logbor batubara - Data litologi/stratigrafi Pengukuran gas metana dan pengambilan percontoh core batubara di tambang batubara terbuka Pengukuran gas metana secara langsung di lapangan menggunakan alat Soil Flux Meter di titik pengukuran yang telah ditentukan. Analisis dan pengolahan data berdasarkan metode IPCC Metodologi analisis dan perhitungan estimasi emisi gas metana berdasarkan IPCC Guideline 2006 Penyusunan laporan Pembuatan laporan merupakan tahapan akhir dari kegiatan ini, yang berisikan tahapan pelaksanaan kegiatan serta hasil penelitian yang telah dilakukan. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 3-1 IV. METODOLOGI Dalam inventarisasi gas rumah kaca (GRK), metode yang telah disepakati dan digunakan oleh negaranegara yang meratifikasi United Nations Framework Convention On Climate Change (UNFCCC) adalah metode IPCC Guidelines 2006. Metode ini memberikan tahapan dan langkah yang diperlukan untuk pengukuran, pemantauan dan pelaporan perubahan emisi. Emisi gas metana dari tambang batubara secara umum dideskripsikan sebagai semua metana yang dilepaskan sebelum, selama dan setelah penambangan. Emisi gas rumah kaca dari tambang batubara akan difokuskan pada metana, oleh karena gas ini merupakan emisi yang terlepas (fugitive) paling penting dari tambang batubara. Komponen penting dalam inventarisasi GRK adalah data kegiatan (activity data) dan faktor emisi atau serapan (emission factor). Activity data merupakan kuantifikasi perubahan luas areal untuk setiap kategori emisi atau serapan. Sedangkan faktor emisi/serapan adalah kemampuan untuk mengemisi atau menyerap GRK dari suatu unit/kategori lahan yang dikonversi (misalnya dalam ton CO2/biomassa per Ha per tahun). Masing-masing data kegiatan (activity data) dan faktor emisi memiliki tingkat kerincian (Tier). Terdapat tiga pilihan kerincian, yaitu Tier 1, 2 dan 3. Metodologi perhitungan emisi gas metana dengan pendekatan Tier 1 digunakan apabila data-data yang dibutuhkan tidak tersedia atau terbatas dan nilai faktor emisi menggunakan nilai yang sudah ditentukan oleh IPCC. Pendekatan dengan Tier 2 digunakan apabila data-data atau faktor emisi untuk spesifik negara atau basin yang mewakili nilai rata-rata batubara yang sedang ditambang tersedia. Pendekatan Tier 3 menggunakan pengukuran langsung pada masing-masing tambang dan bila diaplikasikan secara benar akan memiliki tingkat ketidakpastian terendah. Estimasi Emisi Gas Metana padaTambang Batubara Terbuka Persamaan umum untuk mengestimasi emisi gas metana pada tambang batubara terbuka adalah sebagai berikut: Emisi CH4 = emisi CH4 pada tambang terbuka (Surface mining emissions of CH4) + emisi CH4 setelah ditambang (Post-mining emission of CH4) Yang termasuk dalam post-mining emissions adalah emisi CH4 dari batubara yang telah ditambang, dalam hal ini CH4 diemisikan pada saat pengolahan dan transportasi. Perhitungan emisi metana dengan pendekatan Tier 3 masih belum layak (feasible) dilakukan. Untuk negara dengan produksi batubara yang cukup signifikan dan memiliki beberapa tambang batubara, Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 4-1 pemisahan data dan faktor emisi pada masing-masing tambang batubara (coal basin) akan meningkatkan akurasi estimasi. Pemilihan metode dilakukan mengikuti bagan alir pada Gambar 3.1. Karena produksi batubara Indonesia dari tambang terbuka jumlahnya lebih besar dibandingkan dari tambang dalam maka tambang batubara terbuka dinyatakan sebagai faktor kunci. Mulai Apakah data faktor emisi negara/spesifik basin tersedia Ya Tier 2 Tidak Apakah tambang terbuka menjadi kategori kunci? Tidak Tier 1 Ya Kumpulkan data untuk metode Tier 2 Gambar 3. 1 Bagan pemilihan metode perhitungan emisi gas metana Meskipun pengukuran emisi metana dari tambang terbuka sudah semakin banyak yang bisa dilakukan, namun pada saat ini belum ada metode pengukuran rutin yang dapat diaplikasikan secara luas. Data kandungan gas in situ sebelum pengupasan overburden juga merupakan data yang sangat sulit didapat pada operasi tambang batubara terbuka. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 4-2 Perhitungan emisi metana dengan pendekatan faktor emisi mengikuti persamaan berikut ini: Apabila ketersedian data terbatas dan tambang batubara terbuka bukan merupakan faktor kunci maka digunakan persamaan Tier 1 di bawah ini. Emisi Metana = Faktor emisi CH4 x Produksi Batubara x faktor konversi dengan satuan : Emisi metana (Gg) Faktor emisi CH4 (m3 /ton) Produksi batubara (ton/tahun) Faktor Emisi: Faktor emisi CH4 rendah = 0.3 m3/ton Faktor emisi CH4 rata-rata= 1.2 m3/ton Faktor emisi CH4 tinggi = 2.0 m3/ton Faktor konversi adalah adalah berat jenis metana dan dikonversi dari volume metana ke berat metana. Berat jenis dihitung pada suhu 20C dan tekanan 1 atmosfir dan besar nilainya adalah 0,67 x 10-6 Gg/m3 Untuk pendekatan Tier 1, nilai faktor emisinya sudah ditentukan berdasarkan tingkat kedalaman overburden, faktor emisi rendah digunakan untuk batubara dengan kedalaman overburden kurang dari 25 meter dan faktor emisi tinggi untuk kedalaman overburden lebih dari 50 meter. Untuk kedalaman diantaranya (25-50 meter), dapat digunakan faktor emisi dengan nilai rata-rata. Jika data overburden tidak ada, maka nilai yang digunakan adalah faktor emisi rata-rata yaitu 1,2 m3/ton. Metode estimasi emisi metana dengan Tier 2 menggunakan persamaan yang sama dengan Tier 1 namun dengan pemisahan pada level coal basin (bukaan tambang batubara). Pada penelitian ini nilai faktor emisi dicari dengan cara melakukan pengukuran emisi metana secara langsung di lokasi tambang terbuka. Rata-rata nilai emisi metana tersebut digunakan sebagai nilai faktor emisi untuk menentukan besar emisi metana di lokasi penelitian. Pengukuran emisi metana dilakukan disetiap lapisan batubara menggunakan alat soil flux meter dengan pengulangan pengukuran sebanyak lima kali. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 4-3 Pengukuran emisi metana secara langsung pada tahap post-mining juga tidak layak (feasible) dilakukan sehingga untuk perhitungannya digunakan pendekatan faktor emisi. Estimasi emisi metana pada tahap post-mining mengikuti persamaan berikut ini: Emisi Metana = Faktor emisi CH4 x Produksi Batubara x faktor konversi Dengan satuan : Emisi metana (Gg/tahun) Faktor emisi CH4 (m3 /ton) Produksi batubara (ton/tahun) Faktor Emisi: Faktor emisi CH4 rendah = 0 m3/ton Faktor emisi CH4 rata-rata= 0.1 m3/ton Faktor emisi CH4 tinggi = 0.2 m3/ton Faktor konversi adalah berat jenis metana dan dikonversi dari volume metana ke berat metana. Berat jenis di hitung pada suhu 20C dan tekanan 1 atmosfir dan besar nilainya adalah 0,67 x 10-6 Gg/m3 IPCC merekomendasikan nilai faktor emisi rata-rata untuk digunakan dalam estimasi metana pada tahap post-mining, kecuali jika tersedia data atau bukti yang mendukung penggunaan nilai faktor emisi rendah atau tinggi. Selain perhitungan dengan menggunakan faktor emisi, juga dilakukan pengukuran dengan pengambilan percontoh core pada daerah/seam yang sedang dilakukan pengeboran oleh perusahaan yang dikunjungi. Percontoh core batubara ini akan dianalisis untuk mengetahui kandungan metana per satuan berat core yang didapat. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 4-4 V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Profil Lokasi Penelitian 5.1.1. PT Tambang Batubara Bukit Asam Pelaksanaan kegiatan lapangan dalam rangka penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara terbuka ini dilakukan di lokasi tambang batubara Perusahaan Tambang Batubara Bukit Asam (PTBA). Secara administratif lokasi PTBA berada di daerah Tanjung Enim, Sumatera Selatan dengan luas tambang sekitar 66.414 Ha. Penelitian difokuskan di area Tambang Air Laya yang merupakan area tambang terluas di Tanjung Enim, dengan luas bukaan tambang sebesar ± 850 Ha dan memproduksi batubara sebanyak 12 juta ton per tahun. Gambar 5.1 Peta lokasi Perusahaan Tambang Batubara Bukit Asam Geologi Daerah Penelitian Daerah penambangan PT. Tambang Batubara Bukit Asam (Persero) termasuk dalam zona fisiografis cekungan Sumatera Selatan. Cekungan Sumatera Selatan bagian dari Sumatera Timur, yang dipisahkan dari cekungan Sumatera Tengah oleh tinggian Asahan atau pegunungan Tiga Puluh di barat laut, membentang ke selatan dengan dibatasi oleh pegunungan Bukit Barisan dan daratan Pra-Tersier di sebelah timur lautnya. Sedimentasi di cekungan Sumatera Selatan berlangsung terus menerus selama zaman Tersier dengan penurunan dasar cekungan, sehingga ketebalan ketebalan sediment mencapai 600 meter. Sedimentasi di cekungan Sumatera Tengah dan Sumatera Selatan terjadi fase Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka Tahap II 5-1 regresi sebagai pengendapan dalam lingkungan Shallow Inner Neritic yang beralih ke lingkungan rawa dan kemudian Delta Plain, sedang bagian atas merupakan daerah Swampland dan Marsh. Cekungan pengendapan tersebut sebagai tempat akumulasi bahan-bahan organic dalam jumlah yang banyak berubah menjadi batubara yang mencirikan urutan-urutan regresi. Cekungan Sumatera Selatan dipisahkan dari daerah Sumatera Tengah oleh daerah pengangkatan Bukit Tigapuluh. Sedang di bagian selatan dipisahkan dari cekungan Sunda oleh daerah tinggian Lampung. Struktur geologi daerah ini terdiri dari tiga antiklinorium Palembang, antiklinorium Pendopo dan antiklinorium Muara Enim, masing-masing dari arah timur laut sampai barat daya. Endapan Tersier pada cekungan Sumatera selatan dari yang tua sampai yang muda dapat dipisahkan menjadi beberapa formasi, yaitu : Formasi Lahat, Formasi Talang Akar, Formasi Baturaja, Formasi Gumai, Formasi Air Benakat, Formasi Muara Enim, Formasi Kasai. 5.1.1. PT Andalas Bara Sejahtera Secara administratif, lokasi penambangan PT Andalas Bara Sejahtera (ABS) berada di Desa Merapi, Kecamatan Merapi Selatan, Kabupaten Lahat, Provinsi Sumatera Selatan. Lokasi penambangan PT ABS terletak ±250 km arah barat daya Palembang dan dapat dijangkau dengan waktu tempuh selama 7 jam dari Palembang. Izin Usaha yang diperoleh PT ABS antara lain izin Usaha Penambangan (IUP) Eksplorasi No. 503/506/Kep/PERTAMBEN/2008 tentang Pemberian Izin Eksplorasi seluas 150 Ha. Pada area tambang ini terdapat dua pit yang aktif, pada masing-masing pit terdapat lima lapisan (seam) batubara yaitu A1, A2, B0, B dan C. Secara umum cadangan batubara yang terdapat di PT ABS ini termasuk dalam formasi Muara Enim. Kapasitas produksi PT ABS ini sebesar 40-50 ton/ bulan. 5.2.1. PT Golden Great Borneo Secara administratif, lokasi penambangan PT Golden Great Borneo (GGB) berada di Desa Banjarsari dan Prabumenang, Kecamatan Merapi Timur, Kabupaten Lahat, Provinsi Sumatera Selatan. Wilayah konsesi PT GGB menempati area seluas 2000 Ha. Pada area tambang PT GGB terdapat tiga pit namun hanya dua yang aktif beroperasi. Tiap pit terdiri dari dua lapisan (seam) batubara yaitu lapisan R dan Q, namun hanya lapisan Q saja yang ditambang (produktif) karena lapisan R dinilai tidak Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka Tahap II 5-2 ekonomis untuk ditambang. Secara umum cadangan batubara yang terdapat di PT GGB termasuk dalam formasi Muara Enim. 5.3.1. PT Muara Alam Sejahtera Wilayah Kuasa Pertambangan (KP) PT Muara Alam Sejahtera (MAS) secara administratif terletak dalam Kecamatan Merapi Barat Kabupaten Lahat, Provinsi Sumatera Selatan dengan area tambang seluas 1.745 Ha. Hingga saat ini luas bukaan tambang baru seluas 102 Ha (termasuk area untuk infrastruktur). Pada area tambang PT MAS terdapat dua pit aktif yaitu pit Barat dan pit Timur. Masing-masing pit terdiri atas empat lapisan (seam) batubara yaitu A1, A2, B1 (merupakan main seam) dan B2. Secara umum batubara yang terdapat di area penambangan PT MAS termasuk dalam formasi Muara Enim. Kapasitas produksi batubara yang dihasilkan PT MAS sebesar 1,2 juta ton/ tahun. 5.2. Perhitungan Emisi Metana dari Tambang Batubara Perhitungan emisi metana secara umum dapat dihitung berdasarkan data kedalaman overburden (pendekatan Tier 1) pada masing-masing tambang. Perbedaan kedalaman overburden menentukan faktor emisi yang digunakan pada perhitungan emisi (Tabel 5.1). Tabel 5.1 Faktor Emisi Metana untuk Tambang yang Diteliti Nama Perusahaan Jumlah Produksi (ton/tahun) Kedalaman overburden rata-rata (m) Faktor emisi (m3/ton) 12.000.000 25-50 1,2 PT Andalas Bara Sejahtera 600 < 25 0,3 PT Golden Great Borneo 1.451.030 < 25 0,3 PT Muara Alam Sejahtera 1.200.000 < 25 0,3 PT Bukit Asam Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka Tahap II 5-3 Mengacu pada ketententuan penggunaan faktor emisi pada IPCC 2006, untuk tambang dengan kedalaman overburden kurang dari 25 meter menggunakan faktor emisi rendah yaitu sebesar 0,3 m3/ton , yaitu tambang PT Andalas Bara Sejahtera, tambang PT Golden Great Borneo dan tambang PT Muara Alam Sejahtera. Sedangkan untuk Tambang Air Laya PT Bukit Asam yang memiliki kedalaman overburden antara 25-50 meter, faktor emisi yang digunakan adalah faktor emisi rata-rata yaitu sebesar 1,2 m3/ton. Selanjutnya untuk perhitungan emisi metana untuk tambang terbuka digunakan persamaan sebagai berikut : Emisi Metana (Gg) = Faktor emisi CH4 (m3/ton)* Produksi Batubara(ton/thn) * faktor konversi Gg/m3 Faktor konversi merupakan berat jenis metana dan dikonversi dari volume metana ke berat metana. Berat jenis di hitung pada suhu 20C dan tekanan 1 atmosfir dan besar nilainya adalah 0,67 * 10-6 Gg/m3 Hasil perhitungan emisi metana dari setiap tambang yang diteliti berdasarkan persamaan diatas disajikan pada Tabel 5.2. Hasil emisi metana yang diberikan tersebut selanjutnya dikonversi menjadi emisi CO2 ekivalen dengan mengalikan dengan potensial metana sebesar 21 kali CO2. Tabel 5.2 Perkiraan Emisi Metana Menggunakan Faktor Emisi Nama Perusahaan PT Bukit Asam Jumlah Produksi (ton/tahun) Faktor emisi (m3/ton) Jumlah emisi metana Emisi CO2 ekivalen (Gg) (Gg) 12.000.000 1,2 9,648 202,61 PT Andalas Bara Sejahtera 600 0,3 0,0001 0,00 PT Golden Great Borneo 1.451.030 0,3 0,292 6,12 PT Muara Alam Sejahtera 1.200.000 0,3 0,2412 5,07 Berdasarkan data diatas secara umum dapat dilihat semakin besar kapasitas produksi kemungkinan jumlah emisi metana yang teremisikan juga semakin besar. Hal ini disebabkan oleh semakin banyaknya lapisan batubara yang tersingkap. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka Tahap II 5-4 Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka Tahap II 5-5 VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan 1. Berdasarkan data overburden dari masing-masing tambang batubara, faktor emisi pada tambang PT Andalas Bara Sejahtera, tambang PT Golden Great Borneo dan tambang PT Muara Alam Sejahtera adalah sebesar 0,3 m3/ton (faktor emisi rendah), sedangkan untuk Tambang Air Laya PT Bukit Asam faktor emisi yang digunakan adalah faktor emisi rata-rata yaitu sebesar 1,2 m3/ton. 2. Berdasarkan hasil perhitungan dengan Tier 1, jumlah emisi metana di Tambang Air Laya PTBA sebesar 9,648 Gg; di Tambang PT Andalas Bara Sejahtera sebesar 0,0001 Gg; di Tambang Golden Great Borneo sebesar 0,292 Gg; di Tambang Muara Alam Sejahtera sebesar 0,2412 Gg. 6.2. Saran 1. Penelitian sebaiknya dilakukan tidak hanya pada batubara dengan formasi muara enim, tetapi juga untuk batubara dengan formasi lain sehingga faktor emisi yang didapat lebih spesifik. 2. Diperlukan data kandungan metana insitu (dari contoh core batubara) agar perhitungan faktor emisi lebih akurat. 3. Perlu dilakukan pengukuran emisi metana dengan waktu yang lebih lama agar dapat diperoleh data yang lebih akurat. Draft Laporan Penelitian Emisi Gas Metana dari Tambang Batubara Terbuka 6-1 DAFTAR PUSTAKA Anonimous. 1999. Method For Estimating Methane Emissions From Coal Mining. Beck, L.L., Piccot, S.D. and. Kirchgessner, D.A. 1993. Industrial sources. In 'Atmospheric Methane: Sources. Sinks and Role in Global Change.' (Eds. M. Khalil) pp. 399-341. (Springer-Verlag, New York, NY). IPCC. 2006. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 2. Irving, W & Tailakov, O. 2001. Ch4 Emissions: Coal Mining and Handling. Good Practice Guidance And Uncertainty Management In National Greenhouse Gas Inventories. Samiaji. 2009. Upaya Menanggulangi CO2 di Atmosfer. Pusfatsaklim LAPAN. Berita Dirgantara Vol. 10 N0. 3, 2009. Sugiyono. 2006. Penanggulangan Pemanasan Global di Sektor Pengguna Energi Jurnal Sains & Teknologi Modifikasi Cuaca. Vol. 7, No. 2, 2006 : 15-19 Bidang Perencanaan Energi, PTPSE-BPPT. US-EPA. 2011. Global Anthropogenic Non-CO2 Greenhouse Gas Emissions: 1990 – 2030. Warmuzinski, K. 2008. Harnessing Methane Emissions From Coal Mining.