Insight SMI 2015 - 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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
(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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
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 [$/MWh]
Faktor
Kapasistas
Levelized
capital cost
Fixed O&M
Variable O&M
(termasuk BBM)
Investasi
Transmisi
Biaya Levelized
Total Sistim
Batubara Konvensional
85
65,7
4,1
29,2
1,2
100,1
Batubara Canggih (Advanced Coal)
85
84,4
6,8
30,7
1,2
123,0
Batubara Canggih dengan CGS
85
88,4
8,8
37,2
1,2
135,5
Siklus Gabungan Konvensional
87
15,8
1,7
48,8
1,2
67,1
Siklus Gabungan Canggih
87
17,4
2,0
45,0
1,2
65,6
Siklus Gabungan Canggih dgn CGS
87
34,0
4,1
54,1
1,2
93,4
Turbin Pembakaran Konvensional
30
44,2
2,7
80,0
3,4
130,3
Turbin Pembakaran Canggih
30
30,4
2,6
68,2
3,4
104,6
Nuklir Canggih
90
83,4
11,6
12,3
1,1
108,4
Panas Bumi
92
76,2
12,0
0
1,4
89,6
Biomass
83
53,2
14,3
42,3
1,2
111,0
Angin
34
70,3
13,1
0
3,2
86,6
Angin-Lepas Pantai
37
193,4
22,4
0
5,7
221,5
Jenis Pembangkit
Batubara
Gas Alam
Teknologi Lainnya
Teknologi Non-Dispatchable
Sel Surya (Solar PV)
25
130,4
9,9
0
4,0
144,3
Panas Surya (Solar Thermal)
20
214,2
41,4
0
5,9
261,5
Air
52
78,1
4,1
6,1
2,0
90,3
Sumber: EIA’s Annual Energy Outlook 2013
SMI Insight 2015
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
10
Risiko Keuangan Panas Bumi
Meskipun biaya modal awal yang tinggi, energi panas bumi tetap menjadi sumber energi terbarukan yang lebih murah dibanding teknologi pesaing untuk setiap MWh listrik yang dihasilkan. Pengembangan energi panas bumi memerlukan biaya modal
awal yang tinggi untuk kebutuhan pengeboran sumur. Namun, dengan tidak adanya biaya bahan bakar dan biaya variabel
lainnya selama lebih dari 50 tahun proyek tersebut ada untuk membangkitkan listrik, biaya kesetaraan (levelized) panas bumi
tetap yang terendah ($ 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
PT Sarana Multi Infrastruktur (Persero) || www.ptsmi.co.id
11