Slide Dasar dasar panas bumi

DASAR PANASBUMI

Nugroho Budi R.
2014

 Geo

 Thermal

= Bumi
= Panas

Geothermal / Panasbumi 
“Energi yang secara alami berasal dari panas yang
dihasilkan bumi”
UU no 27 tahun 2008 
Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung
di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral
ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya
tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi
dan

untuk
pemanfaatannya
diperlukan
proses
penambangan.

1 MW = 42 Barel Oil/Day
1.000 Mwe
30 tahun

SUMBER
ENERGI

POTENSI

465 Juta
Barrel BBM

POTENSI
DUNIA

CADANGAN
TERBUKTI

PRODUKSI
(THN)

KETERANGAN

Minyak
bumi

321 miliar
barel

1,2 %

5 miliar

500 juta

barel

10 tahun habis

Gas bumi

507 TSCF

3,3 %

90 TSCF

3 TCF

30 tahun habis

27 GW

40%

2305 MW

807 MW

30 tahun ++

Panas bumi

Pemanfaatan Tidak Langsung

Pemanfaatan Langsung

yaitu memanfaatkan energi panas bumi
untuk pembangkit listrik

yaitu memanfaatkan secara langsung
panas yang terkandung pada fluida
panas bumi untuk sektor non-listrik :
Wisata, pertanian, pemanas rumah dll.

Kota Reykjavik Iceland,
Setelah penduduk kota tersebut menggunakan energi panas bumi untuk
penghangat ruangan. Kota ini menjadi salah satu kota paling bersih di dunia
dari pencemaran udara.

http://geothermal.marin.org/index.html

Heat flows outward from Earth's interior. The crust insulates us from
Earth's interior heat. The mantle is semi-molten, the outer core is liquid
and the inner core is solid.

http://geothermal.marin.org

Earth

http://geothermal.marin.org

 The heat from the earth's core continuously flows outward. It

transfers (conducts) to the surrounding layer of rock, the

mantle. When temperatures and pressures become high
enough, some mantle rock melts, becoming magma. Then,
because it is lighter (less dense) than the surrounding rock, the
magma rises (convects), moving slowly up toward the earth's
crust, carrying the heat from below.
 Sometimes the hot magma reaches all the way to the surface,

where we know it as lava. But most often the magma remains
below earth's crust, heating nearby rock and water (rainwater
that has seeped deep into the earth) - sometimes as hot as 700
degrees F. Some of this hot geothermal water travels back up
through faults and cracks and reaches the earth's surface as hot
springs or geysers, but most of it stays deep underground,
trapped in cracks and porous rock. This natural collection of hot
water is called a geothermal reservoir.

fumaroles

mud pots

hot springs

Geyser

 Fumarole adalah lubang kecil yang memancarkan uap panas kering

(dry steam) atau uap panas yang mengandung butiran-butiran air
(wet steam). Apabila uap tersebut mengandung gas H2S maka
manifestasi permukaan tersebut disebut Solfatar. Fumarole yang
memancarkan uap dengan kandungan asam boric tinggi umumnya
disebut Soffioni.

 Geyser didefinisikan sebagai mata air panas yang menyembur ke

udara secara intermitent (pada selang waktu tak tentu) dengan
ketinggian air sangat beraneka ragam, yaitu dari kurang dari satu
meter hingga ratusan meter. Geyser merupakan manifestasi
permukaan dari sistim dominasi air.

 Silika sinter adalah endapan silika di permukaan yang berwarna

keperakan. Silika sinter merupakan manifestasi pernukaan dari sistim
panasbumi yang didominasi air. Endapan ini dapat digunakan sebagai
indikator yang baik bagi keberadaan reservoir bersuhu >175 0C.

 Travertin adalah jenis karbonat yang diendapkan di dekat atau

permukaan; ketika air meteorik yang sedang bersirkulasi mengalami
pemanasan oleh magma dan bereaksi dengan batuan karbonat.
Biasanya terbentuk sebagai timbunan/gundukan di sekitar mata air
panas, dapat digunakan sebagai indikator reservoir panas bumi
termperatur rendah.

 Alterasi hidrothermal merupakan proses yang terjadi akibat adanya

reaksi antara batuan asal dengan fluida panasbumi. Batuan hasil
alterasi hidrotermal tergantung pada beberapa faktor, tetapi yang
utama adalah temperatur, tekanan, jenis batuan asal, komposisi
fuida (hususnya pH) dan lamanya reaksi. Mineral hidrothermal yang
dihasilkan di zona permukaan biasanya adalah kaolin, sulphur, residue

silika dll.

 Kajian geologi menyelidiki sistem vulkanis, struktur

geologi, umur batuan, jenis dan tipe batuan ubahan
dalam kaitannya dengan sistem panas bumi.

 Kajian geokimia menyelidiki tipe dan tingkat maturasi

air, asal mula air panas, model hidrologi dan sistem
fluidanya.

 Kajian geofisika menyelidiki parameter fisis batuan dan

struktur bawah permukaan sistem panas bumi.

 Kajian teknik reservoir menyelidiki sifat fisis dari

batuan dan fluida serta perpindahan fluida dari
reservoir.

METODA EKSPLORASI PANAS BUMI GEOLOGI
TARGET
KENDALA

1. MODEL GEOLOGI & VULKANISME
2. MODEL HIDROTERMAL / PANASBUMI

TIDAK ADA SINGKAPAN (HUTAN
LEBAT, DATARAN RENDAH)

3. MENENTUKAN DAERAH PROSPEK

METODE SURVEI
1. PENJAJAGAN (REKONESAN)

2. STUDI GEOLOGI REGIONAL
3. GEOLOGI FOTO

4. PEMETAAN GEOLOGI VULKANOSTRATIGRAFI (1 : 25.000)

5. PEMETAAN ALTERASI (1 : 10.000)

6. PEMETAAN HIDROGEOLOGI
7. STUDI GEOKRONOLOGI DAN EVOLUSI MAGMATIK
8. BOR DANGKAL / “AUGER”

PERSIAPAN

.studi literatur
.analisis peta topografi
.analisis foto udara
.analisis citra satelit

.pengamatan singkapan
.analisis profil
.ploting data
.pengambilan contoh batuan

PELAKSANAAN LAPANGAN
.

ANALISIS LABORATORIUM

ANALISIS STUDIO/
PENGGAMBARAN

.petrografi, XRD,
PIMA, dating

PETA GEOLOGI/LAPORAN

 Sumber daya panas bumi adalah besarnya potensi panas
bumi yang ditentukan dengan dasar estimasi parameter
terbatas, untuk dibuktikan menjadi potensi cadangan.

 Cadangan panas bumi adalah jumlah kandungan panas
bumi yang tersimpan di bawah permukaan dan diestimasikan
dengan ilmu-ilmu kebumian, kelistrikan yang dapat
dimanfaatkan dalam waktu tertentu.

Kelas Potensi Energi Panas Bumi

Sumber Daya

Cadangan

(resources)

(reserve)

Spekulatif

Hipotetis

(Speculative)

(Hypothetic)

Terduga

Mungkin

Terbukti

(Possible)

(Probable)

(Proven)

1) Kelas sumber daya spekulatif adalah kelas sumber
daya yang estimasi potensi energinya didasarkan pada studi
literatur serta penyelidikan pendahuluan.

2) Kelas sumber daya hipotetis adalah kelas sumber daya
yang estimasi potensi energinya didasarkan pada hasil
penyelidikan pendahuluan lanjutan.

1) Kelas cadangan terduga adalah kelas cadangan yang

estimasi potensi energinya
penyelidikan rinci.

didasarkan

pada

hasil

2) Kelas cadangan mungkin adalah kelas cadangan yang

estimasi potensi energinya didasarkan pada hasil
penyelidikan rinci dan telah diidentifikasikan dengan bor
eksplorasi (wildcat) serta hasil prastudi kelayakan.
3) Kelas cadangan terbukti adalah kelas cadangan yang

estimasi potensi energinya didasarkan pada hasil
penyelidikan rinci, diuji dengan sumur eksplorasi,
deliniasi dan pengembangan serta dilakukan studi
kelayakan.

MATRIKS KLASIFIKASI POTENSI ENERGI PANAS BUMI
(SNI 18-6009-1999)
Klasifikasi

Tingkat
Penyelidikan

Sumber Daya I. Penyelidikan
Spekulatif

Pendahuluan

Metoda/Kegiatan

Studi literatur dan tinjauan
lapangan

Keluaran

1.Peta geologi tinjau dan sebaran
manifestasi
2.Suhu fluida di permukaan

3.Suhu bawah permukaan
(estimasi)
4.Potensi sumber daya spekulatif
Sumber Daya Penyelidikan
Hipotetis

Geologi (skala 1:25.000)

1.Peta geologi pendahuluan

Pendahuluan

1.

Geokimia

Lanjutan

2.

Geofisika (Pemetaan)

b) Tipe fluida dan

3.

Geohidrologi & hidrologi

c) Sistem panas bumi

(tidak dilakukan rinci)

2. a) Peta anomali unsur kimia

3. Peta geofisika (grav, magnet)
4. Peta hidrogeologi
5. Potensi sumber daya hipotetis

MATRIKS KLASIFIKASI POTENSI ENERGI PANAS BUMI
(SNI 18-6009-1999)
Tingkat
Penyelidikan

Klasifikasi
Cadangan
Terduga

III.
Penyelidikan Rinci

Metoda/Kegiatan
1. Geologi :

Keluaran
1. a) Peta geologi rinci

a. permukaan

b) Peta zona ubahan

b. bawah permukaan

c) Peta struktur geologi

2. Geokimia :
a. permukaan

b. bawah permukaan
3. Geofisika :
a. pemetaan

b. Pendugaan
c. logging (landaian suhu)
4. Pengeboran Landaian Suhu

(tidak menjadi syarat
penghitungan potensi)

lanjutan

1 peta

d) Peta identifikasi bahaya geologi (tambahan)
e) Penampang batuan sumur landaian suhu

(tambahan)
2. a) Peta anomali kimia
b) Model hidrologi/ Peta zonasi hidrologi

3. a) Peta anomali dan penampang tegak
pendugaan sifat fisis batuan
b) Sifat fisis batuan dan fluida sumur landaian
suhu (tambahan)
4. Sumur Landaian suhu (tambahan)
5. Model panas bumi tentatif
6. Saran lokasi titik bor landaian suhu
(tambahan)
7. Potensi Cadangan Terduga

Catatan : pada tahapan penyelidikan rinci ini dilakukan survei 3G sehingga dapat dideliniasi daerah
prospek dan dimensi reservoir

MATRIKS KLASIFIKASI POTENSI ENERGI PANAS BUMI
(SNI 18-6009-1999)
Klasifikasi

Cadangan
Mungkin

Tingkat Penyelidikan

IV.
Pengeboran Eksplorasi

Metoda/Kegiatan

lanjutan

Keluaran

1. Pengeboran eksplorasi (wild 1. Sumur eksplorasi
cat)

2. Geologi
3. Pengujian sumur (geokimia,
geofisika)

2. a) Model geologi bawah

permukaan
b) Zona ubahan
3. Sifat fisis dan kimia sumur
4. Model panas bumi tentatif
5. Potensi sumur eksplorasi

V. Prastudi Kelayakan

Evaluasi potensi

1. a) Potensi cadangan mungkin

b) Pemanfaatan langsung atau
tidak langsung
2. Rencana pengembangan

MATRIKS KLASIFIKASI POTENSI ENERGI PANAS BUMI
(SNI 18-6009-1999)
Klasifikasi

Tingkat Penyelidikan
VI.
Pengeboran Delineasi

Metoda/Kegiatan
1. Pengeboran eksplorasi
tambahan
2. Pengujian sumur

lanjutan

Keluaran
1. Sumur delineasi
2. Model panas bumi
3. Potensi sumur
4. Karakteristik reservoir

Cadangan
Terbukti

VII.

1.Evaluasi cadangan

1. Potensi cadangan terbukti

Studi Kelayakan

(simulasi)

2.a) Rancangan sumur produksi dan

2.Perancangan Teknis

injeksi

b) Rancangan pemipaan sumur produksi
c) Rancangan sistem pembangkit listrik
3. Layak atau tidak layak untuk

dikembangkan

VIII.

Pengeboran
Pengembangan

1. Pengeboran sumur
pengembangan
2. Pengujian sumur

1. Sumur pengembangan
2. Kapasitas produksi lapangan panas
bumi (ton/jam)

 PLTP: 7 lokasi
 Kapasitas: 1196 MW

 SPB berdasarkan fluida yang terlibat :
 SPB vulkanik (ada pengaruh fluida magmatik).
 SPB hidrotermal (ada air meteorik).
 SPB vulkanik hidrotermal (fluida campuran meteorik dan fluida

magmatik).

 SPB berdasarkan temperatur/entalphi (Hochstein, 2000) :
 Low Entalphi
= 225 oC

 SPB berdasarkan fluida :
 Dominasi air (Awibengkok-G. Salak, Dieng).
 Dominasi uap (e.g Kamojang, Darajat, Larderello).
 Dua fasa (e.g Wayang Windu, sebagai transisi dari dominasi air ke

uap).

 SPB lainnya :
 SPB geopressure (memanfaatkan tekanan tinggi dalam formasi

batuan sedimen).
 SPB HDR / Hot Dry Rock (air dingin diinjeksikan ke dalam formasi
sehingga terbentuk hidraulik fracturing yang menyebabkan air
menjadi panas kemudian di produksi).

(a)

(b)
(d)

(c)

Batuan
Radioaktif

(e)

Tipe Sistem Geothermal (John W. Lund, 2007)
c. Sistem Panas Bumi Sedimentary
a. Sistem Hidrotermal Konvektif
b. Sistem Panas bumi Geopressured d. Sistem Panas Bumi Hot dry rock

e. Sistem panas bumi Radiogenic

Hydrothermal Reservoirs: consists of heated water and/or steam stored in
permeable rock at depths reachable by commercial drilling , typically less
than 4 km (Subir K. Sanyal, 2005)

All generation of geothermal electricity to date is derived from hydrothermal system

 Pada dasarnya sistim panas bumi jenis hidrothermal terbentuk sebagai

hasil perpindahan panas dari suatu sumber panas ke sekelilingnya yang
terjadi secara konduksi dan secara konveksi. Perpindahan panas secara
konduksi terjadi melalui batuan, sedangkan perpindahan panas secara
konveksi terjadi karena adanya kontak antara air dengan suatu sumber
panas. Perpindahan panas secara konveksi pada dasarnya terjadi karena
gaya apung (bouyancy).
 Air karena gaya gravitasi selalu mempunyai kecenderungan untuk
bergerak kebawah, akan tetapi apabila air tersebut kontak dengan suatu
sumber panas maka akan terjadi perpindahan panas sehingga temperatur
air menjadi lebih tinggi dan air menjadi lebih ringan. Keadaan ini
menyebabkan air yang lebih panas bergerak ke atas dan air yang lebih
dingin bergerak turun ke bawah, sehingga terjadi sirkulasi air atau arus
konveksi.
 Adanya suatu sistim hidrothermal di bawah permukaan sering kali
ditunjukkan oleh adanya manifestasi panasbumi di permukaan
(geothermal surface manifestation), seperti mata air panas, kubangan
lumpur panas (mud pools), geyser dan manifestasi panasbumi lainnya.
 Manifestasi panasbumi di permukaan diperkirakan terjadi karena adanya
perambatan panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahanrekahan yang memungkinkan fluida panasbumi (uap dan air panas)
mengalir ke permukaan.

There are four main conditions for the existence of a geothermal
reservoir :

1.

A heat source: This heat source can be a magmatic body (> 600
°C) as well as the normal geothermal gradient of the earth as in
the case of low-temperature geothermal sources.

2.

A heat carrier: This carrier is generally the rainwater seeping the
deeper section of the earth.

3.

A porous and permeable (fractured) reservoir rock.

4.

An impermeable caprock.

Topografi datar
•
Berhubungan dengan gunungapi maar.
•
Sumber panas adalah magma asam.
•
Manifestasi permukaan yang berbeda terletak saling
berdekatan.
Topografi tinggian
•
Berhubungan dengan gunungapi strato.
•
Sumber panas adalah magma intermediet.
•
Manifestasi permukaan yang berbeda terletak saling
berjauhan.

Cross-sectional schematic model of a geothermal or hydrothermal system which is
common along the Quaternary volcanic (Bogie, at.all., 2006)

Sectional schematic of a geothermal or hydrothermal system on the graben
(Lawless et al. 1995)

Sistem tersimpan (storage system) = tertutup
• Air tersimpan dalam akuifer dan terpanaskan di tempat
• Tidak ada gejala di permukaan
• Gradien tekanan : hidrostatik + unsur litostatik/tektonik =

geopressure

• Terdapat lapisan penutup atau impermeabel.

Sistem berputar (cyclic system) = terbuka
• Air (permukaan) masuk, terpanaskan dan muncul kembali ke
•
•
•
•

permukaan
Akibat adanya sumber panas di dalam (e.g. magma) = konfeksi
fluida
Akibat gravitasi = adanya gejala artesis
Gradien tekanan : hidrostatik atau hidrodinamik = hydropressure
Terdapat permebilitas yang baik.

RESERVOIR TEMPERATURE
IN A NUMBER OF
GEOTHERMAL FIELDS

(Source: Bodvarsson)

Negara

Temp. (oC)

Iceland

300-350

Iceland

130

Iceland

80-100

Nesjavellir

Iceland

300-400

Svartsengi

Iceland

240

Larderello

Italy

240

Olkari

Kenya

300

Cerro Prieto

Mexico

280-340

Broadlands

NZ

270

Wairakei

NZ

270

BacMan

Phillipines

300-320

Tongonan

Phillipines

300-350

The Geyser

USA

240

Baca

USA

270

Lapangan

TEMPERATUR
Krafla
Laugarnes
RESERVOIR
Laugaland

RESERVOIR CHARACTERISTIC IN A NUMBER OF IDENTIFIED
GEOTHERMAL RESERVOIRS IN INDONESIA
Field
Province
West Java
Kamojang1)
Darajat1)
West Java
Lahendong1)
North Sulawesi
Salak1)
West Java
Morth Sumaters
Sibayak1)
Dieng1)
Centra java
Sarulla1)
North Sumatera
Karaha Bodas1)
West Java
Ulubelu2)
Lampung (Sumatera)
Lumut Balai2)
South Sumatera

Type of Reservoir
Vapor Dominated
Vapor Dominated
Water Dominated
Water Dominated
Water Dominated
Water Dominated
Water Dominated
Water Dominated
Water Dominated
Water Dominated

Temp. (oC)
245oC
245oC
260 - 330oC
240 - 310oC
240- 275oC
280- 330oC
250- 270oC
230 - 245oC
280oC
260oC

• Geothermal reservoirs containing fluids is highly fractured and
mostly of volcanic type.
• Most of geothermal areas are located in mountainous remote
places

 Lengkapilah file “Classification of Geothermal System

in Indonesia” :
 Potential ?
 Geothermal System ?
 Explanation ?

 Referensi Paper : Manfred P. Hochstein and Sayogi

Sudarman “History of Geothermal Exploration in
Indonesia From 1970 To 2000”.

 Wajib membawa Kalkulator dengan fungsi Logaritma.

k You

Terima Kasih
Kawah Ratu Jawa Barat

ANALISIS KELURUSAN STRUKTUR DAERAH TANGKUBAN PARAHU

Ciater

Kancah

 Reservoar - a porous or fractured body of rock carrying cold or hot

water.

 Fumarole - a flow of steam from the ground. Fumaroles can be weak

or strong, noisy and superheated (temperature above boiling).

 Solfatara - a natural volcanic steam vent in which sulfur gases are

the dominant constituent along with hot water vapour

 Hot spot - a relatively small area of a plate heated by a rising plume

of magma from deep within the mantle which produces local
volcanic activity over a long time period.

 Sinter - a white or gray surface deposit from a hot spring or geyser

consisting of silica (SiO2). Travertine is a similar deposit consisting of
carbonate (usually CaCO3).

 Hydrothermal

alteration is a general term embracing the
mineralogical, textural, and chemical response of rocks to a
changing thermal and chemical environment in the presence of hot
water, steam, or gas (Henley and Ellis, 1983.
Summary of temperature ranges for common
aluminosilicate minerals.
(Adapted from Henley and Ellis, 1983.)

 Siliceous sinter deposits  are common to many high-temperature

hydrothermal areas. The mound-like or terraced deposits are
associated with boiling hot springs and serve as excellent indicators
of the presence of hydrothermal reservoirs with temperatures of
>175°C.

 Travertine  Meteoric water, heated either around magma bodies or

during deep circulation along faults, reacts with carbonate rocks and
liberates CO2 . The hot waters are subsequently cooled as they mix
with cooler groundwater and reach chemical equilibrium with the
aquifer rocks at ~70°C (Bargar, 1978). If the water reaches the
ground surface through fractures, CO2 escapes and the water
becomes supersaturated with CaCO3 ; precipitation of the carbonate
forms travertine near or above the ground surfaceournier and Rowe,
1966). Travertine deposits are indicators of low-temperature
hydrothermal areas.

Sumatra

Sulawesi and Flores