PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA MELIRIK PO
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
MELIRIK POTENSI SUMBER ENERGI HIDRAT GAS
BIDANG KEGIATAN :
PKM GAGASAN TERTULIS (PKM-GT)
Diusulkan oleh :
Samuel Zulkhifly (T.Perminyakan 2006)
(12206046)
Raja Simarmata (T.Pertambangan 2005)
(12105090)
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
BANDUNG
2010
i
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Kegiatan
: Melirik Potensi Sumber Energi Hidrat Gas
2. Bidang Kegiatan
: ( ) PKM-AI
(X) PKM-GT
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
: Samuel Zulkhifly
b. NIM
: 12206046
c. Jurusan
: Teknik Perminyakan
d. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Bandung
e. Alamat Rumah
: Jl. Karangtineung Indah Dalam II No. 764/181, Bandung, 40162.
f. No Telp/HP
: 0813 9430 6288
g. Email
: samuel_zulkhifly@students.itb.ac.id
samuel_zulkhifly@yahoo.com
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis: 1 orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap
b. NIP
c. Alamat Rumah
d. No Telp/HP
: Nenny Miryani Saptadji
: 131422681
: Lembang
: +62811801141
Bandung, 10 Maret 2010
Menyetujui,
Ketua Program Studi Teknik Perminyakan
Ir.Ucok WR Siagian M.Sc, Ph.D.
NIP. 132207754
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan
___________________
NIP
Ketua Pelaksana Kegiatan
Samuel Zulkhifly Sinaga
NIM. 12206046
Dosen Pendamping
Ir.Nenny Miryani Saptadji Ph.D
NIP. 131422681
iv
Kata Pengantar
Puji syukur penulis sampaikan pada Tuhan Yang Maha Esa, karena telah
membimbing hamba-Nya dalam menyelesaikan Karya Tulis ilmiah ini. Ucapan
terima kasih penulis sampaikan pula pada kedua orang tua penulis yang telah
mendidik penulis hingga sampai masa kuliah. Penulis juga menyampaikan ucapan
terima kasih pada Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu Beliau untuk
membina penulis dalam menyusun karya tulis ilmiah ini. Ucapan terima kasih
penulis sampaikan pula pada Ketua Program Studi Teknik Perminyakan yang
telah membantu penulis dalam menyelesaikan karya tulis ilmiah ini, serta pihak
WRMA ITB yang telah membantu dan mengarahkan penulis dalam penyusunan
karya tulis ilmiah ini. Tidak lupa pula penulis sampaikan ucapan terima kasih
pada rekan-rekan yang telah membantu penyusunan karya tulis ilmiah ini dan
rekan-rekan lain yang tidak sempat penulis sebutkan namanya satu persatu.
Dalam karya tulis ilmiah ini, penulis mencoba untuk menyajikan hasil
pencarian dan pengolahan informasi mengenai salah satu potensi sumber daya
energi yang ada di dunia khususnya melimpah di Indonesia. Hidrat Gas, yang
terakumulasi cukup melimpah di Negara Indonesia, tentu memancing perhatian
para pembaca karena potensinya yang besar sebagai sumber energi untuk
memenuhi kebutuhan umat manusia di masa depan khususnya masyarakat
Indonesia. Masih terdapat banyak permasalahan dalam eksplorasi maupun
eksploitasi sumber energy tersebut, dan hingga kini masih sulit untuk mengolah
Hidrat Gas tersebut secara ekonomis. Namun, penelitian masih tetap dilakukan
dan terus berkembang di beberapa Negara di dunia. Indonesia sebagai salah satu
Negara yang cukup melimpah potensi Hidrat Gas-nya, perlu untuk melakukan
berbagai penelitian mengenai potensi sumber energy tersebut agar di masa depan
Indonesia dapat memenuhi kebutuhan energy nasional ketika cadangan minyak
bumi Indonesia mulai berkurang.
Penulis merasa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan
karya tulis ilmiah ini. Oleh karena itu, penulis mengundang para pembaca untuk
mengkritik dan memberikan pendapat serta saran kepada penulis. Atas perhatian
para pembaca, penulis mengucapkan terima kasih.
Bandung, 10 Maret 2010
Penulis
iii
Daftar Isi
Halaman Muka ..................................................................................................... i
Daftar Isi ............................................................................................................... ii
Kata Pengantar ..................................................................................................... iii
Lembar Pengesahan ............................................................................................. iv
Daftar Tabel dan Gambar ...................................................................................... v
Daftar Curriculum Vitae ....................................................................................... vi
Ringkasan ............................................................................................................. 1
Bab 1 Pendahuluan ............................................................................................... 1
Latar Belakang ............................................................................................. 1
Tujuan .......................................................................................................... 2
Metode ......................................................................................................... 2
Bab 2 Uraian Gagasan ........................................................................................... 2
Karakterisasi Hidrat Gas .............................................................................. 2
Potensi Hidrat Gas ....................................................................................... 7
Permasalahan yang dihadapi....................................................................... 10
Bab 3 Kesimpulan ................................................................................................. 13
Bab 4 Saran ........................................................................................................... 13
Daftar Pustaka ....................................................................................................... 14
Pustaka Jurnal dan Website ......................................................................... 14
Pustaka Gambar ........................................................................................... 14
ii
Daftar Tabel dan Gambar
Tabel 1 Potensi nasional Indonesia tahun 2004 .................................................... 8
Gambar 1 Hidrat Gas ............................................................................................ 3
Gambar 2 Lokasi hidrat gas. Bagian sebelah kiri menunjukkan permafrost dan
bagian sebelah kanan menunjukkan laut dalam ................................... 3
Gambar 3 Model sstruktur hidrat gas .................................................................... 4
Gambar 4a Phase boundaries dari hidrat gas ....................................................... 5
Gambar 4b MHSC (Methane-Hydrate Stability Zone) ......................................... 5
Gambar 5 Model penyebaran hidrat gas dalam sedimen ...................................... 6
Gambar 6 Pembentukan metana dari sumber biogenik......................................... 6
Gambar 7 Penampakan BSR dalam metoda seismik ............................................ 7
Gambar 8 Diagram persebaran karbon di dunia ................................................... 8
Gambar 9 Peta persebaran hidrat gas di dunia ...................................................... 9
Gambar 10 Skema pengembangan lapangan hidrat gas ........................................ 11
Gambar 11 Gelembung hidrat gas yang lepas ke atmosfer di dalam laut ............. 11
Gambar 12 Metode stimulasi termal dan pengurangan tekanan pada zona .........
kestabilan hidrat gas ........................................................................... 12
Gambar 13 Skema pelepasan gas metana dari zona hidrat dan zona gas bebas ... 12
v
1
MELIRIK POTENSI SUMBER ENERGI HIDRAT GAS
RINGKASAN
Dalam makalah ini, penulis mencoba untuk mengajukan suatu ide terkait
pengembangan sumber energi alternatif hidrat gas untuk mengatasi krisis energi
dunia di masa mendatang. Saat ini, hidrat gas tengah ramai diperbicangkan para
ahli di dunia, terutama di negara-negara maju. Banyak penelitian dan
pengembangan yang dilakukan untuk mengkarakterisasikan hidrat gas. Untuk
memanfaatkan potensi hidrat gas tersebut, maka pertama kali kita perlu mengenal
hidrat gas itu sendiri, mulai dari bentuk, penyusun, proses terbentuknya hingga
cara untuk memanfaatkan hidrat gas tersebut.
Penulis banyak mengkaji permsalahan seputar energi dan potensi hidrat gas
dengan metode studi literatur dan wawancara dengan ahli atau dosen di bidang
terkait. Studi literatur dilakukan dengan membedah buku dan jurnal baik nasional
maupun berskala internasional serta menggunakan fasilitas internet.
Penyusunan makalah ini dimulai dengan bagian pendahuluan yang
menguraikan latar belakang dan tujuan penulisan makalah serta manfaat yang
hendak dicapai diakhir penyusunan makalah ini. Dalam bagian pendahuluan ini,
diuraikan sedikit gambaran mengenai kondisi konsumi energi di dunia saat ini,
serta energi yang dominan digunakan. Lalu bagian pembahasan yang
menguraikan teori-teori terkini serta informasi akurat terkait penelitian dan
pengembangan hidrat gas di dunia, khususnya kajian saintifik hidrat gas itu
sendiri. Dalam bagian pembahasan ini, penulis mencoba mengkarakterisasi hidrat
gas, menguraikan potensi hidrat gas di dunia dan khususnya di Indonesia serta
berbagai permasalahan yang masih membatasi gerak pegembangan hidrat gas
teresebut. Dan pada bagian akhir, penulis menyimpulkan berdasarkan kajian yang
telah dilakukan dan memberikan rekomendasi bagi pembaca dan pihak terkait
(universitas dan pemerintah) agar dapat mengembangkan ide ini kelak.
BAB I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Saat ini, energi tengah menjadi permasalahan yang cukup banyak
diperbincangkan di dunia. Konsumsi energi fosil konvensinal (minyak dan gas
bumi) yang begitu tinggi pada beberapa dekade akhir ini, memaksa umat manusia
untuk menghemat penggunaan energi dan mencari alternatif sumber energi baru.
Minyak bumi sebagai sumber energi utama di dunia pun belum bisa memenuhi
seluruh kebutuhan umat manusia, apalagi trend harga minyak yang cenderung
bertambah tinggi seiring waktu berjalan, yang semakin menambah pelik
2
permasalahan energi dunia. Saat ini, harga minyak berada di kisaran $80 per barel
(per 26 februari 2010). Kondisi ini mirip dengan dekade 70-an, dimana kala itu
harga minyak membubung tinggi, yang memaksa para ahli energi di dunia untuk
mencari alternatif sumber energi baru. Pada saat itu, banyak negara di dunia
melirik energi panas bumi dan sejak dekade 70-an, banyak lapangan panas bumi
di dunia mulai dikembangkan (diproduksikan). Saat ini pun, ketika harga minyak
mulai membubung naik, banyak ahli mencari dan meneliti alternatif sumber
energi lain, termasuk hidrat gas ini.
Indonesia pun tidak lepas dari permasalahan ini. Banyak potensi energi yang
dimiliki negara kita, seperti geotermal, air, energi solar, dan masih banyak lagi,
namun baru sebagian kecil yang dimanfaatkan. Saat ini, banyak negara tengah
ramai mengembangkan penelitian hidrat gas yang diduga berpotensi untuk
menjadai sumber energi masa depan karena jumlahnya yang diperkirakan sangat
melimpah di seluruh dunia. Indonesia pun termasuk negara yang diperkirakan
memiliki cadangan hidrat gas yang cukup besar, sehingga perlu untuk mengenal
seluk beluk hidrat gas tersebut.
Tujuan
1. Mencari informasi terkini tentang penelitian dan pengembangan hidrat gas
di dunia.
2. Mengidentifikasi potensi hidrat gas di Indonesia.
3. Mencari alternatif pengembangan dan pemanfaatan potensi hidrat gas di
Indonesia.
Metode
1. Studi literatur melalui buku dan diktat kuliah.
2. Pencarian data informasi melalui media internet.
3. Wawancara dengan dosen bidang terkait.
BAB II. URAIAN GAGASAN
Karakterisasi Hidrat Gas
Hidrat gas adalah kristal es yang terdiri atas molekul-molekul air yang
membentuk struktur seperti kurungan, sangkar atau disebut clathrate. Setiap
clathrate dapat mengurung atau menjebak molekul gas dan biasanya disebut
hidrat clathrate atau gas clathrate, namun istilah hidrat gas lebih sering digunakan
3
dalam industri minyak dan gas. Bentuk hidrat gas ditunjukkan dalam gambar 1
berikut.
Gambar 1. Hidrat Gas(1)
Hidrat gas terbentuk dan stabil pada lingkungan dengan kondisi tekanan
tinggi dan temperatur yang mendekati titik beku air atau lebih rendah. Hidrat gas
ditemukan di dua daerah, yaitu di daerah daratan sekitar kutub dan laut dalam. Di
daerah sekitar kutub, hidrat gasi ditemukan di permafrost, yaitu lapisan pada
daratan dengan suhu sama dengan atau lebih kecil dari titik beku air. Sedangkan
pada daerah laut, biasanya hidrat gas terbentuk dan stabil pada kedalaman 150 m
sampai 2000 m dibawah permukaan laut. Lokasi hidrat gas ditunjukkan pada
gambar 2 berikut (Kvenvolden, 1993).
Gambar 2. Lokasi hidrat gas. Bagian sebelah kiri menunjukkan permafrost dan
bagian sebelah kanan menunjukkan laut dalam(2)
Terdapat tiga struktur geometri hidrat gas, yaitu struktur I, struktur II, dan
struktur H, tergantung dari susunan molekul-molekul air yang membentuk hidrat
gas. Setiap unit dari struktur hidrat gas memiliki nomor rongga yang
menggambarkan tipe dari setiap rongga, seperti ditunjukkan pada gambar 3.
4
Struktur I memiliki 46 molekul air yang saling berikatan. Setiap unit volume
dari struktur ini terdiri dari delapan rongga yang dapat menampung delapan
molekul gas. Molekul tuan rumah atau hidrat gas struktur ini dapat menampung
molekul gas dengan ukuran lebih kecil dari propana. Struktur II memiliki pola
diamond dengan 136 molekul air yang saling berikatan. Setiap unit volume dari
struktur ini terdiri dari 24 rongga yang dapat menampung 24 molekul gas.
Molekul tuan rumah struktur ini dapat menampung molekul gas dengan ukuran
lebih besar dari etana tetapi lebih kecil dari pentana. Struktur H memiliki pola
geometri heksagonal yang terdiri dari 34 molekul air yang saling berikatan. Setiap
unit volume dari struktur ini terdiri dari enam rongga yang dapat menampung
enam molekul gas. Molekul tuan rumah struktur ini dapat menampung molekul
gas dengan berbagai variasi ukuran. Rongga clathrate memiliki ukuran diameter
dengan rentang sekitar empat angstroms sampai hampir enam angstroms (1
angstroms = 10-6 cm). Jenis-jenis struktur hidrat gas ditunjukkan pada gambar 3
berikut (Hardage et al, 2006).
Gambar 3. Model struktur hidrat gas(3)
Terdapat beberapa jenis molekul gas yang dapat terperangkap dalam hidrat
gas atau mengisi rongga dalam hidrat gas, yaitu metana (CH 4), etana (C2H6),
propana (C3H8), butana (C4H10), nitrogen (N2), karbon dioksida (CO2), dan
hidrogen sulfat (H2S). Namun, jenis molekul gas yang paling sering terperangkap
dalam hidrat gas adalah metana, sehingga banyak orang menyebut hidrat gas
dengan sebutan hidrat metana (methane hydrate). Ketika molekul-molekul gas
metana terperangkap dalam clathrates, maka molekul-molekul metana tersebut
tidak akan bisa keluar, kecuali struktur hidrat gas rusak atau hancur. Hidat gas
dapat melebur atau terurai jika tekanan turun atau temperatur bertambah tinggi.
Tidak semua hidrat gas berwarna putih seperti salju. Kebanyakan hidrat gas
mengandung hidrokarbon yang tidak berwarna, Sebagian hidrat gas di Teluk
Meksiko berwarna kuning, jingga bahkan merah. Sebagian hidrat gas di dataran
tinggi Blake-Bahamas di samudera atlantik berwarna abu-abu dan biru. Hingga
saat ini, masih terdapat pertentangan di antara para ilmuwan mengenai
terbentuknya warna pada hidrat gas. Pertentangan tersebut diantaranya mengenai
5
bakteri, mineral dan factor-faktor lain yang terkandung dalam hidrat gas sebagai
penyebab hidrat gas memiliki warna selain warna putih salju.
Struktur I, struktur II, dan struktur H dari hidrat gas memiliki densitas antara
0,90-0,95 gr/cm3, sehingga hidrat gas dapat mengapung di air laut yang
densitasnya lebih besar jika hidrat gas lepas dari lapisan perangkap di dasar laut.
Gambar 4 di samping menunjukkan
analisis
tekanan
dan
temperature
pembentukan hidrat metana. Gambar 4a
menunjukkan phase boundaries (batasbatas fasa) dari hidrat gas berdasarkan
temperatur dan kedalaman tertentu.
Gambar 4b adalah grafik modifikasi dari
gambar a yang menunjukkan zona
kestabilan hidrat gas. Pada gambar 4b
tersebut, zona di sebelah kiri MHSC
(methane-hydrate
stability
zone),
menunjukkan zona kestabilan hidrat-gas
atau zona dimana hidrat gas dapat
terbentuk. Hidrat gas dapat terbentuk
apabila kondisi termodinamika lingkungan
cocok (tekanan dan temperatur), adanya
sumber molekul gas yang akan mengisi
rongga pada hidrat gas, dan adanya
molekul air pada zona kestabilan hidrat gas
(GHSZ) (Gupta, 2003). Namun, ada pula
beberapa faktor yang dapat membuat hidrat
gas gagal terbentuk. Pertama, metana atau
gas hidrokarbon lainnya yang larut dalam
air laut sehingga tidak membentuk hidrat
gas. Kedua adalah salinitas air laut, yang
jika semakin tinggi akan menyebabkan
hidrat gas semakin mudah terurai. Ketiga
adalah pusaran arus panas air laut yang
dapat mengganggu zona kestabilan
temperatur pembentukan hidrat gas, dan
yang keempat adalah pengurangan sulfat
pada hidrat gas yang memperkecil
kemungkinan terbentuknya hidrat gas.
Gambar 4a: Phase boundaries
Adanya molekul sulfat juga turut
dari hidrat gas(4)
membantu pembentukan hidrat gas.
Gambar 4b: MHSC (methanePada zona kestabilan hidrat gas
hydrate stability zone) (4)
(GHSZ), hidrat gas terakumulasi dalam
beberapa bentuk, yaitu menyebar dalam sedimen (bentuk yang paling sering
dijumpai), berbentuk nodul-nodul kecil dalam sedimen (nodular), berbentuk
lapisan kecil dalam sedimen (layered), dan berbentuk masif blocky seperti
ditunjukkan pada gambar 5 berikut.
6
Gambar 5. Model penyebaran hidrat gas dalam sedimen (5)
Molekul gas metana yang mengisi rongga hidrat gas berasal dari dua
sumber, yaitu termogenik dan sumber biogenik. Sumber molekul gas termogenik
berasal dari batuan induk hidrokarbon (source rock), dimana molekul gas metana
bermigrasi ke zona kestabilan hidrat gas (GSHZ). Sedangkan molekul gas sumber
biogenik, berasal dari aktivitas mikroba di dasar laut. Terdapat dua jenis mikroba
yang dapat menghasilkan molekul gas metana dari aktivitasnya. Yang pertama
adalah Archaea I yang mengkonsumsi hidrogen dan karbon yang tersedia di dasar
laut dan memproduksikan metana. Mikroba ini adalah sumber utama dari metana
yang terperangkap dalam hidrat gas yang terdapat di sepanjang pinggiran
kontinental dimana pada daerah tersebut sangat sedikit ditemukan sumber gas
termogenik. Mikroba yang kedua adalah Archaea II yang mengkonsumsi metana
dan memproduksikan sulfida. Metana yang dikonsumsi mikroba Archaea II
berasal dari sumber termogenik atau berasal dari metana yang diproduksikan oleh
mikroba Archaea I. Proses pembentukan metana dari sumber biogenik
ditunjukkan pada gambar 6 berikut (Claypool, 2003).
Gambar 6.Proses pembentukan metana dari sumber biogenik (6)
7
Sampai saat ini, metode yang paling efektif yang digunakan untuk
mendeteksi keberadaaan hidrat gas adalah survei seismik dengan menentukan
Bottom-Simulating Reflection (BSR) (Dai, 2004). BSR adalah zona pemantul
amplitudo tinggi yang kira-kira paralel dengan dasar laut, yang dihasilkan dari
perbedaan impedansi gelombang akustik antara batuan sedimen yang
mengandung hidrat gas dan batuan sedimen yang mengandung gas bebas.
(Ramana et al, 2006). Kehadiran hidrat gas dapat dideteksi dengan adanya
peningkatan kecepatan seismik atau resistivity di suatu zona sedimen
dibandingkan dengan zona sedimen normal. Zona hidrat gas biasanya terdapat
pada daerah di atas zona BSR seperti ditunjukkan pada gambar 7 berikut.
Gambar 7. Penampakan BSR dalam metoda seismik(7)
Potensi Hidrat Gas
Indonesia memiliki beragam potensi sumber energi. Namun, hingga saat ini,
masih sedikit dari potensi tersebut yang dimanfaatkan. Tabel 1 berikut
menunjukkan potensi sumber energi yang ada di indonesia beserta
pemanfaatannya.
8
Tabel 1: Potensi Energi Nasional Indonesia Tahun 2004 (8)
Deposit gas alam yang terdapat di dunia, diperkirakan mencapai 13.000
TCF dengan cadangan 5.000 TCF. Sedangkan persediaan minyak dunia
diperkirakan sebesar 1.144,013 milyar barel.
Sedangkan deposit hidrat gas yang terdapat di bawah laut di seluruh dunia
diperkirakan sekitar 30.000 TCF sampai 49.100.000 TCF dan yang terdapat di
daratan mencapai 5.000 TCF sampai 12.000.000 TCF. Satu m3 hidrat gas apabila
diolah mampu mengurai menjadi 150 m3 sampai 180 m3. Gambar 8 berikut
menunjukkan total persebaran karbon di dunia (Energy Information
Administration, International Energy Outlook, Natural Gas 1998: Issues and
Trends).
Gambar 8. Diagram persebaran karbon di dunia(9)
9
Gambar 9 berikut menunjukkan persebaran hidrat gas di dunia. Kita bisa
melihat bahwa hidrat gas tersebar cukup merata dan sangat melimpah di setiap
bagian di dunia (http://www.indeni.org).
Gambar 9. Peta persebaran hidrat gas di dunia(10)
Ilmuwan Indonesia yang bekerja sama dengan ilmuwan Jepang dari
Jamstec dan Universitas Tokyo, telah meneliti dan memastikan secara positif
keberadaan hidrat gas di lokasi subdiksi miring di bagian selatan Sumatera. Di
daerah tersebut, terdapat hidrat gas dengan luas area 22.125 km3 dimana setiap
satu m3 persegi area dapat menyimpan 800 m3 hidrat gas metana. Secara kasar,
diperkirakan di dasar laut di bagian selatan Sumatera, menyimpan 625,4 TCF
(Thrillion Cubic Feet) hidrat gas. Selain di patahan Sumatera (Sumatera
Subduction Zone), ditemukan pula sumber hidrat gas yang mengandung metana,
yakni di Sulawesi Utara seluas 8.200 km3 dengan kandungan 233,2 TCF hidrat
gas. Kedua area ini menyimpan potensi energi gas yang cukup besar. Sebagai
perbandingan, sumber gas di Natuna saat ini hanya memiliki cadangan gas 222
TCF (http://sinarharapan.co.id artikel 4820, http://www.energi.lipi.go.id).
Riset mengenai keberadaan hidrat gas metana ini telah dilakukan sejak
tahun 1994 oleh peneliti BPPT, Universitas Indonesia (UI), Pusat Penelitian
Geologi Laut (PPGL) , peneliti Jamstec dan Universitas Tokyo, Jepang, dengan
peneliti Jerman dari Bundestanstalt fur Geowiessenschaften und Rohstoffe (BGR).
Lalu disusul dengan survei yang semakin menguatkan indikasi tersebut pada
tahun 1999. Baru kemudian pada tahun 2002 dipastikan keberadaan gas metana di
Indonesia (http://www.migas.esdm.go.id).
Potensi hidrat gas sebagai sumber energi telah diteliti sejak tahun 1971 oleh
ilmuwan di beberapa negara maju seperti Jerman, Amerika Serikat, Jepang, Korea
Selatan, Spanyol, Kanada, China dan Rusia. Di negara-negara tersebut, telah
dibuktikan keberadaan hidrat gas, namun baru lima persen kawasan laut yang
diteliti.
Amerika serikat adalah negara yang paling cepat memulai penelitian hidrat
gas pada tahun 1982 dan menargetkan pengembangannya secara komersial sampai
tahun 2015. Pada tahun 2002, ilmuwan Amerika berhasil mengambil hidrat gas di
10
Delta Mac Kenzie di Kanada dari kedalaman 1.150 km di bawah laut. Ini adalah
produksi hidrat gas yang pertama di dunia dengan tebal lapisan permafrost
mencapai 600 m. Sedangkan Jepang, memulai penelitian dan pengembangan
hidrat gas sebagai proyek nasional pada tahun 1995, dan saat ini secara aktif
melakukan eksplorasi dan pengeboran pada zona hidrat gas di pantai Nankai
Trough pada kedalaman 3.724-3.980 ft. Pada tahun 2011 mendatang, Jepang akan
segera memulai tahap eksploitasi sumber daya hidrat gas di daerah pantai Nankai
Trough tersebut (JNOC, 2002).
Rusia adalah satu-satunya negara di dunia yang memiliki pengalaman
eksplorasi hidrat gas di ladang gas Messoyakha yang dingin yang telah dimulai
sejak dekade 60-an (Basniev). Sedangkan Cina, saat ini sedang melakukan
eksplorasi hidrat gas dan menemukan cadangan hidrat gas di Laut Cina Selatan.
Korea Selatan, baru-baru ini menemukan cadangan hidrat gas di Laut Timur dan
menargetkan produksi komersial pada tahun 2015 (http://world.kbs.co.kr). Kanada
pun telah melakukan percobaan produksi hidrat gas dalam skala kecil, dan masih
akan mengembangkan metode produksi yang ekonomis. Hingga saat ini, semakin
banyak negara yang menaruh perhatian pada sumber energi hidrat gas. Sudah
seharusnya pula Indonesia mengikuti jejak negara-negara tersebut agar tidak
semakin tertinggal jauh.
Permasalahan yang dihadapi
Dalam satu unit volume hidrat gas terdapat 164 molekul gas metana. Untuk
memanfaatkan potensi gas tersebut, maka hidrat gas perlu diurai sehingga gas
metana dapat dikeluarkan. Hidrat gas yang terlepas dalam bentuk gelembung di
dalam laut akan mengurai dan melepaskan molekul gas metana ke atmosfer
seperti ditunjukkan pada gambar 10. Maka dibutuhkan teknik khusus untuk
memproduksikan hidrat gas tersebut. Diperkirakan pula bahwa di bawah zona
hidrat gas terdapat zona yang mengandung gas bebas dalam jumlah besar, dan bila
kita telah mampu memproduksikan hidrat gas secara ekonomis, maka kita akan
mampu untuk memanfaatkan zona gas bebas tersebut. Gambar 10 menunjukkan
skema pengembangan lapangan hidrat gas.
Hingga saat ini, masih terdapat kesulitan dalam memproduksi serta
mentransportasikan hidrat gas secara efektif dan efisien. Beberapa metode yang
tengah diteliti masih belum ekonomis untuk memproduksikan hidrat gas. Namun,
terdapat tiga metode yang tengah diteliti untuk memproduksi hidrat gas, yaitu :
1. Pengurangan tekanan (depressurization), yang prinsipnya adalah
mengurangi tekanan pada lapisan gas bebas yang berada di bawah BHSZ
(Bottom Gas Hydrate Stability Zone) sehingga langsung mempengaruhi
zona kestabilan hidrat gas (GHSZ). Hidrat gas yang berada pada zona
kestabilan akan keluar dan terdisiosasi atau terurai. Skema pengurangan
tekanan dapat dilihat pada gambar 11.
2. Stimulasi termal (Heat Injection), yang prinsipnya menaikkan temperature
pada zona kestabilan hidrat gas (GHSZ), sehingga hidrat gas akan keluar
dari zona kestabilan dan terdisiosasi. Skema penambahan temperatur dapat
dilihat pada gambar 11.
11
3. Menginjeksikan inhibitor kimia, seperti glicol dan metanol yang akan
menyebabkan pergeseran kondisi kesetimbangan hidrat gas pada zona
kestabilan hidrat gas (GHSZ), sehingga hidrat gas keluar dan terdisiosasi
(Hardage et al, 2006). Gas CO2 pun dapat diinjeksikan ke lapisan hidrat
gas dan mendorongnya keluar untuk diproduksikan, seperti pada gambar
10 berikut.Metode injeksi CO2 tersebut sering disebut dengan istilah
jebakan CO2 (CO2 trapped).
Gambar 10. Skema pengembangan lapangan hidrat gas(11)
Gambar 11. Gelembung hidrat gas yang lepas ke atmosfer di dalam laut (12)
12
Gambar 12. Metode stimulasi termal dan pengurangan tekanan pada zona
kestabilan hidrat gas(13)
Disamping itu, terdapat permsalahan yang cukup serius dalam
memproduksikan hidrat gas. Jika molekul metana dalam hidrat metana lepas ke
udara, maka berpotensi menyebabkan pemanasan global, karena pengaruh metana
23 kali lebih berbahaya daripada gas karbon dioksida dalam menaikkan suhu
bumi. Gambar 10 dan 12 menunjukkan skema lepasnya gas metana dari zona
hidrat dan zona gas bebas (free gas) di bawaha zona hidrat. Untuk itu, diperlukan
penelitian yang lebih intens agar ditemukan cara memproduksi hidrat gas yang
ekonomis dan aman terhadap lingkungan (Kvenvolden, 1993).
Gambar 13. Skema pelepasan gas metana dari zona hidrat dan zona gas bebas(14)
13
BAB III. KESIMPULAN
Indonesia memiliki cadangan hidrat gas yang cukup besar dan berpotensi
untuk dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energi yang dapat memenuhi
kebutuhan bangsa. Karena jumlahnya yang sangat besar baik di Indonesia maupun
di dunia, hidrat gas sangat berpotensi untuk menjadi sumber energi masa depan di
dunia yang mampu menggantikan minyak bumi dan energi fosil konvensional
lainnya. Indonesia seyogyanya segera memulai penelitian hidrat gas dan
menyiapkan sumber daya manusia Indonesia untuk mengolah hidrat gas tersebut,
karena sangat berpotensi untuk memajukan kesejahteraan masyarakat, khususnya
menjawab tantangan krisis energi dunia.
BAB IV. SARAN
1. Banyak negara di dunia yang telah memulai penelitian hidrat gas sejak
lama, dan saat ini tengah memasuki tahap memulai produksi. Indonesia
pun perlu memulai penelitian hidrat gas dengan segera, karena indonesia
memiliki sumber daya hidrat gas yang melimpah.
2. Selain memulai penelitian, maka informasi dan data tentang hidrat gas pun
perlu dimasukkan dalam kompetensi kurikulum pendidikan tinggi di
Indonesia, karena kelak dibutuhkan tenaga ahli bangsa Indonesia yang siap
untuk mengolah sumber energi hidrat gas ini. Di ITB sendiri, pengetahuan
tentang hidrat gas sendiri telah dimasukkan dalam mata kuliah yang
diajarkan di program studi Teknik Perminyakan.
3. Untuk melaksanakan penelitian dan pendidikan tenaga ahli, diperlukan
dana yang cukup besar. Maka, diperlukan peran Pemerintah dalam
menyediakan dana yang dibutuhkan, serta mengajak kalangan industri
perminyakan untuk ikut serta dalam program tersebut. Kalangan
Universitas dapat pula mengajak kalangan industri untuk menyediakan
sarana dan prasarana penelitian. Colorado School of Mines di Amerika
memiliki lembaga riset hidrat gas departemen Teknik Kimia di yang
mendapat dukungan sponsor dana dari beberapa perusahaan migas seperti
Chevron, Total, Shell dan lainnya (http://hydrates.mines.edu,
http://www.energy.go).
14
DAFTAR PUSTAKA
Pustaka Jurnal dan Website
Basniev, K. S. New Methods of Development of Gas Hydrate Fields Problem and
Perspective. Moscow, Rusia.
Claypool, George. E. 2003. How Gas Marine Hydrate Form in Nature?. Rice U.
Hydrate Workshop.
Dai, Jianchun, Xu, Haibun, Snyder, Fred, dan Dutta, Nader. 2004. Detection and
estimation of gas hydrates using rock physics and seismic inversion:
Examples from the northern deepwater Gulf of Mexico. Houston, Texas.
Gupta, Harsh. 2003. Gas Hydrates: A potential source of energy from the oceans.
New Delhi, India.
Hardage, Bob A, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate in Gulf of Mexico : What
and where is the seismic target. USA.
Hardage, Bob A, Remington, Randy, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate-a
source of shallow water flow?. USA.
JNOC.2002. Assessment of the Resource Potential of Methane Hydrate in the
Nankai Trough,Offshore Central Japan. Japan.
Kvenvolden, Keith. A. 1993. Gas Hydrate-Geological Perspective and Global
Chance. U.S.Geological Survey. Menlo Park, California, USA.
Ramana, M. V., Ramprasad, T., Desa, M., Sathe, A. V., dan Sethi, A. K. 2006.
Gas hydrate-related proxies inferred from multidisciplinary
investigations in the Indian offshore areas. Current Science: 91. India.
1998. Energy Information Administration, International Energy Outlook, Natural
Gas 1998: Issues and Trends. Washington.
http://hydrates.mines.edu
http://world.kbs.co.kr
http://sinarharapan.co.id artikel 4820.
http://www.energi.lipi.go.id
http://www.energy.go
http://www.indeni.org
http://www.migas.esdm.go.id
Pustaka Gambar dan Tabel
Art, Johnson. Gas Hydrate, An Emerging Resource for America’s Energy
Future. Hydrate Energy International.
(2)(3)(13)
Cryogenic Engineering Laboratory. Gas Hydrates. Presentasi. Department
of Mechanical Engineering, Korea Advance Institute of Science and
Technology.
(4)(6)(12)
Hardage, Bob A, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate in Gulf of Mexico :
What and where is the seismic target. USA.
(11)
15
(5)
Hardage, Bob A, Remington, Randy, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate-a
source of shallow water flow?. USA.
(1)(7)
http://www.google.com
http://www.indeni.org
(8)(9)(10)
MELIRIK POTENSI SUMBER ENERGI HIDRAT GAS
BIDANG KEGIATAN :
PKM GAGASAN TERTULIS (PKM-GT)
Diusulkan oleh :
Samuel Zulkhifly (T.Perminyakan 2006)
(12206046)
Raja Simarmata (T.Pertambangan 2005)
(12105090)
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
BANDUNG
2010
i
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Kegiatan
: Melirik Potensi Sumber Energi Hidrat Gas
2. Bidang Kegiatan
: ( ) PKM-AI
(X) PKM-GT
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
: Samuel Zulkhifly
b. NIM
: 12206046
c. Jurusan
: Teknik Perminyakan
d. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Bandung
e. Alamat Rumah
: Jl. Karangtineung Indah Dalam II No. 764/181, Bandung, 40162.
f. No Telp/HP
: 0813 9430 6288
g. Email
: samuel_zulkhifly@students.itb.ac.id
samuel_zulkhifly@yahoo.com
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis: 1 orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap
b. NIP
c. Alamat Rumah
d. No Telp/HP
: Nenny Miryani Saptadji
: 131422681
: Lembang
: +62811801141
Bandung, 10 Maret 2010
Menyetujui,
Ketua Program Studi Teknik Perminyakan
Ir.Ucok WR Siagian M.Sc, Ph.D.
NIP. 132207754
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan
___________________
NIP
Ketua Pelaksana Kegiatan
Samuel Zulkhifly Sinaga
NIM. 12206046
Dosen Pendamping
Ir.Nenny Miryani Saptadji Ph.D
NIP. 131422681
iv
Kata Pengantar
Puji syukur penulis sampaikan pada Tuhan Yang Maha Esa, karena telah
membimbing hamba-Nya dalam menyelesaikan Karya Tulis ilmiah ini. Ucapan
terima kasih penulis sampaikan pula pada kedua orang tua penulis yang telah
mendidik penulis hingga sampai masa kuliah. Penulis juga menyampaikan ucapan
terima kasih pada Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu Beliau untuk
membina penulis dalam menyusun karya tulis ilmiah ini. Ucapan terima kasih
penulis sampaikan pula pada Ketua Program Studi Teknik Perminyakan yang
telah membantu penulis dalam menyelesaikan karya tulis ilmiah ini, serta pihak
WRMA ITB yang telah membantu dan mengarahkan penulis dalam penyusunan
karya tulis ilmiah ini. Tidak lupa pula penulis sampaikan ucapan terima kasih
pada rekan-rekan yang telah membantu penyusunan karya tulis ilmiah ini dan
rekan-rekan lain yang tidak sempat penulis sebutkan namanya satu persatu.
Dalam karya tulis ilmiah ini, penulis mencoba untuk menyajikan hasil
pencarian dan pengolahan informasi mengenai salah satu potensi sumber daya
energi yang ada di dunia khususnya melimpah di Indonesia. Hidrat Gas, yang
terakumulasi cukup melimpah di Negara Indonesia, tentu memancing perhatian
para pembaca karena potensinya yang besar sebagai sumber energi untuk
memenuhi kebutuhan umat manusia di masa depan khususnya masyarakat
Indonesia. Masih terdapat banyak permasalahan dalam eksplorasi maupun
eksploitasi sumber energy tersebut, dan hingga kini masih sulit untuk mengolah
Hidrat Gas tersebut secara ekonomis. Namun, penelitian masih tetap dilakukan
dan terus berkembang di beberapa Negara di dunia. Indonesia sebagai salah satu
Negara yang cukup melimpah potensi Hidrat Gas-nya, perlu untuk melakukan
berbagai penelitian mengenai potensi sumber energy tersebut agar di masa depan
Indonesia dapat memenuhi kebutuhan energy nasional ketika cadangan minyak
bumi Indonesia mulai berkurang.
Penulis merasa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan
karya tulis ilmiah ini. Oleh karena itu, penulis mengundang para pembaca untuk
mengkritik dan memberikan pendapat serta saran kepada penulis. Atas perhatian
para pembaca, penulis mengucapkan terima kasih.
Bandung, 10 Maret 2010
Penulis
iii
Daftar Isi
Halaman Muka ..................................................................................................... i
Daftar Isi ............................................................................................................... ii
Kata Pengantar ..................................................................................................... iii
Lembar Pengesahan ............................................................................................. iv
Daftar Tabel dan Gambar ...................................................................................... v
Daftar Curriculum Vitae ....................................................................................... vi
Ringkasan ............................................................................................................. 1
Bab 1 Pendahuluan ............................................................................................... 1
Latar Belakang ............................................................................................. 1
Tujuan .......................................................................................................... 2
Metode ......................................................................................................... 2
Bab 2 Uraian Gagasan ........................................................................................... 2
Karakterisasi Hidrat Gas .............................................................................. 2
Potensi Hidrat Gas ....................................................................................... 7
Permasalahan yang dihadapi....................................................................... 10
Bab 3 Kesimpulan ................................................................................................. 13
Bab 4 Saran ........................................................................................................... 13
Daftar Pustaka ....................................................................................................... 14
Pustaka Jurnal dan Website ......................................................................... 14
Pustaka Gambar ........................................................................................... 14
ii
Daftar Tabel dan Gambar
Tabel 1 Potensi nasional Indonesia tahun 2004 .................................................... 8
Gambar 1 Hidrat Gas ............................................................................................ 3
Gambar 2 Lokasi hidrat gas. Bagian sebelah kiri menunjukkan permafrost dan
bagian sebelah kanan menunjukkan laut dalam ................................... 3
Gambar 3 Model sstruktur hidrat gas .................................................................... 4
Gambar 4a Phase boundaries dari hidrat gas ....................................................... 5
Gambar 4b MHSC (Methane-Hydrate Stability Zone) ......................................... 5
Gambar 5 Model penyebaran hidrat gas dalam sedimen ...................................... 6
Gambar 6 Pembentukan metana dari sumber biogenik......................................... 6
Gambar 7 Penampakan BSR dalam metoda seismik ............................................ 7
Gambar 8 Diagram persebaran karbon di dunia ................................................... 8
Gambar 9 Peta persebaran hidrat gas di dunia ...................................................... 9
Gambar 10 Skema pengembangan lapangan hidrat gas ........................................ 11
Gambar 11 Gelembung hidrat gas yang lepas ke atmosfer di dalam laut ............. 11
Gambar 12 Metode stimulasi termal dan pengurangan tekanan pada zona .........
kestabilan hidrat gas ........................................................................... 12
Gambar 13 Skema pelepasan gas metana dari zona hidrat dan zona gas bebas ... 12
v
1
MELIRIK POTENSI SUMBER ENERGI HIDRAT GAS
RINGKASAN
Dalam makalah ini, penulis mencoba untuk mengajukan suatu ide terkait
pengembangan sumber energi alternatif hidrat gas untuk mengatasi krisis energi
dunia di masa mendatang. Saat ini, hidrat gas tengah ramai diperbicangkan para
ahli di dunia, terutama di negara-negara maju. Banyak penelitian dan
pengembangan yang dilakukan untuk mengkarakterisasikan hidrat gas. Untuk
memanfaatkan potensi hidrat gas tersebut, maka pertama kali kita perlu mengenal
hidrat gas itu sendiri, mulai dari bentuk, penyusun, proses terbentuknya hingga
cara untuk memanfaatkan hidrat gas tersebut.
Penulis banyak mengkaji permsalahan seputar energi dan potensi hidrat gas
dengan metode studi literatur dan wawancara dengan ahli atau dosen di bidang
terkait. Studi literatur dilakukan dengan membedah buku dan jurnal baik nasional
maupun berskala internasional serta menggunakan fasilitas internet.
Penyusunan makalah ini dimulai dengan bagian pendahuluan yang
menguraikan latar belakang dan tujuan penulisan makalah serta manfaat yang
hendak dicapai diakhir penyusunan makalah ini. Dalam bagian pendahuluan ini,
diuraikan sedikit gambaran mengenai kondisi konsumi energi di dunia saat ini,
serta energi yang dominan digunakan. Lalu bagian pembahasan yang
menguraikan teori-teori terkini serta informasi akurat terkait penelitian dan
pengembangan hidrat gas di dunia, khususnya kajian saintifik hidrat gas itu
sendiri. Dalam bagian pembahasan ini, penulis mencoba mengkarakterisasi hidrat
gas, menguraikan potensi hidrat gas di dunia dan khususnya di Indonesia serta
berbagai permasalahan yang masih membatasi gerak pegembangan hidrat gas
teresebut. Dan pada bagian akhir, penulis menyimpulkan berdasarkan kajian yang
telah dilakukan dan memberikan rekomendasi bagi pembaca dan pihak terkait
(universitas dan pemerintah) agar dapat mengembangkan ide ini kelak.
BAB I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Saat ini, energi tengah menjadi permasalahan yang cukup banyak
diperbincangkan di dunia. Konsumsi energi fosil konvensinal (minyak dan gas
bumi) yang begitu tinggi pada beberapa dekade akhir ini, memaksa umat manusia
untuk menghemat penggunaan energi dan mencari alternatif sumber energi baru.
Minyak bumi sebagai sumber energi utama di dunia pun belum bisa memenuhi
seluruh kebutuhan umat manusia, apalagi trend harga minyak yang cenderung
bertambah tinggi seiring waktu berjalan, yang semakin menambah pelik
2
permasalahan energi dunia. Saat ini, harga minyak berada di kisaran $80 per barel
(per 26 februari 2010). Kondisi ini mirip dengan dekade 70-an, dimana kala itu
harga minyak membubung tinggi, yang memaksa para ahli energi di dunia untuk
mencari alternatif sumber energi baru. Pada saat itu, banyak negara di dunia
melirik energi panas bumi dan sejak dekade 70-an, banyak lapangan panas bumi
di dunia mulai dikembangkan (diproduksikan). Saat ini pun, ketika harga minyak
mulai membubung naik, banyak ahli mencari dan meneliti alternatif sumber
energi lain, termasuk hidrat gas ini.
Indonesia pun tidak lepas dari permasalahan ini. Banyak potensi energi yang
dimiliki negara kita, seperti geotermal, air, energi solar, dan masih banyak lagi,
namun baru sebagian kecil yang dimanfaatkan. Saat ini, banyak negara tengah
ramai mengembangkan penelitian hidrat gas yang diduga berpotensi untuk
menjadai sumber energi masa depan karena jumlahnya yang diperkirakan sangat
melimpah di seluruh dunia. Indonesia pun termasuk negara yang diperkirakan
memiliki cadangan hidrat gas yang cukup besar, sehingga perlu untuk mengenal
seluk beluk hidrat gas tersebut.
Tujuan
1. Mencari informasi terkini tentang penelitian dan pengembangan hidrat gas
di dunia.
2. Mengidentifikasi potensi hidrat gas di Indonesia.
3. Mencari alternatif pengembangan dan pemanfaatan potensi hidrat gas di
Indonesia.
Metode
1. Studi literatur melalui buku dan diktat kuliah.
2. Pencarian data informasi melalui media internet.
3. Wawancara dengan dosen bidang terkait.
BAB II. URAIAN GAGASAN
Karakterisasi Hidrat Gas
Hidrat gas adalah kristal es yang terdiri atas molekul-molekul air yang
membentuk struktur seperti kurungan, sangkar atau disebut clathrate. Setiap
clathrate dapat mengurung atau menjebak molekul gas dan biasanya disebut
hidrat clathrate atau gas clathrate, namun istilah hidrat gas lebih sering digunakan
3
dalam industri minyak dan gas. Bentuk hidrat gas ditunjukkan dalam gambar 1
berikut.
Gambar 1. Hidrat Gas(1)
Hidrat gas terbentuk dan stabil pada lingkungan dengan kondisi tekanan
tinggi dan temperatur yang mendekati titik beku air atau lebih rendah. Hidrat gas
ditemukan di dua daerah, yaitu di daerah daratan sekitar kutub dan laut dalam. Di
daerah sekitar kutub, hidrat gasi ditemukan di permafrost, yaitu lapisan pada
daratan dengan suhu sama dengan atau lebih kecil dari titik beku air. Sedangkan
pada daerah laut, biasanya hidrat gas terbentuk dan stabil pada kedalaman 150 m
sampai 2000 m dibawah permukaan laut. Lokasi hidrat gas ditunjukkan pada
gambar 2 berikut (Kvenvolden, 1993).
Gambar 2. Lokasi hidrat gas. Bagian sebelah kiri menunjukkan permafrost dan
bagian sebelah kanan menunjukkan laut dalam(2)
Terdapat tiga struktur geometri hidrat gas, yaitu struktur I, struktur II, dan
struktur H, tergantung dari susunan molekul-molekul air yang membentuk hidrat
gas. Setiap unit dari struktur hidrat gas memiliki nomor rongga yang
menggambarkan tipe dari setiap rongga, seperti ditunjukkan pada gambar 3.
4
Struktur I memiliki 46 molekul air yang saling berikatan. Setiap unit volume
dari struktur ini terdiri dari delapan rongga yang dapat menampung delapan
molekul gas. Molekul tuan rumah atau hidrat gas struktur ini dapat menampung
molekul gas dengan ukuran lebih kecil dari propana. Struktur II memiliki pola
diamond dengan 136 molekul air yang saling berikatan. Setiap unit volume dari
struktur ini terdiri dari 24 rongga yang dapat menampung 24 molekul gas.
Molekul tuan rumah struktur ini dapat menampung molekul gas dengan ukuran
lebih besar dari etana tetapi lebih kecil dari pentana. Struktur H memiliki pola
geometri heksagonal yang terdiri dari 34 molekul air yang saling berikatan. Setiap
unit volume dari struktur ini terdiri dari enam rongga yang dapat menampung
enam molekul gas. Molekul tuan rumah struktur ini dapat menampung molekul
gas dengan berbagai variasi ukuran. Rongga clathrate memiliki ukuran diameter
dengan rentang sekitar empat angstroms sampai hampir enam angstroms (1
angstroms = 10-6 cm). Jenis-jenis struktur hidrat gas ditunjukkan pada gambar 3
berikut (Hardage et al, 2006).
Gambar 3. Model struktur hidrat gas(3)
Terdapat beberapa jenis molekul gas yang dapat terperangkap dalam hidrat
gas atau mengisi rongga dalam hidrat gas, yaitu metana (CH 4), etana (C2H6),
propana (C3H8), butana (C4H10), nitrogen (N2), karbon dioksida (CO2), dan
hidrogen sulfat (H2S). Namun, jenis molekul gas yang paling sering terperangkap
dalam hidrat gas adalah metana, sehingga banyak orang menyebut hidrat gas
dengan sebutan hidrat metana (methane hydrate). Ketika molekul-molekul gas
metana terperangkap dalam clathrates, maka molekul-molekul metana tersebut
tidak akan bisa keluar, kecuali struktur hidrat gas rusak atau hancur. Hidat gas
dapat melebur atau terurai jika tekanan turun atau temperatur bertambah tinggi.
Tidak semua hidrat gas berwarna putih seperti salju. Kebanyakan hidrat gas
mengandung hidrokarbon yang tidak berwarna, Sebagian hidrat gas di Teluk
Meksiko berwarna kuning, jingga bahkan merah. Sebagian hidrat gas di dataran
tinggi Blake-Bahamas di samudera atlantik berwarna abu-abu dan biru. Hingga
saat ini, masih terdapat pertentangan di antara para ilmuwan mengenai
terbentuknya warna pada hidrat gas. Pertentangan tersebut diantaranya mengenai
5
bakteri, mineral dan factor-faktor lain yang terkandung dalam hidrat gas sebagai
penyebab hidrat gas memiliki warna selain warna putih salju.
Struktur I, struktur II, dan struktur H dari hidrat gas memiliki densitas antara
0,90-0,95 gr/cm3, sehingga hidrat gas dapat mengapung di air laut yang
densitasnya lebih besar jika hidrat gas lepas dari lapisan perangkap di dasar laut.
Gambar 4 di samping menunjukkan
analisis
tekanan
dan
temperature
pembentukan hidrat metana. Gambar 4a
menunjukkan phase boundaries (batasbatas fasa) dari hidrat gas berdasarkan
temperatur dan kedalaman tertentu.
Gambar 4b adalah grafik modifikasi dari
gambar a yang menunjukkan zona
kestabilan hidrat gas. Pada gambar 4b
tersebut, zona di sebelah kiri MHSC
(methane-hydrate
stability
zone),
menunjukkan zona kestabilan hidrat-gas
atau zona dimana hidrat gas dapat
terbentuk. Hidrat gas dapat terbentuk
apabila kondisi termodinamika lingkungan
cocok (tekanan dan temperatur), adanya
sumber molekul gas yang akan mengisi
rongga pada hidrat gas, dan adanya
molekul air pada zona kestabilan hidrat gas
(GHSZ) (Gupta, 2003). Namun, ada pula
beberapa faktor yang dapat membuat hidrat
gas gagal terbentuk. Pertama, metana atau
gas hidrokarbon lainnya yang larut dalam
air laut sehingga tidak membentuk hidrat
gas. Kedua adalah salinitas air laut, yang
jika semakin tinggi akan menyebabkan
hidrat gas semakin mudah terurai. Ketiga
adalah pusaran arus panas air laut yang
dapat mengganggu zona kestabilan
temperatur pembentukan hidrat gas, dan
yang keempat adalah pengurangan sulfat
pada hidrat gas yang memperkecil
kemungkinan terbentuknya hidrat gas.
Gambar 4a: Phase boundaries
Adanya molekul sulfat juga turut
dari hidrat gas(4)
membantu pembentukan hidrat gas.
Gambar 4b: MHSC (methanePada zona kestabilan hidrat gas
hydrate stability zone) (4)
(GHSZ), hidrat gas terakumulasi dalam
beberapa bentuk, yaitu menyebar dalam sedimen (bentuk yang paling sering
dijumpai), berbentuk nodul-nodul kecil dalam sedimen (nodular), berbentuk
lapisan kecil dalam sedimen (layered), dan berbentuk masif blocky seperti
ditunjukkan pada gambar 5 berikut.
6
Gambar 5. Model penyebaran hidrat gas dalam sedimen (5)
Molekul gas metana yang mengisi rongga hidrat gas berasal dari dua
sumber, yaitu termogenik dan sumber biogenik. Sumber molekul gas termogenik
berasal dari batuan induk hidrokarbon (source rock), dimana molekul gas metana
bermigrasi ke zona kestabilan hidrat gas (GSHZ). Sedangkan molekul gas sumber
biogenik, berasal dari aktivitas mikroba di dasar laut. Terdapat dua jenis mikroba
yang dapat menghasilkan molekul gas metana dari aktivitasnya. Yang pertama
adalah Archaea I yang mengkonsumsi hidrogen dan karbon yang tersedia di dasar
laut dan memproduksikan metana. Mikroba ini adalah sumber utama dari metana
yang terperangkap dalam hidrat gas yang terdapat di sepanjang pinggiran
kontinental dimana pada daerah tersebut sangat sedikit ditemukan sumber gas
termogenik. Mikroba yang kedua adalah Archaea II yang mengkonsumsi metana
dan memproduksikan sulfida. Metana yang dikonsumsi mikroba Archaea II
berasal dari sumber termogenik atau berasal dari metana yang diproduksikan oleh
mikroba Archaea I. Proses pembentukan metana dari sumber biogenik
ditunjukkan pada gambar 6 berikut (Claypool, 2003).
Gambar 6.Proses pembentukan metana dari sumber biogenik (6)
7
Sampai saat ini, metode yang paling efektif yang digunakan untuk
mendeteksi keberadaaan hidrat gas adalah survei seismik dengan menentukan
Bottom-Simulating Reflection (BSR) (Dai, 2004). BSR adalah zona pemantul
amplitudo tinggi yang kira-kira paralel dengan dasar laut, yang dihasilkan dari
perbedaan impedansi gelombang akustik antara batuan sedimen yang
mengandung hidrat gas dan batuan sedimen yang mengandung gas bebas.
(Ramana et al, 2006). Kehadiran hidrat gas dapat dideteksi dengan adanya
peningkatan kecepatan seismik atau resistivity di suatu zona sedimen
dibandingkan dengan zona sedimen normal. Zona hidrat gas biasanya terdapat
pada daerah di atas zona BSR seperti ditunjukkan pada gambar 7 berikut.
Gambar 7. Penampakan BSR dalam metoda seismik(7)
Potensi Hidrat Gas
Indonesia memiliki beragam potensi sumber energi. Namun, hingga saat ini,
masih sedikit dari potensi tersebut yang dimanfaatkan. Tabel 1 berikut
menunjukkan potensi sumber energi yang ada di indonesia beserta
pemanfaatannya.
8
Tabel 1: Potensi Energi Nasional Indonesia Tahun 2004 (8)
Deposit gas alam yang terdapat di dunia, diperkirakan mencapai 13.000
TCF dengan cadangan 5.000 TCF. Sedangkan persediaan minyak dunia
diperkirakan sebesar 1.144,013 milyar barel.
Sedangkan deposit hidrat gas yang terdapat di bawah laut di seluruh dunia
diperkirakan sekitar 30.000 TCF sampai 49.100.000 TCF dan yang terdapat di
daratan mencapai 5.000 TCF sampai 12.000.000 TCF. Satu m3 hidrat gas apabila
diolah mampu mengurai menjadi 150 m3 sampai 180 m3. Gambar 8 berikut
menunjukkan total persebaran karbon di dunia (Energy Information
Administration, International Energy Outlook, Natural Gas 1998: Issues and
Trends).
Gambar 8. Diagram persebaran karbon di dunia(9)
9
Gambar 9 berikut menunjukkan persebaran hidrat gas di dunia. Kita bisa
melihat bahwa hidrat gas tersebar cukup merata dan sangat melimpah di setiap
bagian di dunia (http://www.indeni.org).
Gambar 9. Peta persebaran hidrat gas di dunia(10)
Ilmuwan Indonesia yang bekerja sama dengan ilmuwan Jepang dari
Jamstec dan Universitas Tokyo, telah meneliti dan memastikan secara positif
keberadaan hidrat gas di lokasi subdiksi miring di bagian selatan Sumatera. Di
daerah tersebut, terdapat hidrat gas dengan luas area 22.125 km3 dimana setiap
satu m3 persegi area dapat menyimpan 800 m3 hidrat gas metana. Secara kasar,
diperkirakan di dasar laut di bagian selatan Sumatera, menyimpan 625,4 TCF
(Thrillion Cubic Feet) hidrat gas. Selain di patahan Sumatera (Sumatera
Subduction Zone), ditemukan pula sumber hidrat gas yang mengandung metana,
yakni di Sulawesi Utara seluas 8.200 km3 dengan kandungan 233,2 TCF hidrat
gas. Kedua area ini menyimpan potensi energi gas yang cukup besar. Sebagai
perbandingan, sumber gas di Natuna saat ini hanya memiliki cadangan gas 222
TCF (http://sinarharapan.co.id artikel 4820, http://www.energi.lipi.go.id).
Riset mengenai keberadaan hidrat gas metana ini telah dilakukan sejak
tahun 1994 oleh peneliti BPPT, Universitas Indonesia (UI), Pusat Penelitian
Geologi Laut (PPGL) , peneliti Jamstec dan Universitas Tokyo, Jepang, dengan
peneliti Jerman dari Bundestanstalt fur Geowiessenschaften und Rohstoffe (BGR).
Lalu disusul dengan survei yang semakin menguatkan indikasi tersebut pada
tahun 1999. Baru kemudian pada tahun 2002 dipastikan keberadaan gas metana di
Indonesia (http://www.migas.esdm.go.id).
Potensi hidrat gas sebagai sumber energi telah diteliti sejak tahun 1971 oleh
ilmuwan di beberapa negara maju seperti Jerman, Amerika Serikat, Jepang, Korea
Selatan, Spanyol, Kanada, China dan Rusia. Di negara-negara tersebut, telah
dibuktikan keberadaan hidrat gas, namun baru lima persen kawasan laut yang
diteliti.
Amerika serikat adalah negara yang paling cepat memulai penelitian hidrat
gas pada tahun 1982 dan menargetkan pengembangannya secara komersial sampai
tahun 2015. Pada tahun 2002, ilmuwan Amerika berhasil mengambil hidrat gas di
10
Delta Mac Kenzie di Kanada dari kedalaman 1.150 km di bawah laut. Ini adalah
produksi hidrat gas yang pertama di dunia dengan tebal lapisan permafrost
mencapai 600 m. Sedangkan Jepang, memulai penelitian dan pengembangan
hidrat gas sebagai proyek nasional pada tahun 1995, dan saat ini secara aktif
melakukan eksplorasi dan pengeboran pada zona hidrat gas di pantai Nankai
Trough pada kedalaman 3.724-3.980 ft. Pada tahun 2011 mendatang, Jepang akan
segera memulai tahap eksploitasi sumber daya hidrat gas di daerah pantai Nankai
Trough tersebut (JNOC, 2002).
Rusia adalah satu-satunya negara di dunia yang memiliki pengalaman
eksplorasi hidrat gas di ladang gas Messoyakha yang dingin yang telah dimulai
sejak dekade 60-an (Basniev). Sedangkan Cina, saat ini sedang melakukan
eksplorasi hidrat gas dan menemukan cadangan hidrat gas di Laut Cina Selatan.
Korea Selatan, baru-baru ini menemukan cadangan hidrat gas di Laut Timur dan
menargetkan produksi komersial pada tahun 2015 (http://world.kbs.co.kr). Kanada
pun telah melakukan percobaan produksi hidrat gas dalam skala kecil, dan masih
akan mengembangkan metode produksi yang ekonomis. Hingga saat ini, semakin
banyak negara yang menaruh perhatian pada sumber energi hidrat gas. Sudah
seharusnya pula Indonesia mengikuti jejak negara-negara tersebut agar tidak
semakin tertinggal jauh.
Permasalahan yang dihadapi
Dalam satu unit volume hidrat gas terdapat 164 molekul gas metana. Untuk
memanfaatkan potensi gas tersebut, maka hidrat gas perlu diurai sehingga gas
metana dapat dikeluarkan. Hidrat gas yang terlepas dalam bentuk gelembung di
dalam laut akan mengurai dan melepaskan molekul gas metana ke atmosfer
seperti ditunjukkan pada gambar 10. Maka dibutuhkan teknik khusus untuk
memproduksikan hidrat gas tersebut. Diperkirakan pula bahwa di bawah zona
hidrat gas terdapat zona yang mengandung gas bebas dalam jumlah besar, dan bila
kita telah mampu memproduksikan hidrat gas secara ekonomis, maka kita akan
mampu untuk memanfaatkan zona gas bebas tersebut. Gambar 10 menunjukkan
skema pengembangan lapangan hidrat gas.
Hingga saat ini, masih terdapat kesulitan dalam memproduksi serta
mentransportasikan hidrat gas secara efektif dan efisien. Beberapa metode yang
tengah diteliti masih belum ekonomis untuk memproduksikan hidrat gas. Namun,
terdapat tiga metode yang tengah diteliti untuk memproduksi hidrat gas, yaitu :
1. Pengurangan tekanan (depressurization), yang prinsipnya adalah
mengurangi tekanan pada lapisan gas bebas yang berada di bawah BHSZ
(Bottom Gas Hydrate Stability Zone) sehingga langsung mempengaruhi
zona kestabilan hidrat gas (GHSZ). Hidrat gas yang berada pada zona
kestabilan akan keluar dan terdisiosasi atau terurai. Skema pengurangan
tekanan dapat dilihat pada gambar 11.
2. Stimulasi termal (Heat Injection), yang prinsipnya menaikkan temperature
pada zona kestabilan hidrat gas (GHSZ), sehingga hidrat gas akan keluar
dari zona kestabilan dan terdisiosasi. Skema penambahan temperatur dapat
dilihat pada gambar 11.
11
3. Menginjeksikan inhibitor kimia, seperti glicol dan metanol yang akan
menyebabkan pergeseran kondisi kesetimbangan hidrat gas pada zona
kestabilan hidrat gas (GHSZ), sehingga hidrat gas keluar dan terdisiosasi
(Hardage et al, 2006). Gas CO2 pun dapat diinjeksikan ke lapisan hidrat
gas dan mendorongnya keluar untuk diproduksikan, seperti pada gambar
10 berikut.Metode injeksi CO2 tersebut sering disebut dengan istilah
jebakan CO2 (CO2 trapped).
Gambar 10. Skema pengembangan lapangan hidrat gas(11)
Gambar 11. Gelembung hidrat gas yang lepas ke atmosfer di dalam laut (12)
12
Gambar 12. Metode stimulasi termal dan pengurangan tekanan pada zona
kestabilan hidrat gas(13)
Disamping itu, terdapat permsalahan yang cukup serius dalam
memproduksikan hidrat gas. Jika molekul metana dalam hidrat metana lepas ke
udara, maka berpotensi menyebabkan pemanasan global, karena pengaruh metana
23 kali lebih berbahaya daripada gas karbon dioksida dalam menaikkan suhu
bumi. Gambar 10 dan 12 menunjukkan skema lepasnya gas metana dari zona
hidrat dan zona gas bebas (free gas) di bawaha zona hidrat. Untuk itu, diperlukan
penelitian yang lebih intens agar ditemukan cara memproduksi hidrat gas yang
ekonomis dan aman terhadap lingkungan (Kvenvolden, 1993).
Gambar 13. Skema pelepasan gas metana dari zona hidrat dan zona gas bebas(14)
13
BAB III. KESIMPULAN
Indonesia memiliki cadangan hidrat gas yang cukup besar dan berpotensi
untuk dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energi yang dapat memenuhi
kebutuhan bangsa. Karena jumlahnya yang sangat besar baik di Indonesia maupun
di dunia, hidrat gas sangat berpotensi untuk menjadi sumber energi masa depan di
dunia yang mampu menggantikan minyak bumi dan energi fosil konvensional
lainnya. Indonesia seyogyanya segera memulai penelitian hidrat gas dan
menyiapkan sumber daya manusia Indonesia untuk mengolah hidrat gas tersebut,
karena sangat berpotensi untuk memajukan kesejahteraan masyarakat, khususnya
menjawab tantangan krisis energi dunia.
BAB IV. SARAN
1. Banyak negara di dunia yang telah memulai penelitian hidrat gas sejak
lama, dan saat ini tengah memasuki tahap memulai produksi. Indonesia
pun perlu memulai penelitian hidrat gas dengan segera, karena indonesia
memiliki sumber daya hidrat gas yang melimpah.
2. Selain memulai penelitian, maka informasi dan data tentang hidrat gas pun
perlu dimasukkan dalam kompetensi kurikulum pendidikan tinggi di
Indonesia, karena kelak dibutuhkan tenaga ahli bangsa Indonesia yang siap
untuk mengolah sumber energi hidrat gas ini. Di ITB sendiri, pengetahuan
tentang hidrat gas sendiri telah dimasukkan dalam mata kuliah yang
diajarkan di program studi Teknik Perminyakan.
3. Untuk melaksanakan penelitian dan pendidikan tenaga ahli, diperlukan
dana yang cukup besar. Maka, diperlukan peran Pemerintah dalam
menyediakan dana yang dibutuhkan, serta mengajak kalangan industri
perminyakan untuk ikut serta dalam program tersebut. Kalangan
Universitas dapat pula mengajak kalangan industri untuk menyediakan
sarana dan prasarana penelitian. Colorado School of Mines di Amerika
memiliki lembaga riset hidrat gas departemen Teknik Kimia di yang
mendapat dukungan sponsor dana dari beberapa perusahaan migas seperti
Chevron, Total, Shell dan lainnya (http://hydrates.mines.edu,
http://www.energy.go).
14
DAFTAR PUSTAKA
Pustaka Jurnal dan Website
Basniev, K. S. New Methods of Development of Gas Hydrate Fields Problem and
Perspective. Moscow, Rusia.
Claypool, George. E. 2003. How Gas Marine Hydrate Form in Nature?. Rice U.
Hydrate Workshop.
Dai, Jianchun, Xu, Haibun, Snyder, Fred, dan Dutta, Nader. 2004. Detection and
estimation of gas hydrates using rock physics and seismic inversion:
Examples from the northern deepwater Gulf of Mexico. Houston, Texas.
Gupta, Harsh. 2003. Gas Hydrates: A potential source of energy from the oceans.
New Delhi, India.
Hardage, Bob A, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate in Gulf of Mexico : What
and where is the seismic target. USA.
Hardage, Bob A, Remington, Randy, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate-a
source of shallow water flow?. USA.
JNOC.2002. Assessment of the Resource Potential of Methane Hydrate in the
Nankai Trough,Offshore Central Japan. Japan.
Kvenvolden, Keith. A. 1993. Gas Hydrate-Geological Perspective and Global
Chance. U.S.Geological Survey. Menlo Park, California, USA.
Ramana, M. V., Ramprasad, T., Desa, M., Sathe, A. V., dan Sethi, A. K. 2006.
Gas hydrate-related proxies inferred from multidisciplinary
investigations in the Indian offshore areas. Current Science: 91. India.
1998. Energy Information Administration, International Energy Outlook, Natural
Gas 1998: Issues and Trends. Washington.
http://hydrates.mines.edu
http://world.kbs.co.kr
http://sinarharapan.co.id artikel 4820.
http://www.energi.lipi.go.id
http://www.energy.go
http://www.indeni.org
http://www.migas.esdm.go.id
Pustaka Gambar dan Tabel
Art, Johnson. Gas Hydrate, An Emerging Resource for America’s Energy
Future. Hydrate Energy International.
(2)(3)(13)
Cryogenic Engineering Laboratory. Gas Hydrates. Presentasi. Department
of Mechanical Engineering, Korea Advance Institute of Science and
Technology.
(4)(6)(12)
Hardage, Bob A, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate in Gulf of Mexico :
What and where is the seismic target. USA.
(11)
15
(5)
Hardage, Bob A, Remington, Randy, Roberts, Harry H.2006. Gas Hydrate-a
source of shallow water flow?. USA.
(1)(7)
http://www.google.com
http://www.indeni.org
(8)(9)(10)