Desain Pembangkit Listrik Tenaga Panas B
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Keterbatasan sumber bahan bakar dan semakin menipisnya cadangan batu
bara, gas alam serta minyak olahannya membuat keberlangsungan pasokan energi
listrik dunia menjadi tidak menentu. Hal ini dikarenakan batu bara, gas alam dan
minyak olahannya merupakan sumber energi tak terbarukan yaitu proses
pembuatannya membutuhkan jutaan tahun.
Panas bumi sebagai alternatif pembangkitan energi, kembali dilirik
belakangan ini. Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) menjadi salah satu
solusi karena untuk memperoleh energi listrik pembangkit ini menghasilkan kadar
CO2 yang relatif lebih sedikit dibanding pembangkit batu bara maupun gas alam
sehingga ramah lingkungan (Green, 2006). Dengan sumber panas bumi yang
berasal dari lapisan magma di dalam tanah yang relatif tidak pernah berkurang,
menjadikan panas bumi sebagai sumber energi yang terbarukan. (GEA, 2012)
PLTP di Indonesia belum banyak dikembangkan dan dimanfaatkan.
Padahal dengan potensi pembangkitan sebesar 28.100 MW yang mengesankan,
Indonesia memiliki sekitar 40% dari cadangan energi panas bumi dunia. Dari
jumlah itu, yang sudah dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Bumi (PLTP) baru mencapai 1.197 MW atau sekitar 4% dari total potensi yang
ada (Holm, 2010).Namun di manca negara, PLTP sudah banyak dibangun dan
dikembangkan. Di negara Amerika Serikat mengadakan riset tentang Enhanced
Geothermal System (EGS) yang bertujuan memaksimalkan pemanfaatan panas
bumi yang ada. (Idaho National Laboratory, 2006)
Daerah panas bumi Kamojang terletak 40 km di sebelah selatan Bandung,
Jawa Barat. Daerah Kamojang memiliki ketinggian 1,730 meter dari permukaan
air laut. Koordinat 7°07′30″S 107°48′00″E / 7.125°LS 107.8°BT (Kabupaten
Garut, 2012). Penyelidikan dan pengamatan geologi, geofisik serta geokimia telah
menemukan daerah penghasil panas bumi seluas 14 km2 di daerah Kamojang. Dari
peyelidikan tersebut diperkirakan terdapat sumber panas bumi yang dapat
1
2
menghasilkan 100-200 MW energi listrik selama 25 tahun. Uap yang dihasilkan di
Kamojang ini memiliki tipe uap kering. Artinya kandungan air dalam uap relatif
sedikit. Beberapa lokasi di Kamojang telah dilakukan proses pengeboran. Dengan
kedalaman 1.000-1.500 m pengeboran telah didapat rata-rata uap sebesar 20-110
ton/jam. (Triyono, 2001)
Gambar 1.1 Peta daerah potensi panas bumi di Indonesia
Selain di daerah Kamojang, terdapat beberapa lokasi sumber panas bumi
di Indonesia. Antara lain di Dieng dan Lembata. Pada masing-masing lokasi
mempunyai ciri-ciri sumber panas bumi yang berbeda satu sama lain. Pada
Kamojang, sumber panas bumi termasuk tipe kering berupa uap panas
bertemperatur 1620C dengan kandungan air yang sangat sedikit sekitar 0,0223%
(PGE, 2009). Pada Dieng, diketahui bahwa terdapat kandungan silika yang cukup
besar pada sumber panas bumi yang dapat berpengaruh pada penyumbatan pipa
(PLTP Dieng, 2012). Pada Lembata, NTT ditemukan sumber panas bumi berupa
mata air panas dengan temperatur 32 – 45 0C, fumarol dengan temperatur 80 – 96
0
C dan tanah panas dengan temperatur 96 – 98 0C (Purnanta, 2011).
Dengan adanya ciri-ciri yang berbeda, mengakibatkan kebutuhan PLTP di
daerah tersebut menjadi berbeda pula. Dalam penentuan metode pembangkitan
energi listrik, pemilihan dan pengadaan peralatan perlu disesuaikan dengan
kondisi sumber panas bumi. Metode pembangkitan panas bumi dengan kondisi
vapor dominated seperti pada daerah Kamojang menggunakan metode direct-
3
steam plant (DiPippo, 1999). Metode pembangkitan panas bumi dengan kondisi
liquid dominated seperti pada daerah Patuha, Jawa Barat menggunakan metode
flash-steam (DiPippo, 1999). Metode pembangkitan panas bumi dengan kondisi
temperatur rendah menggunakan metode binary plant (DiPippo, 1999). Kemudian
untuk pemilihan dan pengadaan peralatan pada Dieng diperlukan pipa yang lebih
tahan korosif akibat adanya kandungan silika yang banyak. Sehingga perlu usaha
perancangan secara khusus agar potensi yang ada di daerah tersebut dapat dimaksimalkan. Untuk dapat memenuhi kriteria yang diperlukan.
Dengan adanya proses simulasi pada peralatan pembangkit dan perkiraan
biaya diharapkan dapat diperoleh desain pembangkit listrik tenaga panas bumi
yang optimal dengan biaya yang terjangkau.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimanakah merancang sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi
yang dapat diaplikasikan pada sumur produksi Kamojang-68 dan spesifikasi
peralatan sistem.
1.3. Batasan Masalah
Pada penelitian ini permasalahan dibatasi pada:
1.
Kondisi panas bumi berasal dari data sumur produksi KMJ-68 yang
bersumber dari penelitian hasil kimia dan laju aliran oleh Pertamina
Geothermal Energy (PGE) pada tanggal 3 Maret 2009.
2.
Putaran turbin diasumsikan sebesar 3000 rpm.
3.
Make up water untuk cooling tower diasumsikan menggunakan air tanpa
kotoran atau zat-zat yang berbahaya.
4.
Air hasil kondensasi diinjeksikan kembali ke dalam tanah untuk menjaga
keberlangsungan sistem.
5.
Perancangan kecepatan uap pada steam ejector sebesar 1 Mach.
6.
Perancangan di lokasi Kamojang sesuai kondisi dan iklim setempat.
1.4. Tujuan dan Manfaat
Perancangan ini dilakukan dengan tujuan untuk :
1.
Menentukan jenis sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi yang sesuai
dengan kondisi sumur produksi Kamojang-68.
4
2.
Menentukan spesifikasi peralatan sistem pembangkit listrik tenaga panas
bumi (separator, steam turbine, kondensator, steam jet ejector dan cooling
tower).
3.
Menentukan perkiraan biaya pembuatan pembangkit listrik tenaga panas
bumi pada sumur produksi Kamojang-68.
Hasil yang diperoleh dari perancangan ini diharapkan dapat memberikan
manfaat sebagai berikut :
1.
Mampu memberikan analisis sistem pembangkitan listrik tenaga panas bumi
yang cocok sehingga dapat diterapkan pada sumur produksi di wilayah
Kamojang.
2.
Mampu memberikan analisis perhitungan terhadap spesifikasi peralatan
sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi (separator, steam turbine,
kondensator, steam jet ejector dan cooling tower).
3.
Mampu memberikan analisis perhitungan biaya pembuatan pembangkit listrik
tenaga panas bumi pada sumur produksi Kamojang-68.
1.5.Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I
: Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta
sistematika penulisan.
BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan panas bumi,
metode perancangan pembangkit listrik tenaga panas bumi, peralatan
pembangkit dan perhitungan untuk distribusi panas serta peralatan pada
PLTP.
BAB III : Metodologi perancangan, berisi diagram alir perancangan yang diguna-
kan beserta uraian.
BAB IV : Hasil desain, menjelaskan data hasil desain dan analisa hasil desain
dengan software.
BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Keterbatasan sumber bahan bakar dan semakin menipisnya cadangan batu
bara, gas alam serta minyak olahannya membuat keberlangsungan pasokan energi
listrik dunia menjadi tidak menentu. Hal ini dikarenakan batu bara, gas alam dan
minyak olahannya merupakan sumber energi tak terbarukan yaitu proses
pembuatannya membutuhkan jutaan tahun.
Panas bumi sebagai alternatif pembangkitan energi, kembali dilirik
belakangan ini. Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) menjadi salah satu
solusi karena untuk memperoleh energi listrik pembangkit ini menghasilkan kadar
CO2 yang relatif lebih sedikit dibanding pembangkit batu bara maupun gas alam
sehingga ramah lingkungan (Green, 2006). Dengan sumber panas bumi yang
berasal dari lapisan magma di dalam tanah yang relatif tidak pernah berkurang,
menjadikan panas bumi sebagai sumber energi yang terbarukan. (GEA, 2012)
PLTP di Indonesia belum banyak dikembangkan dan dimanfaatkan.
Padahal dengan potensi pembangkitan sebesar 28.100 MW yang mengesankan,
Indonesia memiliki sekitar 40% dari cadangan energi panas bumi dunia. Dari
jumlah itu, yang sudah dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Bumi (PLTP) baru mencapai 1.197 MW atau sekitar 4% dari total potensi yang
ada (Holm, 2010).Namun di manca negara, PLTP sudah banyak dibangun dan
dikembangkan. Di negara Amerika Serikat mengadakan riset tentang Enhanced
Geothermal System (EGS) yang bertujuan memaksimalkan pemanfaatan panas
bumi yang ada. (Idaho National Laboratory, 2006)
Daerah panas bumi Kamojang terletak 40 km di sebelah selatan Bandung,
Jawa Barat. Daerah Kamojang memiliki ketinggian 1,730 meter dari permukaan
air laut. Koordinat 7°07′30″S 107°48′00″E / 7.125°LS 107.8°BT (Kabupaten
Garut, 2012). Penyelidikan dan pengamatan geologi, geofisik serta geokimia telah
menemukan daerah penghasil panas bumi seluas 14 km2 di daerah Kamojang. Dari
peyelidikan tersebut diperkirakan terdapat sumber panas bumi yang dapat
1
2
menghasilkan 100-200 MW energi listrik selama 25 tahun. Uap yang dihasilkan di
Kamojang ini memiliki tipe uap kering. Artinya kandungan air dalam uap relatif
sedikit. Beberapa lokasi di Kamojang telah dilakukan proses pengeboran. Dengan
kedalaman 1.000-1.500 m pengeboran telah didapat rata-rata uap sebesar 20-110
ton/jam. (Triyono, 2001)
Gambar 1.1 Peta daerah potensi panas bumi di Indonesia
Selain di daerah Kamojang, terdapat beberapa lokasi sumber panas bumi
di Indonesia. Antara lain di Dieng dan Lembata. Pada masing-masing lokasi
mempunyai ciri-ciri sumber panas bumi yang berbeda satu sama lain. Pada
Kamojang, sumber panas bumi termasuk tipe kering berupa uap panas
bertemperatur 1620C dengan kandungan air yang sangat sedikit sekitar 0,0223%
(PGE, 2009). Pada Dieng, diketahui bahwa terdapat kandungan silika yang cukup
besar pada sumber panas bumi yang dapat berpengaruh pada penyumbatan pipa
(PLTP Dieng, 2012). Pada Lembata, NTT ditemukan sumber panas bumi berupa
mata air panas dengan temperatur 32 – 45 0C, fumarol dengan temperatur 80 – 96
0
C dan tanah panas dengan temperatur 96 – 98 0C (Purnanta, 2011).
Dengan adanya ciri-ciri yang berbeda, mengakibatkan kebutuhan PLTP di
daerah tersebut menjadi berbeda pula. Dalam penentuan metode pembangkitan
energi listrik, pemilihan dan pengadaan peralatan perlu disesuaikan dengan
kondisi sumber panas bumi. Metode pembangkitan panas bumi dengan kondisi
vapor dominated seperti pada daerah Kamojang menggunakan metode direct-
3
steam plant (DiPippo, 1999). Metode pembangkitan panas bumi dengan kondisi
liquid dominated seperti pada daerah Patuha, Jawa Barat menggunakan metode
flash-steam (DiPippo, 1999). Metode pembangkitan panas bumi dengan kondisi
temperatur rendah menggunakan metode binary plant (DiPippo, 1999). Kemudian
untuk pemilihan dan pengadaan peralatan pada Dieng diperlukan pipa yang lebih
tahan korosif akibat adanya kandungan silika yang banyak. Sehingga perlu usaha
perancangan secara khusus agar potensi yang ada di daerah tersebut dapat dimaksimalkan. Untuk dapat memenuhi kriteria yang diperlukan.
Dengan adanya proses simulasi pada peralatan pembangkit dan perkiraan
biaya diharapkan dapat diperoleh desain pembangkit listrik tenaga panas bumi
yang optimal dengan biaya yang terjangkau.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimanakah merancang sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi
yang dapat diaplikasikan pada sumur produksi Kamojang-68 dan spesifikasi
peralatan sistem.
1.3. Batasan Masalah
Pada penelitian ini permasalahan dibatasi pada:
1.
Kondisi panas bumi berasal dari data sumur produksi KMJ-68 yang
bersumber dari penelitian hasil kimia dan laju aliran oleh Pertamina
Geothermal Energy (PGE) pada tanggal 3 Maret 2009.
2.
Putaran turbin diasumsikan sebesar 3000 rpm.
3.
Make up water untuk cooling tower diasumsikan menggunakan air tanpa
kotoran atau zat-zat yang berbahaya.
4.
Air hasil kondensasi diinjeksikan kembali ke dalam tanah untuk menjaga
keberlangsungan sistem.
5.
Perancangan kecepatan uap pada steam ejector sebesar 1 Mach.
6.
Perancangan di lokasi Kamojang sesuai kondisi dan iklim setempat.
1.4. Tujuan dan Manfaat
Perancangan ini dilakukan dengan tujuan untuk :
1.
Menentukan jenis sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi yang sesuai
dengan kondisi sumur produksi Kamojang-68.
4
2.
Menentukan spesifikasi peralatan sistem pembangkit listrik tenaga panas
bumi (separator, steam turbine, kondensator, steam jet ejector dan cooling
tower).
3.
Menentukan perkiraan biaya pembuatan pembangkit listrik tenaga panas
bumi pada sumur produksi Kamojang-68.
Hasil yang diperoleh dari perancangan ini diharapkan dapat memberikan
manfaat sebagai berikut :
1.
Mampu memberikan analisis sistem pembangkitan listrik tenaga panas bumi
yang cocok sehingga dapat diterapkan pada sumur produksi di wilayah
Kamojang.
2.
Mampu memberikan analisis perhitungan terhadap spesifikasi peralatan
sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi (separator, steam turbine,
kondensator, steam jet ejector dan cooling tower).
3.
Mampu memberikan analisis perhitungan biaya pembuatan pembangkit listrik
tenaga panas bumi pada sumur produksi Kamojang-68.
1.5.Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I
: Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta
sistematika penulisan.
BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan panas bumi,
metode perancangan pembangkit listrik tenaga panas bumi, peralatan
pembangkit dan perhitungan untuk distribusi panas serta peralatan pada
PLTP.
BAB III : Metodologi perancangan, berisi diagram alir perancangan yang diguna-
kan beserta uraian.
BAB IV : Hasil desain, menjelaskan data hasil desain dan analisa hasil desain
dengan software.
BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.