Materi Kuliah 10. Karakteristik Geotermal.pptx

Karakteristik Sumber Geotermal

Tujuan • Mahasiswa mampu mengkarakteristikan Geotermal

Sasaran pembelajaran • Dapur magma sebagai sumber panas bumi, • Manifestasi Panas Bumi

Karakteristik • Langkah awal dalam rangka penyiapan konservasi energi panas bumi adalah studi sistem panas bumi itu sendiri, terutama karakteristik sumber panas bumi sebagai bagian penting dalam sistem.

Dapur magma , • Dapur magma sebagai sumber panas bumi, Pada dasarnya energi panas yang dihasilkan oleh suatu wilayah gunungapi mempunyai kaitan erat dengan sistem magmatik yang mendasarinya, dan salah satu karakteristik penunjang pemanfaatan panas bumi adalah letak dapur magmanya di bawah permukaan sebagai sumber panas (heat source).

Lanjutan • Terutama di daerah - daerah yang terletak di jalur vulkanik - magmatik, ukuran dapur magma itu sendiri berhubungan erat dengan kegiatan vulkanisme. Saat menuju permukaan, magma akan mengalami proses diferensiasi dan berevolusi menghasilkan susunan kimiawi yang berbeda sesuai kedalaman.

Lanjutan • Dapur magma yang terbentuk pada kedalaman menengah kemungkinan terkontaminasi oleh bahan - bahan kerak bumi yang kaya akan silika dan gas, sehingga bersifat lebih eksplosif. Volumenya dapat diperkirakan dari ciri fisik berupa ukuran kaldera, distribusi lubang kepundan, pola rekahan, pengangkatan topografi dan hasil erupsi gunungapi atau melalui cara identifikasi dengan metoda geofisika.

Kondisi Hidrologi • Pada busur kepulauan dengan kegiatan vulkanisme/magmatisme masih berjalan, di mana magma di bawah permukaan berinteraksi dengan lokasi - lokasi bersiklus basah atau cukup persediaan air; sehingga akan terjadi pendinginan magma dan proses hidrotermal untuk menciptakan lingkungan fasa uap - air bersuhu/bertekanan tertentu, yang memberikan peluang terjadinya sistem panas bumi aktif.

Lanjutan • Peranan air sangat penting dalam mempertahankan kelangsungan sistem panas bumi, sehingga sangat dipengaruhi oleh siklus hidrologi yang diyakini dapat terjaga keseimbangannya apabila pasokan dari lingkungan tidak terhenti. Keberadaan sumber sumber air lainnya seperti air tanah, air connate, air laut/danau, es dan air hujan akan sangat dibutuhkan sebagai suplai kembali air yang hilang mengingat kandungan air dalam magma (juvenile) tidak mencukupi jumlah yang dibutuhkan dalam mempertahankan proses interaksi air – magma.

Lanjutan • Kondisi hidrologi pada suatu sistem panas bumi sangat dipengaruhi oleh bentang alam lingkungan di mana terjadiya dan berperan dalam membentuk manifestasi permukaan yang dapat memberikan petunjuk tentang keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan. Pada daerah berelief (topografi) rendah, manifestasi panas bumi dapat berbentuk mulai dari kolam air panas dengan pH mendekati netral, pengendapan sinter silika hingga zona zona uap mengandung H2S yang berpeluang menghasilkan fluida bersifat asam, menandakan bahwa sumber fluida hidrotermal/panas bumi berada relatif tidak jauh dari permukaan. Pada daerah dengan topografi tinggi (vulkanik andesitik), dimana kenampakan manifestasi berupa fumarol atau solfatara,

Manifestasi Panas Bumi • Beberapa manifestasi menjadi penting selain sumber mataair panas yang dapat digunakan sebagai indikator dalam penentuan suhu reservoir panas bumi, yaitu : • Sinter silika, • Travertin, • Kawah dan endapan hidrotermal.

Sinter Silika • berasal dari fluida hidrotermal bersusunan alkalin dengan kandungan cukup silika, diendapkan ketika fluida yang jenuh silika amorf mengalami pendinginan dari 100o ke 50oC. Endapan ini dapat digunakan sebagai indikator yang baik bagi keberadaan reservoir bersuhu >175oC.

Travertin • jenis karbonat yang diendapkan di dekat atau permukaan, ketika air meteorik yang sedang bersirkulasi sepanjang bukaan - bukaan struktur mengalami pemanasan oleh magma dan bereaksi dengan batuan karbonat. Biasanya terbentuk sebagai timbunan/gundukan di sekitar mataair panas bersuhu sekitar 30o – 100oC, dapat digunakan sebagai indikator suhu reservoir panas bumi berkapasitas energi kecil yang terlalu lemah untuk menggerakkan turbin listrik tetapi dapat dimanfaatkan secara langsung.

Kawah dan endapan hidrotermal • Kedua jenis manifestasi ini erat hubungannya dengan kegiatan erupsi hidrotermal dan merupakan indikator kuat dari keberadaan reservoir hidrotermal aktif. Kawah dihasilkan oleh erupsi berkekuatan supersonik karena tekanan uap panas yang berasal dari reservoir hidrotermal dalam (kedalaman ±400 m, suhu 230oC) melampaui tekanan litostatik, ketika aliran uap tersebut terhambat oleh lapisan batuan tidak permeabel (caprock). Sedangkan endapan hidrotermal (jatuhan) dihasilkan oleh erupsi berkekuatan balistik dari reservoir hidrotermal dangkal (kedalaman ±200 m, suhu 195oC), ketika transmisi tekanan uap panas melebihi tekanan litostatik karena tertutupnya bukaan-bukaan batuan yang dilaluinya.

Reservoir • suatu volume batuan di bawah permukaan bumi yang mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fluida (sumber energi panas bumi) yang terperangkap didalamnya

Klasifikasi Resevoir • diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu : • Entalpi rendah, mempunyai batas suhu <125oC dengan rapat daya spekulatif 10 MW/km2 dan konversi energi 10%. • Entalpi sedang, mempunyai kisaran suhu 125 – 225oC dengan rapat daya spekulatif 12,5 MW/km2 dan konversi energi 10%. • Entalpi tinggi, mempunyai batas suhu >225oC dengan rapat daya spekulatif 15 MW/km2 dan konversi energi 15%.

Umur Sumber Panas • Sistem panas bumi menghasilkan sumber daya energi yang selalu terbarukan, tidak berarti akan berumur tanpa batas. Dengan demikian harus ada upaya untuk mengetahui umur kegiatan sumber panas bumi. Penggunaan metoda K/Ar dan Rb/Sr adalah salah satu teknik paling populer untuk penentuan umur terhadap mineral – mineral hidrotemal tertentu dari inti bor batuan yang terubah hidrotermal. Penentuan umur sistem panas bumi dapat dilakukan dengan cara : • Tidak langsung dari suatu sistem panas bumi aktif. Penentuan umur dengan cara ini dilakukan melalui studi banding umur relatif mineral – mineral ubahan proses hidrotermal terhadap umur batuan reservoir, • Analogi pengukuran atau perkiraan lamanya kegiatan dalam suatu sistem fosil panas bumi, terutama yang berkaitan dengan cebakan hidrotermal. Dilakukan melalui studi tentang peran bukaan struktur dalam proses hidrotermal dan pembentukan cebakan mineral, serta perbedaan episode pengendapan mineral ubahan, penutupan bukaan struktur dan pembentukan kembali bukaan/rekahan

Pengertian air panas • Mataair panas merupakan mataair yang mempunyai suhu yang jauh lebih besar dibandingkan dengan suhu udaranya. Pada daerah yang beriklim tropis seperti di Indonesia suhu mataair panas dibandingkan dengan suhu udara di mana mataair panas itu berada (Suharyadi, 1984). • Komposisi kimia unsur – unsur yang terlarut dalam airtanah dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu “mayor elemen” dan “minor elemen”. Kelompok mayor elemen terdiri dari kation Ca2+, Mg2+, Na+ dan K+ serta anion HCO3-, CO3-, SO42-, Cl- dan NO3-, sementara kelompok minor elemen umumnya terdiri dari Fe, Al, Cu, Hg, PO4, NO2 dan lain-lain.

Penyebab Air panas • Letak dari massa air tersebut yang berada dekat dengan massa batuan vukanik yang masih aktif, • Keberadaan dari air yang berada jauh didalam bumi sehingga massa air tersebut akan mengalami pemanasan selaras dengan pertambahan kedalaman (geothermal), • Adanya proses – proses kimia yang terjadi pada air sehingga mengalami peningkatan suhu, • Adanya pergerakan sesar aktif yang kadangkadang berfungsi sebagai sumber panas.

Keberadaan Air Panas • Mataair panas akibat vulkanik aktif, dicirikan oleh air panas temperatur tinggi dengan suhu di atas 100oC, suhunya tetap, dijumpai endapan sinter, sulfat dan sulfur, memiliki kandungan ion sulfat dan unsur sulfur yang tinggi akibat reaksi oksidasi H2S di atas permukaan tanah dan unsur volatil magma dari kegiatan vulkanik. • Mataair panas akibat tektonik aktif, dicirikan oleh air panas temperatur rendah dengan suhu antara 20o – 100oC, dan unsur memiliki unsur sulfur yang relatif lebih rendah.

Terima Kasih