Studi Panas Bumi Samosir
-
Upload
herba-sihombing -
Category
Documents
-
view
255 -
download
0
Transcript of Studi Panas Bumi Samosir
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
1/18
TUGAS PANAS BUMI
SURVEI POTENSI PANAS BUMI DI DESA SIOGUNGOGUNG
KECAMATAN PANGURURAN KABUPATEN SAMOSIR
PROVINSI SUMATERA UTARA
Disusun Oleh :
Kelompok Samosir
Ester Try Marniati Pasaribu 12 306 103
Herba Sihombing 12 306 087
Reza Fazli 11 306 087
Ardiansyah 12 306 031
Sumaidi Permai 12 306 017
Zuhri Rajab 12 306 057
Andri Siagian 12 306 023
Ramal Sihombing 12 306 075
Dasi Madison Hutagalung 12 306 077
Freddy Sihotang 12 306 007
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL
INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN
2015/2016
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
2/18
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Panas bumi merupakan salah 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. Pemanfaatan panas bumi sebagai
salah satu energi yang ramah lingkungan, karena akan mengurangi ketergantungan
terhadap bahan bakar minyak . Selain ramah lingkungan, panas bumi juga tidak
membutuhkan biaya yang besar dalam pemanfaatannya. Inilah kelebihan yang dimiliki
panas bumi sebagai salah satu sumber energi dengan cadangan terbesar di Indonesia.
Daerah Samosir merupakan daerah yang dapat dimanfaatkan manifestasi panas buminya
merupakan daerah yang cukup kaya akan sumberdaya panas. Enegi yang terdapat di
daerah Samosir tidak dimanfaatkan secara maksimal, dan potensi panas bumi di daerah
tersebut digunakan untuk objek wisata permandian air panas. Namun pada saat ini
daerah tersebut masih belum diperhatikan, karena jauhnya lokasi keterdapatan sumber
daya panas bumi dari keramaian kota, dan karena susahnya akses ke lokasi. Apabila
penggunaan energi panas bumi di daerah tersebut dieksploitasi dan dimanfaatkan
sebagai pemasok energi, maka seluruh pelosok Indonesia akan menggunakan listrik.
Untuk mengetahui kondisi dan lokasi panas bumi daerah Samosir maka dilakukansurvey ke lokasi, dari survey yang telah dilakukan pada daerah tersebut maka akan
dapat diberikan asumsi besarnya jumlah cadangan panas bumi yang terdapat dan untuk
menentukan jenis batuan, suhu dan temperatur fluida yang terdapat pada daerah
Samosir.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
3/18
1.2. Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud
Maksud dari penelitian ini yaitu;
1. Mangetahui kondisi dan lokasi keterdapatan panas bumi daerah Samosir
2. Menghitung jumlah cadangan panas bumi yang terdapat di daerah Samosir
3. Menentukan tipe fluida dan temperatur fluida yang terkandung dalam panas bumi
yang terdapat di daerah Samosir
4. Menentukan jenis batuan yang terdapat pada daerah Samosir.
1.2.2. Tujuan
Adapun tujuan diadakannya penelitian ini yaitu untuk mengetahui berapa besar potensi
panas bumi yang terdapat di daerah Samosir.
1.3. Lokasi Kesampaian Daerah
Lokasi penyelidikan kerja praktek in terletak di Desa Siogung Siogung Kecamatan
Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera Utara secara administrasi
pemerintahan termasuk dalam wilayah Kecamatan Pangururan Kabupaten Samosir
secara geografis terletak pada koordinat 23200- 24500 LU dan 984200-
984700BT.
Untuk menuju lokasi penelitian dapat menggunakan mobil atau sepeda motor melalui
jalur darat dari Kota Medan hingga ke lokasi penelitian dalam waktu 56 jam.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
4/18
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Survei Geologi
2.1.1 Studi Literatur
Studi literatur merupakan kegiatan pengumpulan dan analisa data pustaka tentang:
1. Geologi Regional.
2. Peta Topografi.
3. Melakukan identifikasi
Satuan batuan utama/formasi
Struktur regional
Lokasi manifestasi
Tektonik dan vulkanisme
Bentang alam
Batas litologi
Kelulusankelulusan topografi
Batas wilayah administrasi
Tata guna lahan
Tingkat erosi
Pola dan daerah aliran sungai
Kependudukan sosial dan budaya
Iklim
4. Foto udara/citra penginderaan jauh
5. Geografi
6. Hasil survei terdahulunya
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
5/18
2.1.2 Kegiatan Lapangan
Survei ini dimaksudkan untuk memetakan manifestasi panas bumi, morfologi, satuan
batuan, struktur, serta mempelajarisemua parameter geologi yang berperan dalampembentukan sistem panas bumi di daerah tersebut. Kegiatan ini mencakup antara lain:
1. Pengamatan lapangan terhadap gejala geologi yang terdapat di seluruh daerah
survei, antara lain melakukan pemetaan terhadap morfologi bentang alam, jenis
dan satuan batuan, hasil erupsi maupun sedimentasi, hubungan antara jenis batuan,
sumber erupsi, struktur geologi, serta jenis dan sebaran manifestasi.
2. Pengamatan siingkapan batuan dilakukan secara langsung dengan
mendeskripsi secara megaskopis terhadap jenis batuan, mineral penyusun, tekstur,
tingkat pelapukan, tingkat ubahan dan gejala geologi lainnya seperti bidang
pelapisan, kekar, lipatan, dan sesar.
3. Pengambilan data yang berhubungan dengan manifestasi, antara lain luas
daerah, temperature, pH, debit, batuan ubahan serta informasi lain digunakan
untuk memperkirakan panas yang hilang (heat loss) dan membuat peta zonasi
mineral ubahan.
4. Pengamatan kondisi hidrogeologi yang meliputi penentuan daerah resapan
(recharge area), keluaran (discharge), limpasan, serta hujam local, muka air tanah
dan pola aliran tanah.
5. Pengambilan sampel batuan untuk menentukan jenis batuan dari singkapan
batuan yang mewakili setiap batuan. Sampel batuan ubahan diambil untuk
mengetahui jenis mineral ubahan. Sampel untuk penentuan umur batuan diambil
dari batuan vulkanik (ekstrusif) atau intrusive yang diperkirakan termuda.
6. Penentuan koordinat lokasi manifestasi dan sampel batuan denganmenggunakan Global Positioning System (GPS) receiver dengan ketelitian yang
memadai dan diplot kedalam peta kerja.
2.2 Survei Geofisika
Pemetaan dan pendugaan geolistrik untuk mengetahui sebaran tahanan jenis batuan
secara lateral dan vertikal bawah permukaan.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
6/18
a. Survei Gaya Berat
Untuk memperoleh sebaran anomali gaya berat yang mencerminkan adanya
struktur geologi bawah permukaan
b. Survei Geomagnet
Untuk memperoleh sebaran anomali magnetik yang mencerminkan adanya
struktur geologi atau batuan ubahan bawah permukaan
c. Survei Magnetotelurik
Untuk mendapatkan informasi mengenai struktur bawah permukaan berdasarkan
harga tahanan jenis batuan dengan penetrasi yang lebih dalam dibandingkan
dengan metode penyelidikan geolistrik (DC-Resistivity).
2.3 Survei Geokimia
Survei geokimia dilakukan untuk mendapatkan data dan informasi fisis dan kimia dari
tiga unsur utama yaitu air, gas, dan tanah. Kegiatan ini terdiri atas studi literature dan
survei lapangan. Survei lapangan meliputi kegiatan pengamatan pengukuran dan
pengambilan sampel terhadap air (panas dan dingin), gas, dan tanah (termasuk udara
tanah).
2.3.1 Kegiatan Lapangan
Kegiatan lapangan meliputi studi literatur, analisa dara sekunder, dan penyiapan
peralatan dan pereaksi, serta penentuan titik ukur. Studi literature dan analisis data
sekunder merupakan kegiatan pengumpulan dan analisa data pustaka melalui
identifikasi terhadap hasil penyelidikan terdahulu yang berkaitan dengan
geokimia, berdasarkan informasi geologi regional, peta topografi, foto udara, citra
satelit dan geografi daerah penyelidikan yang ada atau pernah dilakukan di daerah yang
akan diselidiki. Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan
titik ukur.
1) Penentuan titik ukur harus memperhatikan kondisi geologi dan keberadaan
manifestasi panas bumi, misalnya posisi lintasan titik ukur memotong arah
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
7/18
strukutur geologi dengan mempertimbangkan faktor kesulitan medan
(topografi)
2) Sebaran titik ukur dapat berbentuk grid atau acak dengan spasi berkisar antara 250-
2000 meter
3) Penentuan titik ukur dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur
topografi yang dapat memenuhi akurasi ketinggian maksimal 1 meter dan akurasi
koordinat maksimal 5 meter, seperti Theodolite (TO), Laser Beam (Electronic
Distance Measurment), dan GPS (system diferensial).
4) Sisitem koordinat titik ukur harus diproyeksikan ke dalam sistema koordinat
geodetic yang umum dipakai di Indonesia, misalnya Universal Traverse Mercartor
(UTM) World Geodetic System (WGS) 84 danLatitude/LongitudeWGSS4
2.3.2 Pengamatan Manifestasi
Manifestasi panas bumi sangat penting untuk mengetahui keberadaan aktivitas dari
gunung api. Sehingga, dengan ditemukannya manifestasi maka akan dapat ditentukan
kelayakan/prospek untuk eksplorasi/eksploitasi panas bumi. Bersamaan dengan
meningkatnya temperatur, volumenya bertambah dan dampaknya tekanan fluida
semakin naik. Secara umum, tekanan di sekitar permukaan bumi lebih rendah dari pada
tekanan dibawah permukaan bumi. Berdasarkan kejadian ini, air panas maupun uap
panas yang terperangkap dibawah permukaan bumi akan berupaya mencari jalan
terobosan supaya bisa keluar ke permukaan bumi.
a. Mata air panas adalah Batuan dalam dapur magma lama dapat masih panas sampai
ribuan tahun, air tanah yang turun dan bersentuhan dengan batuan panas, maka
terpanaskan dan cenderung naik ke permukaan melalui rekahan-rekahan pada batuan
yang membentuk sumber mata air panas.
b. Fumarol merupakan lubang asap tempat keluarnya gas-gas yang dihasilkan oleh
gunung api. Umumnya terletak di sekitar gunung api atau terobosan melalui rekahan-
rekahan.
c. Solfatar adalah fumarol yang mengeluarkan gas belerang (sulfur), sering juga
dijumpai belerang yang mengendap sebagai kristal dan melapisi rekahan-rekahan pada
batuan yang dilaluinya.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
8/18
d. Geyser Adalah air tanah yang tersembur keluar sebagai kolam uap air panas, yang
terbentuk oleh adanya celah yang terisi air. Makin besar akumulasi air dalam celah
maka makin tinggi tekanan air di bawahnya, sehingga saat air di bawah mendidih,
terbentuk uap air yang menekan di atasnya. Naik air akan mengurangi tekanan, sehingga
titik didih turun, dan giliran air yang di atas mendidih dan tersembur keluar serentak
sebagai geyser.
e. Kawah adalah Pada puncak atau daerah sekitar puncak gunung api kebanyakan ada
kawah, yaitu suatu bentuk depresi berbentuk corong, terbuka ke atas yang merupakan
tempat disemburkannya gas-gas, tefra dan lava.
f. Mud Pool adalah Lumpur selalu berair karena adanya kondensasi steam.
Pengamatan manifestasi antara lain dilakukan terhadap :
1. Jenis manifestasi: tanah panas, tanah panas beruap, kolam lumpur panas, mata
air panas, fumarol dan solfatara. Keterdapatannya pada suatu daerah
penyelidikan dapat langsung diaamati di lapangan dengan kasat mata.
2. Jenis endapan pada manifestasi seperti sinter koordinat, sinter silica, belerang
dan oksida besi.
3. Sifat fisika air yang muncul pada manifestasi yang membedakan diantaranya
rasa (tawar, asin, pahit, asam), bau (bau Belerang) dan warna (keruh, jernih,
putih, dll)
2.3.3 Pengukuran Data Manifestasi
Data yang diukur pada manifestasi antara lain :
1. Temperatur manifestasi dan udara disekitarnya
2. pH air
3. Debit air panas atau dingin
4. Daya hantar listrik (DHL) air panas/dingin
5. Koordinat dan lokasi pengambilan sampel
6. Kandungan CO2, CO, H2S, dan NH3pada hembusan uap air, fumarol dan
solfatara
7. Luas manifestasi.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
9/18
2.3.4 Geotermometer Na-K-Mg.
Geotermometer Na-K-Mg merupakan kombinais antara geotermometer Na-K
(Fournier, 1979) dan geotermometer K-Mg (Giggenbach, 1988).
Kombinasi kedua rumusan tersebut berdasarkan rasio Na/K yang berkurang dengan
meningkatnaya temperatur, K-Mg lebih cepat bereaksi, lebih sensitif terhadap mixing
atau kondensasi. Persamaan ini baik digunakan untuk sampel yang tidak baik/layak,
valid untuk suhu reservoir < 35 0C dan tidak dapat digunakan pada fluida dengan Ca
tinggi.
2.3.5 Diagram Segitiga Cl - SO4
HCO3
Penggunaan komponen anion yang berupa CL, SO4, HCO3 bermanfaat untuk
mengetahui komposisi fluida panasbumi karena anion-anion tersebut merupakan zat
terlarut yang paling banyak dijumpai dalam fluida panasbumi. CL, SO4, dan HCO3dapat
digunakan untuk menginterpretasi kondisi dan proses yang berlangsung di dekat
permukaan (kurang dari 1 km), (Herdianita, 2006).
Konsentrasi Cl tinggi dalam mata air mengindikasikan air berasal langsung dariresrvoir, dengan minimal pencampuran atau pendinginan secara konduksi. Kadar Cl
rendah pada air (yang tidak menunjukkan karakteristik uap-panas) dari mata air panas
adalah karakteristik dari penegenceran air tanah. Konsentrasi dapat berkisar dari < 10
sampai > 100000 mg/kg, namun nilai-nilai orde 1000 mg/kg adalah khas dari klorida-
jenis air.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
10/18
Gambar 1 Diagram segitiga Cl - SO4HCO3 (Simmons, 1998)
2.3.6 Diagram Segitiga Cl Li B
Proporsi relatif B dan Cl untuk fluida-fluida dengan asal usul yang sama umumnya
tetap. B dan Cl dapat dipakai untuk mengevaluasi proses pendidihan dan pengenceran.
Pada T tinggi ( >400C ), Cl terdapat sebagai HCL dan B sebagai H3BO3, keduanya
bersifat volatil dan mudah bergerak pada fase uap. HCL dan H3BO3 berasal dari
magmatic brine. Apabila fluida mendingin HCL terkonversi menjadi NaCL, B tetap
berada pada fase uap dan Li bergabung pada larutan. Li sering terserap klorit, Qz, dan
min lempung, sehingga pada zona uphlow rasio B/Li rendah sedang pada zona outflow
rasio B/Li tinggi (Aribowo, 2011).
B (boron) bentuk H3BO3 dan HBO2 merupakan unsur diagnostik. Air klorida dari mata
air atau sumur biasanya mengandung 10 50 ppm B. Kandunga B yang sangat tinggi
(hingga ratusan ppm) biasanya mencirikan asosiasi sistem panasbumi dengan batuan
sedimen yang kaya zat organik atau evaporit rasio B/CL sering dipakai untuk prediksi
asal-usul fluida (Nicholson, 1993).
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
11/18
Gambar 2 Diagram segitiga CLLiB (Simmons, 1998)
Kandungan relatif CL, Li dan B dapat memberikan informasi mengenai kondisi di
bawah permukaan hingga kedalaman sekitar 5 km (Herdianita, 2006). Pengeplotan pada
diagram segitiga CLLiB yang ditunjukkan pada Gambar 2 dapat digunakan untuk
menentukan jenis manifestasi termasuk upflow dan outflow. Kemudian dari
perbandingan B/Cl dapat digunakan sebagai indikator kesamaan reservoir.
2.3.7 Diagram Segitiga Na
K
Mg
Geotermometer air berdasarkan pada konten Na K, dan Na-K-Ca yang menyediakan
alat yang sangat baik untuk evaluasi kondisi lebih dalam suatu sistem panasbumi. Plot
segitiga Na K Mg memberikan penilaian lebih lanjut dari kesesuaian analisis air
untuk aplikasi goindikator zat terlarut ionik.
Gambar 3 Diagram segitiga NaKMg (Simmons, 1998)
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
12/18
BAB III
DATA DAN PENGOLAHAN DATA
3.1. Luas Reservoir Daerah Penelitian
Penentuan luas daerah penelitian dilakukan dengan menggunakan MapInfo, maka di
dapat luas daerah penelitian 408200 m2.
3.2. Penentuan Tipe Fluida Reservoir
Untuk melihat apakah air panas dari mata air cukup representatif untuk
memperhitungkan suhu reservoar, maka data yang ada diplot dalam diagram
Segitiga antara Cl, SO4, dan HCO3.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
13/18
3.3. Penentuan Temperatur Reservoir
Dalam penelitian ini, untuk mengetahui temperatur reservoir dapat dilakukan dengan
menggunakan Diagram segitiga Na-K-Mg, Na-K (Fournier), Na-K (Giggenbach) serta
K-Mg. Data yang sudah diketahui diplot pada diagram tersebut.
Lokasi t (C) pH Cl SO4 HCO3
TotalAnion Cl SO4 HCO3
A 45 5.2 52.1 182.1 345 579.2 9% 31% 60%
B 48 6 84.8 711.9 132.4 929.1 9% 77% 14%
C 55 3.5 12.2 560.3 0 572.5 2% 98% 0%
D 40 4.5 11 597.5 0 608.5 2% 98% 0%
E 60 5.5 89 631.4 121.6 842 11% 75% 14%
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
14/18
Dari pengolahan data di atas didapat bahwa semua mata air yang ada di daerah
penelitian banyak mengandung magnesium (Mg) dan tergolong dalam immature waters,
yang artinya air dari sistem panas bumi yang ada belum mengalami kesetimbangan. Di
bawah ini merupakan hasil perhitungan geotermometer berdasarkan metode-metode di
atas.
No Fournier giggenbach tK-MG
1 334.8285 316.47002 57.73876
2 339.3729 320.37481 65.85425
3 469.3065 429.29307 80.85388
4 458.1857 420.17262 87.87366
5 349.9385 329.42792 66.1568
jumlah 1951.632 1815.7384 358.4773
rata-rata 390.3264 363.14769 71.69547
Lokasi t (C) pH Na K Ca Mg Na/1000 K/100 Mg
Total
Kation
%
Na/1000 % K/100 % Mg
A 45 5.2 65.7 16.2 23.4 56.6 0.0657 0.162 28.3 28.5277 0% 1% 99%
B 48 6 103.7 26.5 123 72.6 0.1037 0.265 36.3 36.6687 0% 1% 99%
C 55 3.5 17.8 10.5 0.9 3.2 0.0178 0.105 1.6 1.7228 1% 6% 93%
D 40 4.5 15.3 8.5 0.6 1.2 0.0153 0.085 0.6 0.7003 2% 12% 86%
E 60 5.5 93.1 25.8 31.1 67 0.0931 0.258 33.5 33.8511 0% 1% 99%
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
15/18
Dari semua metode di atas, temperatur yang digunakan sebagai acuan adalah temperatur
hasil perhitungan Na-K (fournier) karena metode ini tidak dipengaruhi oleh proses
dilusi pada semua mata air panas. Dengan metode tersebut, maka temperatur reservoir
adalah 334.83C.
Dari hasil plotting grafik temperatur vs kedalaman, diperoleh bahwa kedalaman
reservoir yaitu 1490 m.
3.4. Penentuan Besar Potensial Sumberdaya Listrik
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh luas area, kedalaman reservoar, dan temperatur
reservoir. Selanjutnya data ini diproses menggunakan rumus yang telah ada beserta data
yang telah tersedia. Proses perhitungannya dapat dilihat pada tabel berikut ini.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
16/18
Dari hasi perhitungan di atas diperoleh nilai potensial listrik daerah Samosir sebesar
6,43 Mwe.
awal akhir
Luas area m2
Tebal reservoar m
Volume reservoar m3
Porositas
saturasi air 0.9 0.3
saturasi uap 0.1 0.7
densitas batuan kg/m3
Cp batuan kj/kg0K
Temperatur reservoir 0C 334 180
desnsitas air kg/m3
629.2834539 887.0053173
densitas uap kg/m3
82.82848202 5.158318993
energi dalam air kj/kg 1531.003757 762.057639energi dalam uap kj/kg 2486.554581 2582.847064
Panas pada batuan kj 4.38793E+14 2.36475E+14
Panas pada fluida kj 5.39908E+13 1.2901E+13
Energi panas reservoir kj 4.92784E+14 2.49376E+14
Energi maksimum yg dapat
dimanfaatkan kj 2.43407E+14
Recovery Factor (RF) 0.25
Panas yg dapat diproduksi (Qde) 6.08519E+13
lifetime year 30
Panas selama lifetime (Qth) kj/s 64319.98882Faktor konversi listrik (KL) 0.1
Potensi Listrik (Qel) Mwe 6.43
Potensi Listrik Total Mwe
Parameter Satuan
1
Keadaan
408200
1490
608218000
0.1
2400
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
17/18
BAB IV
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang dilakukan di daerah Tinggi raja Kab.Siloukahean maka dapat
diberi kesimpulan sebagai berikut:
1. Potensi sumber panas bumi dengan estimasi kedalaman sekitar 1490 m dibawah
permukaan bumi.
2. Temperatur reservoir berada pada kisaran suhu 334C dengan kedalaman berada
pada kisaran 1490 m.
3. Besar potensial listrik yang dihasilkan dari reservoar adalah sebesar 6,43Mwe.
-
7/25/2019 Studi Panas Bumi Samosir
18/18