Salah satu sumber energy potensial adalah panas bumi atau geotermal. Sebuah sumber geotermal dapat didefinisikan secara sederhana sebagai suatu reservoir yang diperoleh dari panas yang dapat diekstrasikan secara ekonomis dan dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga listrik atau penggunaan kebutuhan lainnya, seperti industri, pertanian, atau rumah tangga.

Panas yang ada dalam bumi dihasilkan oleh radioaktif dari isotop uranium, thorium, dan kalium. Kandungan panas didalam bumi diperkirakan sebanyak 3 x 1030 kalori. Sebagian besar transfer panas dibawah litosfer dikarenakan oleh arus konveksi dan di litosfer dikarenakan oleh konduksi. Rata-rata temperatur bumi naik seiring semakin dalam kedalaman bumi, yaitu sekitar 25°-30°C tiap kilometer nya (disebut dengan gradien termal). Pada eksplorasi geotermal sering menggunakan gradient yang lebih besar, pengeboran yang dangkal, dan biaya eksplorasi yang murah.

Sumber geotermal terjadi pada:

  1. Intrusi magma, sehinga dapat memberikan panas yang besar.
  2. Aliran panas permukaan yang tinggi, akibat kerak tipis, dan gradien suhu tinggi.
  3. Kenaikan air tanah yang telah beredar sampai kedalaman beberapa kilometer dan telah dipanaskan akibat gradien suhu normal.
  4. Isolasi batuan yang memiliki konduktivitas termal yang rendah
  5. Anomali panas batuan dangkal oleh radioaktif unsur (Wright, 1988)

Tipe Sistem Geotermal

Persyaratan utama supaya system geotermal dapat berjalan adalah sebuah sumber panas yang besar, sebuah reservoir untuk mengakumulasikan panas, dan sebuah pembatas untuk menahan panas yang telah diakumulasikan di reservoir. Terdapat beberapa rangkaian kondisi geologi yang dapat menghasilkan beberapa system geotermal. Karena itu, semua daerah geotermal berbeda satu sama lain. Namun, berdasarkan karakteristik pada umumnya, sistem geotermal dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori, yaitu:

1.  Sistem dominasi uap (Vapor-dominated)

Merupakan sistem yang sangat jarang dijumpai dimana reservoir panas buminya mempunyai kandungan fasa uap yang lebih dominan dibandingkan dengan fasa airnya. Rekahan umumnya terisi oleh uap dan pori‐pori batuan masih menyimpan air. Reservoir air panasnya umumnya terletak jauh di kedalaman di bawah reservoir dominasi uapnya. Reservoir air tersebut merupakan syarat dasar untuk sistem dominasi uap ini.

2.  Sistem dominasi air panas (hot water-dominated)

Merupakan sistem panas bumi yang umum terdapat di dunia dimana reservoirnya mempunyai kandungan air yang sangat dominan walaupun ketika air yang panas mendidih sering terjadi pada bagian atas reservoir membentuk lapisan penudung uap yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi.

Berdasarkan temperatur, sifat kimia, dan struktur reservoirnya, sistem ini diklasifikasikan menjadi beberapa sub-kategori, yaitu:

  1. Sistem yang dikarakteristikan oleh temperature yang rendah ke sedang(50°-150°C) dan produksi air dengan komposisi kimia yang sama dengan permukaan regional dan air tanah dangkal.
  2. Sistem yang dikarakteristikan oleh keberadaan air non-meteorik, biasanya terjadi pada cekungan sedimen yang dalam.
  3. Sistem yang dikarakteristikan oleh keberadaan air garam yang memiliki salinitas yang sangat tinggi.
  4. Sistem yang dikarakteristikan oleh keberadaan batuan penutup alami (cap rock).
  5. Sistem yang dicirikan oleh batuan penutup buatan.
  6. Sistem tekanan bumi (Geopressured)

Sistem ini memiliki reservoir yang berisi air panas yang banyak mengandung gas metana dan berada di lingkungan yang memiliki gradien tekanan lebih besar daripada gradien hidrostatik.

1.  Sistem batu panas kering (Hot Dry Rock)

Merupakan sistem yang memiliki reservoir pada kedalaman yang sangat dalam. Panas yang tersimpan di batuan sedalam 10km dari permukaan bumi yang mana energy tidak dapat diproduksi secara ekonomis oleh air panas alami. Hot Dry Rock ini atau biasa disingkat HDL dapat berasosiasi pada beberapa lokasi dan/atau beberapa kedalaman dengan sumber hidrotermal dan/atau magma.

Berdasarkan kemungkinan sumber yang berbeda, sumber HDL geotermal dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu (1) batuan beku (igneous related) : panas yang sedang ditransfer dari magma atau tersimpan pada batuan yang kering disekeliling tubuh magma; (2) mantel atas (upper mantle related): panas yang terkonduksi ke kerak dangkal ;(3)local : panas yang tersimpan secara local akibat keberadaan sebuah kosenterasi yang tinggi dari radioaktif mineral atau karena patahan dalam skala besar dan/atau rekahan.

Tempat yang pasti dapat dicari adalah daerah yang dicirikan memiliki aktivitas vulkanik, aliran panas yang tinggi, dan lokasi sumber panas radiometrik.

2.  Sistem Magma

Merupakan sistem yang memiliki reservoir yang berisi magma yang relatif dangkal. Magma diambil untuk memanaskan heat exchanger.

Teknik Eksplorasi Geotermal dalam Geofisika

Berikut adalah beberapa metode yang digunakan dalam eksplorasi geotermal dalam Geofisika:

1.  Metode Elektromagnetik

Di beberapa tahun terakhir, metode elektromagnetik telah digunakan dalam keperluan pencarian/eksplorasi geotermal (Keller, 1970; Keller dan Rapolla, 1974

2.  Metode Frekuensi Suara Magnetolurik/Audio-Frequency Magnetotelluric(AMT)

Metode ini membuat kegunaan dari daerah elektromagnetik (Cagniard, 1953). AMT membuat kegunaan dari sinyal alami pada frekuensi dengan jangkauan 8 Hz – 20 kHz dan hal tersebut telah terbukti berguna dalam survei eksplorasi geotermal. Metode ini baik dan mudah digunankan untuk alat mencari geotermal.

3.  Metode Seismik

Di beberapa tahun terakhir, banyak pengembangan baru dalam aplikasi metode seismic dalam eksplorasi geotermal (Iyer, 1978). Metode seismic ini diklasifikasikan menjadi dua metode, yaitu aktif dan pasif. Metode aktifnya, yaitu dengan menggunakan refraksi seismic yang mana berguna dalam memprediksi kedalaman reservoir geotermal. Sedangkan metode pasifnya, yaitu dengan menggunakan survei noise tanah seismic, yangmana semakin tinggi level noise seismic pada suatu daerah mencerminkan bahwa terdapat reservoir geotermal pada daerah tersebut.

Referensi:

  • Gupta, K. H. 1980. Geothermal Resources: An Energy Alternative. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier Scientific Publishing Company.

 

Putri Dyah, Geofisika 2014

Leave a comment

Your email address will not be published.