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


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.


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.


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


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.


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


7/18

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.


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.


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.


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).


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)


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.


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%


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%


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.


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


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.


18/18

studi panas bumi samosir

Documents