TUGAS TEKNOLOGI ENERGI PANAS PANAS BUMI KELAS B Apriliana Praditasari
(121130080
P!tri "adila
(121130088
I#$an A$#ari
(1211301%1
Adit#ias&a Indar'an
(1211301)
Bi*+ Adi Pradit+
(12113020)
En,r-i Panas B!*i
Energi Geo (Bumi) thermal (panas) berarti memanfaatkan panas dari dalam bumi. Inti planet kita sangat panas- estimasi saat ini adalah 5,500 celcius (,!" #)- $adi tidak mengherankan $ika tiga meter teratas permukaan bumi tetap konstan mendekati %0-%& 'elcius (50-&0 #) setiap tahun. Berkat berbagai macam proses geologi, pada beberapa tempat temperatur ang lebih tinggi dapat ditemukan di beberapa tempat. panas ang terdapat dan terbentuk di dalam kerak En,r-i panas .!*i adalah energi panas ang bumi.. emperatur di bumi di ba*ah kerak bumi bertambah seiring bertambahna kedalaman. +uhu di pusat bumi diperkirakan mencapai 500 '. enurut /asal % 1o."2 tahun "00! tentang /anas Bumi Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan. Energi panas bumi ini berasal dari akti3itas tektonik di tektonik di dalam bumi bumi ang ang ter$adi se$ak planet ini planet ini diciptakan. /anas /anas ini ini $uga berasal dari panas matahari ang matahari ang diserap oleh permukaan bumi. bumi . +elain itu sumber energi panas bumi ini diduga berasal dari beberapa fenomena4 •
•
•
/eluruhan elemen /eluruhan elemen radioaktif di di ba*ah permukaan bumi. /anas ang dilepaskan oleh logam-logam berat karena tenggelam ke dalam pusat bumi. Efek elektromagnetik elektromagnetik ang ang dipengaruhi oleh medan magnet bumi. magnet bumi.
Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika musim dingin atau air ) se$ak peradaban oma*i, namun sekarang lebih populer untuk menghasilkan energi listrik. +ekitar %0 Giga 6att pembangkit listrik tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun "002, dan menumbang sekitar 0.!7 total energi listrik dunia. Energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hana pada dekat area perbatasan lapisan tektonik . /angeran /iero Ginori 'onti mencoba generator panas bumi pertama pada 8ul %0 di area panas bumi 9arderello di Italia. Grup area sumber panas bumi terbesar di dunia, disebut The Geyser , berada di Islandia, kutub utara. /ada tahun "00, lima negara ( El +al3ador , :ena, #ilipina, Islandia, dan :ostarika) telah menggunakan panas bumi untuk menghasilkan lebih dari %57 kebutuhan listrikna. /embangkit listrik tenaga panas bumi hana dapat dibangun di sekitar lempeng tektonik di mana temperatur tinggi dari sumber panas bumi tersedia di dekat permukaan. /engembangan dan penempurnaan dalam teknologi pengeboran dan ekstraksi telah memperluas $angkauan pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi dari lempeng tektonik terdekat. Efisiensi termal dari pembangkit listrik tenaga panas umi cenderung rendah karena fluida panas bumi berada pada temperatur ang lebih rendah dibandingkan dengan uap atau air mendidih. Berdasarkan hukum termodinamika, rendahna temperatur membatasi efisiensi dari mesin kalor dalam mengambil energi selama menghasilkan listrik. +isa panas terbuang, kecuali $ika bisa dimanfaatkan secara lokal dan langsung, misalna untuk pemanas ruangan. Efisiensi sistem tidak memengaruhi biaa operasional seperti pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil.
M,n,*pat/an panas !nt!/ .,/,ra
;imana ada sumber air panas geothermal dekat permukaan, air panas itu dapat langsung dipipakan ke tempat ang membutuhkan panas. Ini adalah salah satu cara geothermal digunakan untuk menenuhi kebutuhan air panas, menghangatkan rumah, untuk menghangatkan rumah kaca dan bahkan mencairkan sal$u di $alan. Bahkan di tempat dimana penimpanan panas bumi tidak mudah diakses, pompa pemanas tanah dapat membah*a kehangatan ke permukaan dan kedalam gedung. 'ara ini beker$a dimana sa$a karena temparatur di ba*ah tanah tetap konstan selama tahunan. +istem ang sama dapat digunakan untuk menghangatkan gedung di musim dingin dan mendinginkan gedung di musim panas. P,*.an-/it listri/
/embangkit 9istrik tenaga geothermal menggunakan sumur dengan kedalaman sampai %.5 : atau lebih untuk mencapai cadangan panas bumi ang sangat panas. Beberapa pembangkit listrik ini menggunakan panas dari cadangan untuk secara langsung dialirkan guna menggerakan turbin.
kilatan panas> ang digunakan untuk men$alankan generator turbin. /embangkit listrik paling baru menggunakan air panas dari tanah untuk memanaskan cairan lain, seperti isobutene, ang dipanaskan pada temperatur rendah ang lebih rendah dari air. :etika cairan ini menguap dan mengembang, maka cairan ini akan menggerakan turbin generator. K,!nt!n-an T,na-a Panas B!*i
/embangkit listrik tenaga /anas Bumi hampir tidak menimpulkan polusi atau emisi gas rumah kaca. enaga ini $uga tidak berisik dan dapat diandalkan. /embangkit listik tenaga geothermal menghasilkan listrik sekitar 07, dibandingkan &5-25 persen pembangkit listrik berbahan bakar fosil. +aangna, bahkan di banak negara dengan cadangan panas bumi melimpah seperti Indonesia ang memilikoo 0 7 cadangan panas bumi dunia, sumber energi terbarukan ang telah terbukti bersih ini tidak dimanfaatkan secara besar-besaran.
Salin- G,+t#,r*al Scale adalah endapan padatan pada permukaan logam, batu, atau material lain. /ada sistem geothermal, scale terbentuk dari fluida geotermal ang berfase liquid (air). erdapat ! kelas mineral pada fluida geothermal ang dapat menebabkan ter$adina scaling , akni4
%. +ilika dan silikat ". :arbonat dari kalsium dan besi !. +ulfida dari besi dan logam berat ?ir merupakan pelarut uni3ersal sehingga air selalu berada dalam proses melarutkan atau mengendapkan mineral tersebut men$adi scale. #enomena tersebut menentukan batas kelarutan.
Salin- pada pipa .a-ian dala*
ingkatan dari scaling mineral pada air tidak sepenuhna tergantung pada komposisi kimia air itu sendiri atau mineral ang larut, melainkan disebabkan oleh dera$at saturasi dari air terhadap mineral ang nilaina berbeda-beda, perubahan temperature, perubahan tekanan, perubahan potensial redoks, perubahan konsentrasi relatif terhadap mineral lainna, dan perubahan p=. ekanisme terbentukna scale secara sederhana sama seperti dengan proses pengendapan pada umumna. /engendapan ter$adi dikarenakan nilai @ c (hasil kali ionion ang bereaksi) lebih besar dibandingkan nilai : sp (hasil kali kelarutan ketika ion-ion setimbang). /erhitungan kesetimbangan menun$ukkan bah*a air geotermal dapat $enuh dengan mineral-mineral tertentu. /erhitungan hasil kali kelarutan ion-ion dapat dilakukan menggunakan soft*are ?Aua'hem, soft*are tersebut digunakan untuk menghitung indeks saturasi sehingga dapat memprediksi potensi ter$adina scaling . Scaling mineral kalsit ('a' !) atau +ilika (+i ") merupakan permasalahan utama dalam banak sistem geotermal. /ada sistem geothermal bertemperatur rendah dan menengah, beberapa peneliti melaporkan bah*a terbentuk scale kalsit. :ristmanndottir (%C) $uga mencatat bah*a scale kalsit di$umpai pada sistem geotermal bertemperatur rendah di Iceland . etode pencegahan dari pengendapan scale pada sistem geothermal bertemperatur rendah dikendalikan oleh tingkat pelepasan gas (degassing) '" dan perubahan p= ang menebabkan perubahan nilai hasil kali konsentrasi ionion mineral.
?rnorsson mere3ie* secara teoritis mengenai pengendapan mineral kalsit dari air geotermal. =asil studi tersebut men$elaskan bah*a fluida geothermal di reser3oir berbagai tempat didunia adalah $enuh dengan kalsit. :alsit diba*ah $enuh (undersaturated ) mungkin ada dibeberapa tempat dikarenakan rendahna kadar karbon dioksida.
Pr+s,s /i*ia dari scaling /alsit
:elarutan dari kalsit secara signifikan diakibatkan oleh p= dan kelarutan karbon dioksida di air geotermal. /ada beberapa nilai temperatur ang diberikan, kelarutan dari kalsit berada dalam kesetimbangan dengan meningkatna fase 3apour dan dengan meningkatna konsentrasi karbon dioksida mencapai % mol karbon dioksida per kg. /ada berbagai macam tekanan karbon dioksida, kelarutan dari kalsit menurun dengan meningkatna temperatur. Endapan kalsium karbonat dapat terbentuk dari air geotermal oleh ?dana karbon dioksida di di kondisi tekanan menengah dan tinggi di reser3oir geothermal meningkatkan kelarutan kalsit. eaksi penguraianDpelarutan digambarkan sebagai berikut4 'a'! (s) = " (l) ' " (g)
'a" (aA) "=' ! F (aA)
=ampir dari semua sistem geotermal berisi karbon dioksida ang larut. #akta terpenting dari pengendapan kalsit adalah %. Endapan dapat terurai, larut, terba*a, dan terendapkan kembali di air. ". :arbon dioksida dan air memainkan peranan penting di siklus penguraian, pengangkutan, dan pengendapan kembali. !. +cale kalsit adalah permasalahan paling umum dalam scaling di sistem geotermal. . /engendapan kalsit dapat dicegah dengan penesuaian p= dan tekanan.
Silia Salin-
+ilica scaling sering men$adi masalah serius pada operasi lapangan panasbumi. +ilica scaling pada pipa produksi berakibat mengurangi diameter pipa, sehingga mengurangi la$u alir dan bahkan pipa dapat tersumbat sehingga harus diganti. 'ara ang paling efektif untuk menangani masalah silica scaling adalah dengan mencegah ter$adina silica scaling tersebut. lek karena itu ka$ian tentang potensi silica scaling sangat diperlukan pada operasi lapangan panasbumi.
P,nan--!lan-an Sal,
Istilah scale dipergunakan secara luas untuk deposit keras ang terbentuk pada peralatan ang kontak atau berada dalam air. ;alam operasi produksi minak bumi sering ditemui mineral scale seperti 'a+, #e'!, 'a'!, dan g+. +ena*asena*a ini dapat larut dalam air. +cale 'a'! paling sering ditemui pada operasi produksi minak bumi. ?kibat dari pembentukan scale pada operasi produksi minak bumi adalah berkurangna produkti3itas sumur akibat tersumbatna penorasi, pompa, 3al3e, dan fitting serta aliran. /enebab terbentukna deposit scale adalah terdapatna sena*asena*a tersebut dalam air dengan $umlah ang melebihi kelarutanna pada keadaan kesetimbangan. #aktor utama ang berpengaruh besar pada kelarutan sena*a-sena*a pembentuk scale ini adalah kondisi fisik (tekanan, temperatur, konsentrasi ion-ion lain dan gas terlarut). P,n,-a#an Sal, d,n-an Sal, In#i.it+r
+cale inllibitor adalah bahan kimia ang menghentikan atau mencegah terbentukna scale bila ditambahkan pada konsentrasi ang kecil pada air./enggunaan bah*a kimia ini sangat menarik, karena dengan dosis ang sangat rendah dapat mencukupi untuk mencegah scale dalam periode *aktu ang lama.
ekanisme ker$a scale inhibitor ada dua, aitu4 %. +cale inhibitor dapat teradsorpsi pada permukaan kristal scale pada saat mulai terbentuk. Inhibitor merupakan kristal ang besar ang dapat menutupi kristal ang kecil dan menghalangi pertumbuhan selan$utna. ". ;alam banak hal bahan kimia dapat dengan mudah mencegah menempelna suatu partikel-partikel pada permukaan padatan.
Tip, Sal, In#i.it+r
:elompok scale inhibitor antara lain4 inorganik poliphospat, Inhibitor organik, /hosponat, ester phospat, dan polimer. Inorganik poliphospat adalah padatan inorganik non-kristalin. +ena*a ini $arang digunakan dalam operasi perminakan. :erugianna adalah merupakan padatan dan bahan kimia ini mudah terdegradasi dengan cepat pada p= rendah atau pada temperatur-tinggi. Inhibitor organik biasana dikemas sebagai cairan konsentrat dan tidak dapat dipisahkan sebagai bahan kimia stabil. Ester phospat merupakan scale inhibitor ang sangat efektif tetapi pada temperatur diatas %25' dapat menebabkan proses hidrolisa dalam *aktu singkat. /hosponat merupakan scale inhibitor ang baik untuk penggunaan pada temperature diatas !500#. +edangkan polimer seperti akrilat dapat digunakan pada temperatur diatas !50'. P,*ili#an Sal, In#i.it+r
Beberapa hal ang perlu diperhatikan dalam pemilihan $enis inhibitor untuk mendapatkaIl efektifitas ker$a inhibitor ang baik adalah sebagai berikut4 8enis scale, dengan diketahuina komposisi scale, dapat dilakukan pemilihan scale inhibitor ang tepat. :ekerasan scale. emperatur, secara umum, inhibitor berkurang keefektifanna apabila emperature meningkat. +etiap inhibitor mempunai batas maksimum temperatur operas agar dapat berfungsi dengan baik. p=, kebanakan scale inhibitor kon3ensional tidak efektif pada p= rendah. :esesuaian bahan kimia, scale inhibitor ang digunakan harus sesuai dengan bahan kimia lain ang $uga digunakan untuk kepentingan operasi seperti corrosion inhibitor. Beberapa scale inhibitor ada ang bereaksi dengan kalsium, magnesium atau barium membentuk scale pada konsentrasi ang tinggi. /adatan terlarut, semakin banak padatan terlarut maka semakin tinggi konsentrasi inhibitor ang digunakan. :esesuaian dengan kondisi air, kandungan ion ion kalsium, barium, dan magnesium ang ada dalam air akan menebabkan ter$adina reaksi dengan beberapa $enis inhibitor sehingga menimbulkan masalah baru aitu terbentukna endapan. +ehingga $enis inhibitor harus dipilih sesesuai mungkin. lklim, setiap inhibitor mempunai titik lebur tertentu dan cara mengin$eksikan ke dalam sistem,
sehingga untuk menghindari ter$adina pembekuan ataupun perubahan komposisi dari inhibitor. B,.,rapa ,nis Sal, In#i.it+r 1 4idr+/ar.+n =idrokarbon diperlukan sebagai pelarut hidrokarbon digunakan untuk menghilangkan minak, parafin, atau asphaltic materials ang menutupi scale ang terbentuk, karena apabila digunaka asam sebagai penghilang scale makaasam ini tidak akan bereaksi dengan scale ang tertutupi oleh minak (oil coated scale), oleh sebab itu minak harus dihilangkan terlebih dahulu dari scale dengan menggunakan hidrokarbon.
2 Asa* /l+rida ?sam klorida adalah bahan ang bana digunakan untuk membersihkan scale ang telah terbentuk. Bahan ini dapat digunakan pada berbagai kondisi. ?sam klorida digunakan dengan konsentrasi 57, %07, atau %57 =cl. eaksi ang ter$adi4 'a'! " ='I =" '" 'a'l" 'orrotion inhibitor harus ditambahkan dalam =cl untuk menghindari efek keasaman pada pipa ang dapat menebabkan korosi. 3 In+r-ani 5+n6,rt,rs Inorganic con3erters biasana merupakan suatu karbonat atau hidroksida ang akan bereaksi dengan kalsium sulfat dan membentuk acid soluble calcium carbonate. :emudian diikuti dengan penambahan asam klorida untuk melarutkan karbonat atau kalsium hidroksida ang terbentuk. 'a+ (1=)"'! (1=)"+0 'a'! 'a'! " =cl =" '" 'a'l" '" ang terbentuk dari reaksi dengan asam ini akan membantu mengeluarkan secara mekanis scale ang mungkin tersisa. Inorganic con3erters sebaikna tidak digunakan pada scale ang keras. 7 Or-ani 5+n6,rt,rs rganic con3erters seperti natrium sitrat, potassium asetat sering digunakan. eaktan ini akan bereaksi dengan scale kalsium sulfat, sehingga scale akan men$adi lebih lunak dan mudah dibersihkan dengan mele*atkan air. % Natri!* 4idr+/sida 9arutan %07 natrium hidroksida dapat melarutkan hingga %",57 berat dari scale kalsium karbonat. K+ndisi an- M,nd!/!n- T,radin&a Sal, /erubahan tekanan dan temperature 9arutan le*at $enuh (supersaturated solution) er$adina perubahan komposisi air formasi /erubahan dera$at keasaman (p=) • • • •
•
Bercampurna air formasi dari lapisan ang berbeda
K,r!-ian A/i.at Masala# Sal, :erusakan formasi batuan disekitar lubang bor (kehilangan tekanan D potensi formasi) /enurunan produksi :erusakan alat F alat produksi eningkatna biaa produksi •
• • •
;asar dari mekanisme scale inhibitor akni usaha pencegahan sedini mungkin akan ter$adina scale dengan cara mengin$eksikan bahan kimia ke dalam sumur untuk mencegah ter$adina reaksi kimia antara ion dan kation ang bisa mengendap. 8enis F $enis +cale Inhibitor ang memiliki kemampuan mencegah ter$adina +cale 4 /hospate ester /olmers (polacramides) /hosphonates • • •
"a/t+r &an- san-at p,ntin- dala* p,*ili#an in#i.it+r9 s.. : =arga bahan kimiana :estabilan inhibitor terhadap perubahan tekanan dan temperatur ang besar :eefektifanna :ompabilitas terhadap fluida produksi, fluida *orko3er D routine ser3ice dan bahan kimia lain • • • •
