Geothermal Week : Klasifikasi Sistem Panas Bumi

Klasifikasi Sistem Panas Bumi Berdasarkan Suhu Rata - Rata Reservoir

Sistem panasbumi dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa parameter. Berdasarkan suhu rata-rata reservoir, sistem panasbumi dibagi menjadi tiga yaitu low temperature reservoir (T<125^oC), intermediate temperature reservoir (T 125-225^oC), dan high temperature reservoir (T>225^oC) (Hochstein, 1990).

1.1  Sistem Temperatur Rendah      

      Sistem temperatur rendah terbagi menjadi :

- Akuifer Cekungan Sedimen (Aquifers in sedimentary basin)

            Pada sistem ini akuifer/reservoir dapat meliputi daerah yang luas (500km² atau lebih). Fluidanya bersifat stagnan/tidak bergerak, biasanya termineralisasi dan saline (marine pore fluids). Perpindahan panasnya secara konduktif, dan suhu akuifer dikontrol oleh terrestrial heat flux, konduktivitas panas batuan dan kedalaman akuifer, dengan kisaran suhu reservoir biasanya 60-75^oC. Contoh dari system ini misalnya di Panonian Basin (Hungaria), Aquitaine Basin (Prancis), Wyoming Sedimentary Basin (USA)

- Akuifer Dasar Dibawah Cekungan Sedimen (Basement aquifer beneath sedimentary basins)

            Merupakan akuifer dengan permeabilitas tinggi yang berada pada basement yang tertutup oleh sekuen batuan sedimen dengan permeabilitas rendah. Yang biasanya terjadi adalah forced convection di mana fluida bergerak dari tengah ke tepi cekungan. Suhu reservoir biasanya berkisar 50-65^oC. System ini terdapat di cina, Italia, swiss, dan amerika

- Sistem Mataair panas ( Warm spring systems )

            Sistem ini umum dijumpai di kaki-kaki gunung, yang berasosiasi dengan deep reaching fracture berpermeabilitas tinggi. Panas berasal dari terrestrial heat flow yang dipindahkan secara forced convection. Suhu 60-80^oC

- Sistem Tekanan (Geopressured systems)

            Sistem ini terdapat pada bagian dalam dari cekungan sedimen. Akibat pengendapan cepat dan pembentukan sesar listrik, pada beberapa bagian cekungan akan terbentuk penudung sehingga menghasilkan tekanan litostatik. Panas terbentuk karena adanya pressure gradients menghasilkan anomalous temperature. Suhu pada sistem ini dapat mencapai 100-120^oC (pada kedalaman 2-3 km).

1.2 Sistem Temperatur Menengah (Intermediate temperature system)

            Perpindahan panasnya biasanya konvektif dengan reservoir jenuh air, kehilangan panas alamiah (natural heat loss) biasanya cukup besar (3-30MWt). Bila tranfer panas pada reservoir >10 MWt dan dijumpai manifestasi boiling spring, maka fluida dapat diproduksi langsung dari mataair tersebut. Sumber panas berupa intrusi dalam atau hot upper crust (kerak bagian atas yang panas). Contohnya Cisolok-Cisukarame, Citaman-Banten, Aluto Lagano (Ethiopia), El Tatio (Cili).

1.3 Sistem Temperatur Tinggi (High temperature system)

            Sistem ini hanya terdapat dalam  tatanan tektonik lempeng active plate margin, yang umumnya berasosiasi dengan vulkanisme dan deformasi kerak bumi. Contoh jenis sistem ini adalah di New Zealand, Filipina,Jepang, Amerika Latin, Afrika dan Indonesia. Sistem ini terbagi menjadi :

1.3.1 Sistem Air Panas (hot water systems)

- pada medan datar

            Sebagian besar panas yang mengalami perpindahan di dalam sistem dikeluarkan kepermukaan. Reservoir yang produktif berada di bawah zona manifestasi permukaan, dan pengendapan mineral hidrotermal umumnya terjadi pada bagian atas reservoir dan pada bagian sistem di mana fluida panas bertemu dengan air permukaan yang dingin. Contohnya diWairakei (NZ). 

- pada medan terjal

            Perbedaan utama dengan hot water system pada medan datar adalah pola aliran fluidanya (ingat gradien hidrologi, lihat gambar). Pengeluaran panas alamiah umumnya terjadi melalui mekanisme “concealed lateral outflow” (semacam seepage pada zona lateral). Pada sistem ini biasanya terdapat uap (minor) hasil evaporasi pada bagian atas reservoir yaitu kondensasi uap dan oksidasi H₂S yang menghasilkan kondensat asam, dan batuan yang terdapat di atas reservoir utama umumnya teralterasi oleh aktivitas uap tersebut.

1.3.2 Sistem air Asin (Hot brine systems)

            Brine pada sistem ini kemungkinan terbentuk dari konveksi air pada hot water system yang melarutkan evaporit, atau juga adanya hypersaline brine yang mengalami advective rise. Pada sistem ini suhu reservoir umumnya tinggi (di Salton Sea, Utah mencapai 300^oC), dengan transfer panas secara konduktif dan heat loss relatif kecil (< 30 MWt). Karena fluidanya bersifat salin, maka sangat korosif. Contoh sistem ini antara lain Salton Sea, Cesano (Italia), Milos (Yunani)

Two phase systems

Pada sistem ini permeabilitas batuan di dalam dan di luar reservoir relatif lebih rendah dari hot water system, dan sering menurunnya permeabilitas vertikal, saturasi dan entalpi fluidanya juga turun. Contoh dari sistem ini adalah Dieng, Lahendong (Sulut), Tongonan (Filipina), Ohaaki (NZ), Krafla (Islandia) dan Olkaria (Kenya).

1.3.3 Sistem Dominasi Uap Air (Vapor-dominated systems)

            Keterdapatan sistem ini termasuk langka di dunia. Dapat terbentuk apabila natural recharge sangat kecil karena permeabilitas di luar reservoir rendah. Umumnya pada bagian atas reservoir terbentuk lapisan kondensat yang tebal, di mana bagian atas kondensat bersifat asam. Heat loss lebih kecil dibandingkan hot water system pada ukuran yang sama. Contoh dari sistem ini antara lain Kamojang, Darajat (Garut), The Geyser (USA), Lardrello (Italia), Matsukawa (Jepang) dan Ketetahi (NZ)

1.3.4 Sistem Panasbumi Gunungapi (Volcanic geothermal system)

            Ciri khas dari sistem ini adalah adanya kondensat tebal di atas reservoir dengan kandungan gas vulkanik yang reaktif misalnya HF dan HCl. System ini sering dikatagorikan dalam sesumber yang sub-ekonomis. Contoh model sistem ini terdapat di Tangkuban Parahu, Sibayak, Pinatubo (Filipina), Nevado del Ruiz (Kolombia), Tatun (Taiwan).

            Sistem panasbumi seringkali juga diklasifikasikan berdasarkan entalpi fluida yaitu sistem entalpi rendah, sedang dan tinggi.Kriteria yang digunakan sebagai dasar klasifikasi pada kenyataannya tidak berdasarkan pada harga entalpi, akan tetapi berdasarkan pada temperatur mengingat entalpi adalah fungsi dari temperatur

Sistem panas bumi	Muffer & Cataldi (1978)	Benderiter & Cormy (1990)	Haenel, Rybach & Stegna (1988)	Hochestein (1990)
suhu rendah	<90oC	<100oC	<150oC	<125oC
suhu sedang	90‐150oC	100‐200oC	-	125‐225oC
suhu tinggi	>150oC	>200oC	>150oC	>225oC

Klasifikasi Sistem Panas Bumi Berdasarkan Tipe Fluida 

1. Dominasi Uap ( Fraksi uap > Fraksi air)

- Reservoir : Permeabilitas rendah

- Fluida yang masuk kedalam reservoir langsung berubah menjadi fasa uap di dalam

reservoir

- Pengoperasian lapangan lebih mudah

- Temperatur ~ 240 °C

Contoh: Kamojang, Darajat

2. Dominasi Air ( Fraksi air > Fraksi uap)

- Daerah Recharge dan reservoir mempunyai permeabilitas yang relatif sama

- Laju penguapan di reservoir dapat diimbangi oleh laju recharge sehingga pori-pori batuan terisi oleh air panas.

- Permasalahan teknis lebih banyak (scaling, masalah air buangan)

- Temperatur ~ 280 °C

Contoh: Wairakei (NZ), G. Salak

3. Dua Fasa ( Fraksi air ~ Fraksi uap)

- Pembentukan reservoir tipe ini melibatkan proses yang lebih rumit

dibanding dominasi uap dan air.

Contoh: Lahendong (Sulut), Dieng (Jawa Tengah)

4. Sistem Vulkanik : berasosiasi dengan gunung api aktif.

-Sistem ini kurang baik untuk dikembangkan, karena hazard yang cukup

tinggi (fluida sangat korosif, kandungan gas tinggi)

-Indikasi : gas HCl, HF,

Contoh : Alto Peak (Phil.),

Posted in: Energy, Geology