Trace Id is missing

Apa itu energi geotermal?

Cari tahu bagaimana sumber energi yang ramah lingkungan dan terbarukan ini dapat membantu mengurangi ketergantungan dunia terhadap bahan bakar fosil.

Pelajari selengkapnya

Apa itu energi geotermal?

Ketika masyarakat, organisasi, dan negara mencari cara untuk mengurangi emisi karbon, pemerintah dan perusahaan telah membuat komitmen penting untuk mengurangi emisi karbon. Menemukan sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil seperti batu bara, gas alam, dan minyak bumi sangat penting untuk mencapai tujuan ini. Oleh karena itu, sumber energi terbarukan yang lebih ramah lingkungan seperti tenaga surya, air, angin, dan geotermal menjadi makin penting.

Energi geotermal saat ini dianggap sebagai salah satu jenis energi yang paling efisien dan berkelanjutan karena merupakan sumber daya yang ramah lingkungan, andal, dan terbarukan. Energi geotermal memanfaatkan panas yang tersimpan di dalam permukaan bumi untuk menghasilkan listrik serta menyediakan sistem pemanas dan pendingin geotermal untuk rumah dan bisnis. Sumber daya geotermal telah digunakan di Amerika Utara selama lebih dari 10.000 tahun, ketika masyarakat Paleo-Indian Amerika menggunakan sumber air panas geotermal untuk menghangatkan diri, memasak, dan mandi.

Geografi memainkan peran penting dalam ketersediaan energi geotermal. Sumber daya geotermal terbaik biasanya terletak di dekat batas lempeng tektonik. Aktivitas vulkanik dan gempa bumi terpusat di dekat batas-batas ini akibat pergerakan kerak bumi. Misalnya, Cincin Api di sepanjang tepi Samudra Pasifik merupakan rangkaian gunung berapi dan aktivitas seismik yang terutama disebabkan oleh lempeng tektonik. Oleh karena itu, kawasan ini memiliki area geotermal paling aktif di dunia.

Amerika Serikat saat ini memimpin dunia dalam produksi energi geotermal, meskipun energi geotermal hanya menyumbang sebagian kecil dari konsumsi energi AS. Sebagian besar pembangkit listrik tenaga geotermal AS berada di negara bagian barat karena energi geotermal tersebar luas di dekat batas lempeng tektonik. California memiliki kapasitas pembangkit listrik tenaga geotermal terbesar dengan 40 pembangkit listrik tenaga geotermal yang beroperasi.

Islandia, Filipina, dan El Salvador juga memimpin dunia dalam produksi energi geotermal, dengan energi geotermal menyumbang lebih dari 25 persen dari total penggunaan energi di negara masing-masing.

Baca artikel ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang energi geotermal, mengevaluasi keuntungan dan kerugiannya, serta mencari tahu contoh energi geotermal. Anda juga akan mempelajari tentang masa depan energi geotermal dan bagaimana teknologi dapat membantu mempercepat inovasi energi geotermal.

Jenis energi geotermal

Energi geotermal berasal dari panas yang dihasilkan di dalam bumi. Istilah “geotermal” berasal dari kata Yunani “geo,” yang berarti bumi, dan “thermos,” yang berarti panas. Di bawah kerak bumi, yang terdiri dari batuan dan air, terdapat lapisan batuan cair panas yang disebut magma. Suhu magma mencapai 1.300°F hingga 2.400°F dan dapat naik ke permukaan bumi sebagai lava. Magma juga memanaskan batuan dan lapisan air bawah tanah, yang dapat dilepaskan melalui geiser, sumber air panas, dan ventilasi uap, semuanya merupakan contoh energi geotermal.

Namun, sebagian besar energi geotermal bumi tetap berada di bawah tanah dalam bentuk kantong uap serta air panas dan diekstrak menggunakan berbagai metode:

Energi geotermal bersuhu rendah

  • Panas yang berasal dari fluida geotermal yang dekat dengan permukaan bumi naik secara alami atau diakses melalui sumur.
  • Dapat diakses hampir di mana saja di seluruh dunia.
  • Penggunaan langsung geotermal meliputi pemanas rumah, rumah kaca, perikanan, dan beberapa proses industri.

Energi geotermal yang dihasilkan bersama

  • Menggunakan air yang dipanaskan sebagai produk sampingan dari sumur minyak dan gas.
  • Menghasilkan listrik yang digunakan oleh pabrik atau dijual ke jaringan listrik.

Sistem pemanas dan pendingin geotermal

  • Pompa panas geotermal dibor antara 10 hingga 300 kaki ke dalam tanah.
  • Menghangatkan rumah dan bangunan pada musim dingin dan mendinginkannya pada musim panas.

Pembangkit listrik tenaga geotermal

  • Memanfaatkan reservoir geotermal hingga kedalaman dua mil di bawah tanah.
  • Menghasilkan listrik.

Keuntungan dan kerugian energi geotermal

Energi geotermal merupakan sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan, tetapi memiliki kekurangan seperti biaya awal yang tinggi serta potensi terjadinya gempa bumi dan penurunan permukaan tanah (tenggelamnya suatu wilayah secara bertahap).

Keuntungan energi geotermal:

  • Ramah lingkungan: Pembangkit listrik tenaga geotermal memiliki jejak karbon minimal dan polusi yang dihasilkan sangat rendah. Sistem pemanas dan pendingin geotermal mengurangi emisi gas rumah kaca.
  • Terbarukan: Tidak seperti bahan bakar fosil, reservoir energi geotermal yang terbarukan di dalam bumi akan terisi kembali secara alami dan akan bertahan selama miliaran tahun.
  • Andal dan stabil: Tidak seperti angin dan tenaga surya, energi geotermal selalu tersedia dan tidak berfluktuasi. Pengelolaan dapat memprediksi produksi listrik yang dihasilkan pembangkit listrik tenaga geotermal secara akurat sehingga menjadikannya ideal untuk memenuhi kebutuhan energi beban dasar.

 

Kerugian energi geotermal:

  • Efek samping terhadap lingkungan: Energi geotermal melepaskan sebagian gas rumah kaca di bawah permukaan bumi ke atmosfer. Pembangkit listrik tenaga geotermal dapat memengaruhi stabilitas tanah serta memicu gempa bumi dan menyebabkan penurunan permukaan tanah.
  • Diperlukan pengelolaan: Setelah dimanfaatkan untuk pembangkit listrik tenaga geotermal, reservoir geotermal harus dikelola dengan baik untuk memastikan bahwa reservoir tersebut tidak habis.
  • Pembangkit listrik terbatas pada lokasi tertentu: Pembangkit listrik tenaga geotermal hanya dapat dibangun di daerah dekat batas lempeng tektonik tempat reservoir geotermal tersedia.

Pembangkit listrik tenaga geotermal

Pembangkit listrik tenaga geotermal menggunakan sumber daya geotermal bersuhu tinggi yang berasal dari sumur air panas atau uap kering. Seperti halnya minyak bumi, pembangkit listrik tenaga geotermal mengebor sumur jauh ke dalam tanah. Uap atau air panas dipompa ke permukaan bumi, lalu digunakan untuk memutar turbin yang menghasilkan listrik.

Terdapat tiga jenis pembangkit listrik tenaga geotermal:

Pembangkit listrik tenaga uap kering

Menggunakan sumber uap alami di bawah tanah. Uap mengalir ke permukaan bumi di dalam sumur produksi, memindahkan energinya ke turbin, mengembun, dan dipompa kembali ke dalam bumi atau dilepaskan ke atmosfer. Pembangkit listrik tenaga uap kering merupakan jenis pembangkit listrik tenaga geotermal tertua dan dianggap paling sederhana dan paling efektif.

Pembangkit listrik tenaga uap kering tertua berada di Laredo, Italia. Dibangun pada tahun 1911, pembangkit listrik ini terus menyuplai listrik ke lebih dari satu juta penduduk. Pembangkit listrik tenaga uap kering penting lainnya adalah Kawasan Sumber Daya Geotermal Geysers di utara San Francisco. Pembangkit listrik ini telah menghasilkan listrik sejak tahun 1960-an dan menyuplai sekitar seperlima energi terbarukan di California.

Pembangkit listrik tenaga uap sistem flash

Mengonversi air bertekanan tinggi yang suhunya lebih dari 360°F dari dalam bumi menjadi uap. Ketika air panas mencapai permukaan, air panas akan dialirkan ke “tangki flash” yang tekanannya dipertahankan jauh lebih rendah. Berkurangnya tekanan menyebabkan sebagian air mengalami “flash,” yang berarti air menguap dengan cepat menjadi uap yang menggerakkan turbin. Cairan yang tersisa dapat di-flash lagi di tangki flash kedua untuk menghasilkan lebih banyak energi.

Pembangkit listrik tenaga uap sistem flash merupakan jenis pembangkit listrik tenaga geotermal yang paling umum digunakan saat ini. Islandia, sebuah pulau vulkanik, menggunakan pembangkit listrik tenaga geotermal uap sistem flash untuk menyuplai hampir semua kebutuhan listrik negara tersebut. Filipina, yang terletak di sepanjang Cincin Api, memiliki pembangkit listrik tenaga uap sistem flash terbesar di dunia.

Pembangkit listrik siklus biner

Menggunakan pendekatan yang berbeda untuk menghasilkan panas. Pembangkit listrik ini bekerja dengan air bertekanan tinggi pada suhu yang lebih rendah, antara 225°F dan 330°F. Metode ini menggunakan penukar panas untuk memindahkan panas dari air panas ke fluida sekunder yang memutar turbin.

Karena air bersuhu sedang lebih banyak tersedia, pembangkit listrik siklus biner diperkirakan akan menjadi jenis pembangkit listrik tenaga geotermal yang paling umum digunakan di masa mendatang.

Bagaimana energi geotermal digunakan?

Tiga penggunaan energi geotermal yang paling umum adalah penggunaan langsung, pembangkit listrik, serta sistem pemanas dan pendingin geotermal.

Asap menumpuk di pegunungan.

Sistem penggunaan langsung geotermal

Manfaatkan air tanah yang dipanaskan secara alami yang ditemukan beberapa meter hingga kurang dari satu mil di bawah permukaan bumi. Sumur dibor untuk mengambil air tanah, yang suhunya bisa mencapai 200°F atau lebih. Dalam beberapa kasus, air panas atau uap dapat naik dengan sendirinya, tanpa memerlukan pemompaan aktif, dan dapat digunakan secara langsung atau disirkulasikan melalui penukar panas.

Air panas bumi yang digunakan langsung mendukung banyak aplikasi, termasuk menghangatkan peternakan ikan, mencairkan es dan salju di trotoar dan jalan raya, memanaskan kolam besar, memanaskan bangunan, dan menyediakan air panas. Meskipun sistem panas bumi penggunaan langsung memiliki biaya modal yang lebih rendah dibandingkan sistem panas bumi yang lebih dalam, teknologi ini terbatas pada wilayah yang memiliki sumber air tanah panas alami di dekat atau di permukaan bumi, seperti wilayah dengan aktivitas vulkanik atau tektonik.

Pembangkit listrik tenaga geotermal memompa air dari sumber air panas.

Pembangkit listrik

Ketiga jenis pembangkit listrik tenaga panas bumi yang dijelaskan di atas memanfaatkan sumber daya panas bumi jauh di dalam bumi untuk menghasilkan listrik. Sebagian besar memiliki sistem air tertutup, yang mana mereka memompa air yang diekstraksi langsung kembali ke reservoir panas bumi setelah digunakan. Karena sebagian besar air telah diubah menjadi uap, pabrik perlu mengalirkan kembali sejumlah besar air untuk mempertahankan volume air yang stabil di dalam reservoir. Meskipun energi panas bumi merupakan sumber daya terbarukan yang digunakan di sekitar 20 negara saat ini, sebagian besar sumur panas bumi akan mendingin seiring berjalannya waktu, terutama ketika panas diekstraksi lebih cepat daripada pengisian ulang air.

Tampilan udara dari pembangkit listrik tenaga geotermal.

Sistem pemanas dan pendingin geotermal

Juga dikenal sebagai penghangat dan pendinginan sumber tanah, ini adalah cara paling umum menggunakan energi geotermal saat ini. Untuk menjawab pertanyaan “apa itu pemanasan geotermal,” penting untuk memahami cara kerja pompa geotermal (juga disebut pompa panas yang bersumber dari tanah). Alih-alih menghasilkan panas, pompa menggunakan tanah sebagai sumber panasnya dan memindahkan panas antara tanah dan rumah atau bangunan.

Pompa ini dibor antara 10 dan 300 kaki ke dalam tanah dan dihubungkan ke pipa panjang yang mengalirkan cairan di bawah tanah dan ke seluruh gedung. Di musim dingin, cairan tersebut menyerap panas bumi dan membawanya ke dalam gedung, di mana pemanasan panas bumi melepaskannya melalui sistem saluran. Di musim panas, cairan menyerap panas dalam bangunan dan membawanya ke dalam bumi untuk pendinginan.

Kegunaan lain dari energi geotermal

  • Di bidang pertanian, energi geotermal digunakan untuk menjaga tanaman agar tetap hangat pada musim dingin dengan mengalirkan uap ke tanah.
  • Beberapa spa kesehatan menggunakan ventilasi geotermal untuk memanaskan bak mandi air panas dan bak mandi.
  • Sumber air panas dikenal karena kemampuan terapeutiknya untuk meningkatkan kesehatan orang.
  • Geiser alami dapat menjadi tempat wisata yang menakjubkan. “Old Faithful” di Taman Nasional Yellowstone adalah keajaiban geotermal yang menyembur setiap 60 hingga 90 menit dan dikunjungi oleh sekitar 4 juta orang setiap tahun.

Masa depan energi geotermal

Hidraulika patahan untuk energi geotermal

Dalam industri minyak dan gas, hidraulika patahan adalah cara umum untuk meningkatkan produksi. Hidraulika patahan melibatkan penyuntikan fluida bertekanan tinggi ke dalam formasi batuan untuk memecahnya dan menjadikannya permeabel. Hidraulika patahan untuk energi geotermal menggunakan pendekatan serupa dan juga disebut sebagai “sistem geotermal yang ditingkatkan” (ESG). Meskipun prosesnya mirip dengan jenis hidraulika patahan yang digunakan dalam industri gas alam, terdapat beberapa perbedaan penting. Hidraulika patahan geotermal menghasilkan rekahan yang lebih kecil dan lebih terkendali serta menggunakan fluida yang menghasilkan lebih sedikit polusi.

ESG menghasilkan uap dengan mengekstrak energi dari batuan yang cukup panas, tetapi terlalu kering, untuk menghasilkan uap sendiri. Pengembang mengebor “sumur injeksi” secara vertikal ke dalam tanah hingga kedalaman sekitar 0,6 hingga 2,8 mil untuk mencapai reservoir batuan kering yang panas. Kemudian, mereka menggunakan air bertekanan tinggi atau bahan peledak untuk memecah batuan dan membuat reservoir fluida geotermal. Sumur produksi memompa air panas ke permukaan bumi dan memanaskan fluida sekunder hingga menjadi uap, mirip dengan pembangkit listrik siklus biner. Pembangkit listrik tenaga geotermal menggunakan uap untuk memutar turbin yang menghasilkan listrik.

Hambatan terhadap pertumbuhan energi geotermal

  • Kurangnya sumber daya geotermal alami. Seperti yang disebutkan di awal artikel ini, ketersediaan sumber daya geotermal terbatas pada lokasi yang dekat dengan batas lempeng tektonik. Sebagian besar negara yang memiliki akses ke energi geotermal telah memanfaatkan sumber daya tersebut sampai batas tertentu.
  • Biaya dan risiko eksplorasi pembangkit listrik tenaga geotermal. Dibutuhkan biaya antara USD$ 20 hingga USD$ 30 juta untuk melakukan program eksplorasi dan pengeboran awal untuk tiga hingga lima sumur geotermal. Hal ini, ditambah dengan risiko kegagalan eksplorasi, merupakan hambatan dalam memperluas penggunaan energi geotermal secara global.
  • Biaya dan risiko pembangkit listrik sistem geotermal yang ditingkatkan. Meskipun ESG memiliki potensi untuk memperluas ketersediaan sumber daya geotermal, pengeboran sumur geotermal jauh lebih mahal dibandingkan pengeboran minyak atau gas. Hambatan lainnya adalah sumur ESG dapat menyebabkan gempa bumi, sama seperti metode “hidraulika patahan” tradisional. Khususnya, jika hidraulika patahan berlangsung di dekat patahan yang sudah ada sebelumnya, terdapat risiko gempa bumi yang lebih besar dan cukup kuat untuk merusak bangunan di sekitarnya.
  • Tingginya biaya awal untuk sistem pemanas dan pendingin geotermal. Harga pompa panas geotermal berkisar antara USD$ 3.500 hingga USD$ 7.500 untuk unit dasar, dan model yang lebih mahal dengan opsi seperti pemanas air panas harganya lebih mahal lagi. Selain itu, biaya penggalian dan penginstalan dapat meningkatkan harganya menjadi USD$ 12.000 hingga USD$ 15.000. Namun, beberapa negara mungkin menawarkan potongan harga atau kredit pajak untuk mengimbangi sebagian biaya tersebut. Sistem ini pada akhirnya memberikan keuntungan atas investasi karena sangat hemat energi. Orang-orang yang berinvestasi pada sistem pemanas dan pendingin geotermal dapat menghemat antara 30 hingga 70 persen dari tagihan energi tahunan mereka.

Bagaimana energi geotermal memengaruhi lingkungan?

Sebagai sumber daya yang ramah lingkungan dan terbarukan, energi geotermal makin menarik perhatian sebagai energi alternatif pengganti bahan bakar fosil. Namun, energi geotermal berdampak pada lingkungan dalam beberapa hal. Secara keseluruhan, dampak positif energi geotermal lebih besar dibandingkan dampak negatifnya.

Dampak negatif

Konsumsi air

Pembangkit listrik tenaga geotermal mengonsumsi banyak air untuk pendinginan dan mengisi ulang reservoir geotermal. Dari semua pembangkit listrik yang terbarukan dan tidak terbarukan, pembangkit listrik tenaga geotermal mempunyai konsumsi air tertinggi kedua.

Emisi udara

Pembangkit listrik tenaga geotermal dengan sistem loop terbuka melepaskan hidrogen sulfida, karbon dioksida, amonia, metana, dan boron ke atmosfer. Namun, sebagian besar pembangkit listrik tenaga geotermal menggunakan sistem loop tertutup yang menyuntikkan gas yang dibuang dari belakang ke dalam bumi dengan emisi udara minimal.

Penurunan permukaan tanah

Ketika pembangkit listrik tenaga geotermal mengekstrak air panas dari dalam bumi, pembangkit listrik tersebut akan meninggalkan kantong kosong yang lama-kelamaan akan tenggelam jika tidak diisi ulang. Pada tingkat permukaan, hal ini dapat berdampak pada lingkungan dan bangunan.

Hidraulika patahan ESG

Hidraulika patahan ESG dapat menyebabkan gempa bumi, yang merupakan hambatan dalam penerapannya untuk pabrik yang berlokasi di dekat wilayah perkotaan, tempat bisnis, dan perumahan. Selain itu, banyak pihak percaya bahwa hidraulika patahan ESG berpotensi menimbulkan dampak negatif yang serupa dengan hidraulika patahan gas, seperti kebocoran, tumpahan, serta pencemaran tanah dan air tanah.

Dampak positif

Emisi karbon rendah

Dibandingkan dengan sebagian besar sumber energi, energi geotermal ramah lingkungan. Rata-rata pembangkit listrik tenaga geotermal melepaskan emisi karbon seperdelapan kali lipat dibandingkan emisi karbon yang dilepaskan oleh rata-rata pembangkit listrik tenaga batu bara.

Mengurangi ketergantungan pada energi alternatif

Energi geotermal berpotensi menyediakan sumber listrik yang stabil dan andal yang dapat membantu Amerika Serikat dan negara-negara lain melepaskan diri dari ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dan energi termal lainnya seperti propana, gas alam, dan minyak. Selain itu,  pembangkit listrik tenaga geotermal tidak memerlukan bahan bakar fosil untuk beroperasi.

Mengurangi jejak karbon

Sistem pemanas dan pendingin geotermal sangat hemat energi. Ini adalah cara efektif bagi orang-orang untuk mengurangi jejak karbon di rumah dan bangunan mereka. Misalnya, sistem pemanas dan pendingin geotermal dapat mengurangi emisi gas rumah kaca di rumah sebanyak 75 persen.

 

 

Teknologi membantu mendorong transformasi energi

Dunia menghadapi tantangan luar biasa untuk menstabilkan iklim kita dengan membangun  perekonomian nol karbon. Teknologi inovatif berikut membantu mendukung transisi global menuju energi yang lebih ramah lingkungan:

Gambaran Umum dalam Wawasan Keberlanjutan.

Microsoft Cloud for Sustainability

Dirancang untuk memberikan wawasan yang diperlukan organisasi untuk merekam, melaporkan, dan mengurangi dampak lingkungan mereka.

Pelajari selengkapnya
IoT Pengelolaan Energi

IoT Pengelolaan Energi

Melalui IoT manajemen energi, dunia usaha dapat menghilangkan tekanan dari jaringan listrik untuk mendukung komitmen mereka terhadap keberlanjutan dengan meningkatkan efisiensi energi serta keseimbangan pasokan dan permintaan.

Pelajari selengkapnya
Detail emisi ditampilkan dalam bagan dan peta di Power BI.

Azure IoT

Penyedia listrik seperti ENGIE menggunakan AI dan cloud untuk meningkatkan efisiensi produksi energi sekaligus mengurangi biaya.

Pelajari selengkapnya
Perusahaan yang terlibat dengan Azure Quantum seperti Microsoft, Ioniq, 10Bit, dan lainnya.

Komputasi Kuantum

Komputasi kuantum siap mempercepat pemecahan masalah seputar peralihan ke sumber energi terbarukan seperti matahari, air, angin, dan geotermal.

Pelajari selengkapnya

Percepat perjalanan keberlanjutan Anda

Bagaimanapun kemajuan Anda dalam mewujudkan nol emisi karbon, Microsoft Cloud for Sustainability memungkinkan Anda untuk mempercepat kemajuan dan melakukan perubahan pada bisnis Anda melalui kemampuan lingkungan, sosial, dan tata kelola (ESG).

Pelajari selengkapnya

Tanya jawab umum

  • Energi geotermal dianggap sebagai salah satu jenis energi yang paling berkelanjutan dan efisien serta merupakan sumber daya yang ramah lingkungan, andal, dan terbarukan. Energi ini memanfaatkan panas yang tersimpan di dalam permukaan bumi untuk menghasilkan listrik serta menyediakan sistem pemanas dan pendingin geotermal untuk rumah dan bisnis.

  • Energi geotermal menawarkan tiga manfaat utama:

    1. Ramah lingkungan.
    2. Terbarukan.
    3. Andal dan stabil.
       

    Sumber energi yang ramah lingkungan dan terbarukan ini dapat membantu mengurangi ketergantungan dunia terhadap bahan bakar fosil.

  • Jika dibandingkan dengan sumber energi lainnya, energi geotermal memiliki tiga kerugian:

    1. Energi ini menyebabkan gas rumah kaca di bawah permukaan bumi terlepas ke atmosfer dan dapat berdampak pada stabilitas tanah.
    2. Reservoir geotermal harus dikelola agar tidak habis.
    3. Pembangkit listrik tenaga geotermal hanya dapat dibangun di daerah dekat batas lempeng tektonik tempat reservoir geotermal tersedia.

  • Energi geotermal digunakan untuk menghangatkan dan mendinginkan rumah, memanaskan rumah kaca, mendukung proses industri, dan menghasilkan listrik.

  • Keempat jenis energi geotermal tersebut adalah:

    1. Energi geotermal bersuhu rendah.
    2. Energi geotermal yang dihasilkan bersama.
    3. Sistem pemanas dan pendingin geotermal.
    4. Pembangkit listrik tenaga geotermal.

Ikuti Microsoft