Pompa panas bumi

Part of a series about
Sustainable energy
Overview
* Sustainable energy Carbon-neutral fuel Fossil fuel phase-out
Energy conservation
* Cogeneration Efficient energy use Energy storage Green building Heat pump Low-carbon power Microgeneration Passive solar building design
Renewable energy
* Biofuel Geothermal Hydroelectricity Solar Tidal Wave Wind
Sustainable transport
* Electric vehicle Green vehicle Plug-in hybrid
Portal Renewable energy Portal Environment

Pompa panas bumi (GHP) atau tanah sumber pompa panas (GSHP) nan labiah di kanal sabagai geoexchange, earth-coupled, earth energy systems adolah pompa nan digunoan untuak mamanfaatkan suhu bumi untuak mamanasan atau mandinginan bangunan nan karajonyo sabagai reservoir panas. Walaupun suhu di ateh tanah dapek barubah tiok saat, subu bumi di 10 kaki ka bawah adolah konsisten yaitu antaro 50°F sampai 60°F. Tadapek pabedaan untuak sabagian gadang wilayah Amerika Sarikat, dimano saat musim dingin suhu tanahnyo labiah hangat dari suhu udaro dan labiah dingin daripado udaro di musim angek. Jadi, karajo pompa angek geotermal ko adolah mamindahan angek dari tanah (atau aia) ka dalam bangunan waktu musim dingin, dan mambalikan suhu tasabuik saat musim angek. Dalam hal iko, manggunoan bumi satiok saat, tanpa henti, sabagai sumber angek (di musim dingin) atau heat sink (di musim angek). Sistem iko manggunokan tanah untuak efisiensi jo mangurangi biaya operasional sistem pemanas jo pandingin, sarato dapek dikombinasikan pulo jo angek matahari untuak mambantuak sistem geosolar sahinggo efisiensinyo manjadi labiah gadang.

Energi panas bumi mamiliki kelebihan dibandingkan energi lain karano dapek dimanfaatkan pado rentang suhu nan lueh (dari suhu nan ketek sampai paliang gadang), sarato volume nan randah. Panas bumi ko dapek dimanfaatkan untuak tenaga listrik, pamanasan langsuang untuak proses industri, perumahan, pandinginan jo pamanasan untuak rumah dengan maanfaatkan teknologi pompa panas.

Sijarah

Konsep pompa panas iko dikenalkan dek Lord Kelvin tahun 1852. Akhir 1940-an, Robert C. Webber manamuan ruang bawah tanah jo baeksperimen dengan freezernyo. Proyek patamo nan sukses dipasang adolah di Gaduang Persemakmuran (Portland, Oregon) pado tahun 1948, nan kini alah ditetapkan sabagai Landmark Teknik Mesin Sejarah Nasional oleh ASME. Sistem iko jugo berkembang di Swedia pado 1970-an sarato mandominasi pasar sampai pangambangan polibutilena pipa pado 1979, sahinggo mambuek sistem loop tertutup manjadi layak sacaro ekonomi.

Tahun 2004, labiah dari satu juta unit nan tapasang manggunoan kapasitas termal 12GW. Satiok tahun, tadapek sakita 80.000 unit nan dipasang di Amerika Serikat (energi iko digunoan di sado negara bagian AS nan baguno untuak pertumbuhan jo penghematan pasar jangka pendek) dan 27.000 di Swedia.

Sistem pertukaran panas

Pertukaran angek dapek dilihat dari suhu luar ruangan atau musim nan sadang tajadi. Jika musim dingin, mako angek dari sumber akan dipindahannyo ka bangunan. Pompa angek sumber tanah manggunoan lapisan karak bumi untuak manjadi sumber panas, sahinggo suhu di atehnyo dapek baganti sacaro musiman. Pado musim angek, proses iko dibaliak manjadi suhu angek nan ado di bangunan dipindahan baliak ka tanah untuak manyaimbangan suhunyo. Pamindahan suhu iko dengan perbedaan temperatur antara bawah tanah di kedalaman 3-100 meter nan konstan sarato indak barubah sapanjang tahun yaitu 10°C, jo temperatur di permukaan bumi. Untuak mandapekan pamanasan atau pandinginan tasabuik, mako ditanam pipa nan barisi cairan yang mambawa udara dingin jo angek (refrigerant). Cara karajo iko mirip jo karajo air conditioner (AC) ataupun pandingin pado kulkas, dimano pompa mandorong udara angek masuak ka dalam tanah malalui pipa, sambil mandorong udara dingin kalua dari tanah, dan sebaliknya.

Pompa angek sumber tanah ko manggunoan penukar angek nan basantuhan langsuang jo tanah atau aia tanah untuak maekstraksi atau mambuang angek. Komponen iko manyumbang saparlimo sampai satangah dari totoal biaya sistem, sahinggo manjadikan inyo bagian nan paliang rumit untuak diperbaiki atau diganti. Untuak komponen iko diharuskan batua untuak mamastian kinerja jangka panajng, karano efisiensi energi sistem maningkat sakita 4% untuak satiok derajat Celcius dengan ukuran nan batua. Desain nan salah dapek mangakibatkan sistem manajdi beku satalah babarapo tahun atau kinerja sistem nan manjadi indak efisien.

Potensi energi panas bumi Indonesia

Manuruik data Badan Geologi, Kementerian ESDM manunjukan bahwa tadapek 276 lokasi potensi panas bumi nan ado di Indonesia. Lokasi tasabuik barado di beberapo titik, yaitu di Sumatra tadapek 86 titik, di Jawa 71 lokasi, di Kalimantan 8 lokasi, Sulawesi 55 lokasi, Bali dan Nusa Tenggara 27 lokasi, Maluku 26 lokasi, dan di Papua 3 lokasi dengan kasaluruhan total potensi angek bumi mancapai 29,038 MW. Dari total 276 lokasi tasabuik, sabagian gadang (149 lokasi) baru dalam tahap survei awal, dan 22 lokasi dalam tahap eksplorasi awal. 90 lokasi dalam tahap eksplorasi detail dan lokasi nan siap untuak eksplorasi hanyolah 8 lokasi. Namun, sabagian gadang daerah tasabuik barado di daerah terpencil dan mampunyoi skala nan ketek. Dari data iko, paralu bana usaho untuak maningkekan status eksplorasi sampai siap dieksplorasi.

Sistem panas bumi nan ado di Indonesia ko pado umumnyo marupoan sistem hidrothermal nan mampunyoi temperatur nan tinggi (> 225°C) dan hanyo babarapo se nan mampunyoi sistem nan sadang (125-225°C). Untuak fluida panas bum nan batemperatur gadang, biasonyo dimanfaatkan untuak Pembangkit Listrik Tenaga Panas (PLTP), namun karano pakambangan teknologi saat iko, fluida panas bumi nan batemperatur sadang pun bisa dimanfaatkan untuk PLTP, namun untuak skala ketek jo kapasitas tapasang hingga 5MW.

Dampak lingkungan

Dampak lingkungan dari penggunaan panas bumi dapek barasa dari produksi emisi gas rumah kaca, bahan kimia baracun, dampak panggunoan aia, sarato panggunoan pamanfaatan lahan.

Emisi gas rumah kaca

Fluida nandiambiak dari dalam bumi manganduang campuran gas, diantaronyo karbondioksida (CO2), metana (CH4), hidrogen sulfida (H2S), jo amonia (NH3). Gas-gas iko jikok ikuik lapeh ka udara wakatu proses pemanfaatannyo, mako akan manjadi pamicu tajadinyo hujan asam. Mananggulangi hal iko, pamanfaatan teknologi yaitu close-loop dapek mangurangi emisi gas rumah kaca ka atmosfer.

Bahan kimia beracun

Cairan nan diambiak dari dalam paruik bumi manganduang material nan baracun, mode arsenik, boron, merkuri, jo bahan-bahan kimia. Bahan iko kalua dari cairan pado saat aia barubah manjadi dingin dan dapek manimbulan bahayo yaitu pencemaran aia tanah ataupun pancamaran tanah. Mananggulangi hal iko, bisa dilakukan dengan mamasukan kambali sisa fluida panas bumi ka dalam tanah sahinggo bahan-bahan baracun tasabuik indak marusak lingkungan.

Dampak panggunoan aia

Panggunoan aia dalam panggunoan panas bumi iko sangat penting karano aia baguno untuak pandinginan jo er-injeksi. Panggunoan aia untuak PLTP sajo adolah 6.500-15.000 liter untuak satiok MWh. Volume panggunoan aia nan dibutuhan tasabuik tagantuang dari jinih jo daya atau kapasitas pembangkit. Jika dipakai terlalu berlebihan, mako akan tajadi kompetisi pamanfaatan aia permukaan atau dampak panurunan volume aia tanah.

Pemanfaatan lahan

Lueh lahan nan dibutuhan jo PLTP sangat gadang. Hal iko dapek dicaliak dari PLTP paliang gadang di dunia yaitu Geyser nan manampati tanah dengan lueh 76 km persegi. Salain itu, PLTP biasonyo barado di kawasan nan sensitif sacaro ekologis, karano itu wajib untuak marancang pamanfaatan lahan sahinggo indak manggunoan lahan nan gadang di kawasan hutan pado wakatu konstruksi dan eksplorasi.