Buku Gas Metana Batubara

ISBN : 978-979-8218-26-2

2012

Gambar Sampul Pilot Project Sumur GMB Lapangan Rambutan, Sumatera Selatan

ISBN : 978-979-8218-26-2

PENGANTAR

Saat ini pemerintah Indonesia terus berupaya untuk memenuhi kebutuhan akan energi gas nasional yang terus meningkat secara signifikan. Peningkatan ini terutama disebabkan oleh tingginya permintaan di sektor industri, serta tuntutan untuk menggunakan energi ramah lingkungan manjadikan gas sebagai sumber energi yang paling kompetitif. Kenyataan ini mendorong pemerintah secara intensif mencari dan mengembangkan sumber gas alternatif. Salah satu potensi sumber gas alternatif adalah Gas Metana Batu bara (GMB) atau yang lebih populer dikenal sebagai Coalbed Methane (CBM). GMB tersebut memainkan peranan penting dalam bauran energi (Energy Mix) Nasional sebagai sumber energi andalan dan bahan bakar fosil yang bersih. Ke depan, GMB sebagai sumber energi baru diharapkan dapat menjadi solusi alternatif terhadap kemungkinan kekurangan pasokan energi listrik, karena keberadaannya yang cukup menjanjikan khususnya di Sumatera dan Kalimantan. Sejalan dengan pengembangan pengusahaan dan pemanfaatan GMB baik dalam penelitian maupun lapangan, tentu tidak akan terlepas dengan kebutuhan informasi GMB sebagai rujukan. Pengalaman dan pengetahuan LEMIGAS dalam melaksanakan Pilot Project GMB di lapangan Rambutan yang disusun menjadi buku "Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat" diharapkan dapat menjadi sumber informasi. Dengan tersusunnya buku ini, saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih atas jerih payah yang telah dilakukan oleh Bidang Afiliasi dan Informasi serta pihak terkait, semoga karya ini dapat memberikan pemahaman mengenai potensi dan pemanfaatan GMB di Indonesia. Jakarta, Desember 2012 Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

Dra. Yanni Kussuryani, M.Si. Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

i

PRAKATA

CBM (Coal Bed Methane) atau Gas Metana Batubara merupakan famili gas alam dengan dominasi gas metana yang dihasilkan selama proses pembatubaraan dan juga terperangkap dalam batubara. Gas metana memiliki kadar kalori yang paling rendah dibandingkan gas alam lainnya dan karena memiliki rantai atom tunggal sehingga menghasilkan gas buang atau asap yang lebih sedikit. Dengan demikian lebih ramah lingkungan dibandingkan gas lainnya. Penelitian potensi GMB di Indonesia diawali dari studi kelayakan dan potensi di cekungan Sumatera Selatan yang kemudian menjadi proyek percontohan GMB di Lapangan Rambutan, Kabupaten Muara Enim, Sumatera Selatan. Dengan jumlah cadangan sebesar 183 Tcf di Cekungan Sumatera Selatan maka layak untuk dikaji sebagai proyek percontohan dan unggulan serta diharapkan dapat menjadi inisiator bisnis pengusahaan GMB di Indonesia. Penelitian kemudian difokuskan pada penyelesaian sumur dan pelaksanaan dewatering. Kegiatan ini merupakan pionir pengusahaan pengembangan GMB di Indonesia. Proyek tersebut terus dilanjutkan dengan melakukan pemboran 5 sumur uji CBM. Dengan potensi GMB yang ada, maka produksi GMB dapat dimanfaatkan menjadi energi listrik. Pada tahun 2010, Pemerintah mengeluarkan satu kebijakan yang kemudian direspon oleh Dirjen Migas dengan GMB to Power. Kebijakan ini sejalan dengan tujuan awal, yaitu pengembangan GMB di Indonesia untuk meningkatkan rasio elektrifikasi nasional. Pada tahun 2011, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” telah menguji pemanfaatan gas untuk pembangkit listrik di sumur GMB 3 dan 4 dengan memasang generator berkapasitas 12 KVA dan listrik yang dihasilkan sementara ini dipergunakan untuk penerangan lokasi. Hal ini membuktikan juga bahwa GMB sudah siap untuk dimanfaatkan menjadi energi listrik. Keberhasilan pembuktian gas dari proyek percontohan GMB telah mendorong bergeraknya industri untuk mengembangkan sumber daya GMB.

ii

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI “LEMIGAS”

Heribertus Joko Kristadi Gas metana batu bara : energi baru untuk rakyat/penulis, Heribertus Joko Kristadi, Destri Wahyu Dati; penyunting Daru Siswanto. -- Jakarta : Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGAS, 2012. 129 hlm. ; 24 cm.

Bibliografi: hlm. 129 ISBN 978-979-8218-26-2

1. Metana batu bara Siswanto

II. Judul.

II. Destri Wahyu Dati

III. Daru 665.772

Hak Cipta @ 2012 Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

iii

PENGARAH Dra. Yanni Kussuryani, M.Si. Penyunting

Ir. Daru Siswanto Penulis

Drs. Heribertus Joko Kristadi, M.Si. Destri Wahyu Dati,S.Sos. Narasumber

Ir. Eko Susanto Ir. Panca Wahyudi S. Ika Kaifiah, ST., MT. Wiwien Winarsih, SH., M.Hum. Ika Dianingtyas, SH.

iv

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ......................................................................

i

PRAKATA ...................................................................................

ii

ISBN ............ ...............................................................................

iii

PENGARAH ................................................................................

iv

DAFTAR ISI ..................................................................................

v

BAB 1. PENDAHULUAN .............................................................

1

BAB 2. GAS METANA BATUBARA SEBAGAI ENERGI BARU ...............................................................................

5

2.1. Mengenal Gas Metana Batu bara .............................

5

2.2. Reservoir Gas Metana Batu bara..............................

7

2.3. Rekahan Batubara ....................................................

9

2.4. Produksi Gas Metana Batu bara ...............................

11

2.5. Kandungan Gas dalam Batu bara ............................

15

BAB 3. PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA ..........

19

3.1. Eksplorasi Gas Metana Batu bara ............................

19

3.2. Perhitungan Cadangan Gas Metana Batu bara ........

21

BAB 4. PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA DI BEBERAPA NEGARA.................................................

25

4.1. Kanada . ....................................................................

25

4.2. Amerika Serikat. ........................................................

26

4.3. Cina ..........................................................................

27

4.4. India ..........................................................................

28

BAB 5. PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA DI INDONESIA ................................................................

31

5.1. Kajian Potensi GMB Cekungan Sumatera . ..............

32

5.2. Pilot Project Sumur GMB Lapangan Rambutan .......

40

5.3. Pelaksanaan Proses Uji Produksi . ...........................

43

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

v

5.4. Pemanfaatan GMB untuk Listrik ...............................

51

5.5. Hasil Pengamatan Air Terproduksi ............................

54

BAB 6. KAJIAN KEEKONOMIAN PENGELOLAAN GAS METANA BATU BARA............................................

61

6.1. Model Fiskal .............................................................

61

6.2. Pemanfaatan GMB....................................................

68

6.3. Perbandingan Harga GMB ........................................

77

BAB 7. REGULASI PENGUSAHAAN GMB ................................

85

7.1. Peraturan Perundangan Terkait . ..............................

85

7.2. Pengusahaan GMB ..................................................

88

7.3. Tata Cara Penetapan dan Penawaran Wilayah Kerja GMB.................................................................

89

BAB 8. PEMANFAATAN GMB UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK RUMAH TANGGA ............................................. 91 8.1. Biaya Investasi Peralatan Pembangkitan Listrik Berbasis GMB.................................................

93

8.2. Keekonomian Pembangkit Listrik berbasis GMB ......

95

8.3. Perbandingan dan Evaluasi Harga Listrik berbasis GMB ...........................................................

98

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 101 DAFTAR FOTO ............................................................................. 103 DAFTAR LAMPIRAN .................................................................... 109

vi

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tahapan Proses Pembentukan Batu bara ..............

5

Gambar 2.2 Reservoir Gas Metana Batu bara ............................

8

Gambar 2.3 Batuan Reservoir ....................................................

9

Gambar 2.4 Jenis dan Orientasi Cleat pada Batu bara ..............

10

Gambar 2.5 Skema Proses Keluarnya Gas Metana dari Batubara ...........................................................

12

Gambar 2.6 Tiga Phase Kurva Produksi Air dan Gas .................

13

Gambar 2.7 Diagram Sumur CBM ..............................................

14

Gambar 2.8 Volume Gas pada Batu bara Sebagai Fungsi dari Rank Batu bara ....................................

16

Gambar 2.9 Mekanisme Aliran Gas pada Reservoir GMB ........................................................................

17

Gambar 3.1 Kerapatan Titik Sumur pada Setiap Tahapan Pengembangan GMB ..............................

21

Gambar 3.2 Bagan Pengukuran Kandungan Gas Metana ...................................................................

22

Gambar 5.1 Potensi Cadangan GMB di Indonesia .....................

31

Gambar 5.2 Peta Geologi Sumatera Selatan .............................

33

Gambar 5.3 Peta Fisiografi Cekungan Sumatera Selatan ....................................................................

33

Gambar 5.4 Peta Struktur Regional Sumatera Selatan (Hutchinson, 1996; Williams and others, 1995; Moulds, 1989; an Bemmelen, 1949) ..............

35

Gambar 5.5 Stratigrafi Cekungan Sumatera Selatan (Shell Team 1978) ...................................................

38

Gambar 5.6 Stratigrafi Daerah Muaraenim dan Sekitarnya (Sojitz , 2007) ........................................

39

Gambar 5.7 Model Multy Layer Seam Sumur GMB ....................

41

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

vii

Gambar 5.8 Peta Lokasi Sumur GMB dengan Pola Five Spot .................................................................

42

Gambar 5.9 Pemboran Sumur GMB Lapangan Rambutan ................................................................

43

Gambar 5.10 Skema Proses Uji Produksi GMB ...........................

44

Gambar 5.11 Fasilitas Produksi Sumur CBM-1 ............................

45

Gambar 5.12 Fasilitas Sumur CBM 2 ...........................................

46

Gambar 5.13 Fasilias Sumur CBM 3 ............................................

48

Gambar 5.14 Fasilitas Sumur CBM-4 ..........................................

49

Gambar 5.15 Fasilitas Sumur CBM-5 ...........................................

50

Gambar 5.16 Generator Gas di Sumur CBM-3 dan 4 ...................

53

Gambar 5.17 Separator Sederhana di Sumur GMB .....................

54

Gambar 6.1 Profil Biaya Investasi ...............................................

63

Gambar 6.2 Profil Biaya O&M .....................................................

64

Gambar 6.3 Profil Produksi GMB ................................................

64

Gambar 6.4 Profil NPV terhadap Tingkat Diskonto .....................

66

Gambar 6.5 Sensitivitas IRR .......................................................

66

Gambar 6.6 Sensitivitas NPV ......................................................

67

Gambar 6.7 Biaya Transportasi Gas Bumi dengan Menggunakan Pipa dan Tanker LNG ......................

75

Gambar 6.8 Diargram Sensitivitas untuk Proses LNG ................

79

Gambar 6.9 Diagram Sensitivitas untuk Transportasi LNG .........................................................................

79

Gambar 6.10 Diargram Sensitivitas untuk Proses CNG ...............

81

Gambar 6.11 Diagram Sensitivitas untuk Transportasi CNG ........................................................................

81

Gambar 6.12 Diagram Sensitivitas untuk Proses Gas Pipa ........................................................................

82

Gambar 8.1 Perkembangan Konsumsi Listrik Sumatera Selatan ..................................................

viii

92

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

Gambar 8.2 Alur Proses Pembangkitan Listrik dari Gas GMB ...............................................................

93

Gambar 8.3 Persentase biaya ISBL ...........................................

94

Gambar 8.4 Analisis Sensitivitas terhadap Nilai IRR .................

97

Gambar 8.5 Analisis Sensitivitas terhadap Nilai NPV ................

98

Gambar 8.6 Perbandingan Harga Jual Listrik GMB dengan Pasar dan Teknologi Lainnya ....................

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

99

ix

DAFTAR TABEL Tabel 5.1

Komposisi Gas dari Seam 2 .......................................

51

Tabel 5.2

Komposisi Gas dari Seam 3 .......................................

52

Tabel 5.3

Komposisi Gas dari Seam 5 .......................................

52

Tabel 5.4

Analisis Kimia Air Sumur CBM 1 .................................

55

Tabel 5.5

Monitoring Produksi Sumur CBM 3.............................

56

Tabel 5.6

Analisis Kimia Air Sumur CBM 3 .................................

57

Tabel 5.7

Monitoring Produksi Sumur CBM 4.............................

58

Tabel 5.8

Analisis Kimia Air Sumur CBM 4 .................................

58

Tabel 5.9

Monitoring Produksi Sumur CBM 5.............................

59

Tabel 5.10 Analisis Kimia Air Sumur CBM 5 .................................

59

Tabel 5.11 Hasil Pengujian Logam Berat Sumur GMB Lapangan Rambutan ..................................................

60

Tabel 6.1

Hasil Simulasi pada Beberapa Model Fiskal...............

65

Tabel 6.2

Indikator Keekonomian Proses dan Transportasi LNG ........................................................

71

Tabel 6.3

Asumsi Perhitungan CNG Plant..................................

73

Tabel 6.4

Indikator Keekonomian Proses CNG Plant .................

74

Tabel 6.5

Indikator Keekonomian Transportasi CNG .................

74

Tabel 6.6

Asumsi Perhitungan untuk Jaringan Perpipaan....................................................................

76

Tabel 6.7

Indikator Keekonomian Proses Gas Pipa ...................

77

Tabel 6.8

Harga Jual Gas Tingkat Konsumen Akhir untuk Masing-masing Opsi Moda Transportasi Gas.........................................................

Tabel 8.1

Estimasi Biaya ISBL untuk Pembangkit Microturbine ................................................................

Tabel 8.2

95

Input Asumsi dan Hasil Simulasi Model Keekonomian .............................................................

x

94

Estimasi Biaya OSBL untuk Pembangkit Microturbine ................................................................

Tabel 8.3

78

96

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

BAB 1 PENDAHULUAN Pengelolaan kekayaan alam yang dimiliki Indonesia khususnya sumber energi harus dilakukan secara tepat dan efisien untuk kelangsungan persediaan energi nasional dalam jangka panjang. Minyak, gas bumi dan batu bara merupakan energi fosil yang tidak terbarukan, oleh sebab itu pemanfaatannya harus dilakukan secara hemat, sedangkan untuk potensi energi terbarukan dan energi alternatif perlu dikembangkan dan dioptimalkan pemanfaatannya. Sumber energi alternatif yang sudah dikembangkan antara lain panas bumi (geothermal) untuk pembangkit tenaga listrik dan biofuel yang berasal dari minyak nabati untuk bahan bakar kendaraan bermotor. Hingga saat ini, pemakaian energi minyak dan gas bumi masih menjadi andalan untuk menggerakkan roda ekonomi baik pada skala industri maupun rumah tangga. Namun demikian tingkat produksi minyak dan gas bumi di Indonesia secara bertahap sudah mengalami penurunan, sedangkan eksplorasi yang dilakukan untuk mendapatkan sumber lapangan baru belum memperoleh hasil yang memuaskan. Sementara itu, cadangan batu bara sebagai salah satu sumber energi fosil yang lain masih cukup melimpah, akan tetapi pemakaiannya masih terbatas di kalangan industri. Di masa mendatang, kiranya tidak diragukan lagi bahwa peran batu bara sebagai sumberdaya energi akan terus meningkat sebagai konsekuensi makin meningkatnya pemakaian energi baik untuk keperluan industri maupun rumah tangga. Penambangan batu bara oleh perusahaan-perusahaan tambang batu bara selama ini hanya dilakukan pada lapisan batu bara dipermukaan (Open Pit Mining), sedangkan lapisan batu bara dalam (sub-surface coal seams) masih belum termanfaatkan. Hal tersebut disebabkan karena biaya penambangan batu bara dalam sangat mahal dan beresiko tinggi. Oleh karena itu, perlu dikembangkan metode lain, yaitu dengan mengekstrak gas metana yang terkandung di dalamnya yang disebut Coalbed Methane (CBM) atau Gas Metana Batu bara (GMB) menjadi sumber energi alternatif dan sebagai bahan baku industri.

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

1

Hasil studi kelayakan yang dilakukan oleh Advanced Resources International, Inc, suatu perusahaan jasa konsultan dari Amerika Serikat, menyatakan bahwa Indonesia memiliki potensi GMB cukup besar dengan perkiraan cadangan 450 Tcf yang tersebar di dalam sebelas cekungan batu bara yang sudah diketahui. Berdasarkan hasil studi tersebut, tidak semua lapisan batu bara memiliki potensi GMB yang baik untuk diproduksikan, akan tetapi dari tiga stimulasi hidrolika di sumur-sumur CBM diperkirakan ketebalan rata-rata lapisan batu bara yang memiliki potensi GMB mencapai 40 meter. Hal itu merupakan lapisan yang paling tebal dan paling luas di dunia sebagai sasaran untuk pengembangan GMB. Hasil studi tersebut masih perlu pembuktian dengan melakukan eksplorasi yang lebih intensif di daerah-daerah di seluruh Indonesia yang memiliki cekungan batu bara. Penelitian dan pengembangan untuk pemanfaatan GMB dimaksudkan untuk meningkatkan cadangan energi nasional, disamping sumber energi lain. Dalam jangka pendek penelitian potensi GMB di Indonesia bertujuan untuk inventarisasi potensi cadangan dan peningkatkan kemampuan sumber daya manusia, sehingga diharapkan menguasai teknologi eksplorasi maupun produksinya. Sedangkan dalam jangka panjang setelah produksi secara komersial, dapat menarik para investor untuk penambangan GMB sehingga menjamin ketersediaan energi nasional. Sebagai contoh, pengembangan GMB di Amerika Serikat yang telah dilakukan sejak 25 tahun yang lalu, produksinya sekarang sudah mencapai kurang lebih 10% dari total produksi gas negara tersebut yang berasal lebih dari 12.000 sumur. Berbeda dengan sumur-sumur migas konvensional yang memproduksi minyak atau gas bumi dari lapisan batuan pasir atau karbonat yang permeabilitasnya cukup besar. Gas metana yang diproduksikan dari lapisan batu bara kemungkinan besar akan menghadapi banyak kendala karena disamping permeabilitas batuannya yang kecil juga tekanan gasnya rendah. Berdasarkan hasil penelitian Advanced Resources International, Inc., permeabilitas batuan batu bara pada cekungancekungan di Indonesia sangat rendah, yaitu antara 1 hingga 10 mili Darcy, berbeda jauh dengan cekungan Powder River di Amerika Serikat yang mencapai 100 hingga 1.000 mili Darcy. Kendala yang bersifat alamiah tersebut tidak boleh menjadi hambatan dalam pengembangan 2

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

GMB di Indonesia, tetapi harus dijadikan sebagai tantangan yang harus diatasi. Memang tidak mudah dan memerlukan waktu panjang untuk dapat mengatasi berbagai kendala dalam pengembangan GMB, namun dengan melibatkan berbagai disiplin ilmu yang saling berkaitan diharapkan semua dapat teratasi. Tidak hanya di Indonesia, di negara-negara lain yang sudah lebih dahulu mengembangkan GMB tentu pada awalnya mereka juga menghadapi banyak masalah sesuai dengan kondisi alam di masing-masing negara. Namun, dengan tetap bekerja mengerahkan semua kemampuan yang dimiliki, semua atau sebagian masalah sudah dapat diatasi. Oleh karena itu, kita harus berusaha menyerap teknologi eksplorasi dan eksploitasi GMB dari negara lain yang lebih maju dan menerapkannya sesuai dengan kondisi Indonesia. Proyek pengembangan GMB adalah salah satu dari beberapa proyek di lingkungan Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) yang dinilai strategis untuk dilaksanakan sesuai dengan program pemerintah untuk mendorong peningkatan ekonomi makro. Kebijakan pemerintah yang menetapkan bahwa pada tahun 2011 di Indonesia sudah harus mengalir gas metana yang ditindaklanjuti dengan Pilot Project GMB di Lapangan Rambutan, Sumatera Selatan. Proyek ini selain diharapkan dapat membantu pusat keunggulan di kawasan regional, juga sebagai inisiator bisnis pengusahaan GMB di Indonesia. Terselenggaranya proyek pengembangan GMB dengan baik akan tercapai dengan salah satu sasaran strategi yakni meningkatkan litbang GMB yang berorientasi pasar dan penguasaan iptek GMB yang pada dasarnya akan dapat terciptanya kontribusi maksimal Badan Penelitian dan Pengembangan ESDM dalam mendukung kebijakan sektor energi.

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

3

4

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

BAB 2 GAS METANA BATU BARA SEBAGAI ENERGI BARU

2.1. Mengenal GMB Gas Metana Batu bara (GMB) atau Coalbed methane (CBM) adalah gas bumi (hidrokarbon) dengan gas metana merupakan komposisi utamanya yang terjadi secara alamiah dalam proses pembentukan batu bara (coalification) dalam kondisi terperangkap dan terserap pada lapisan batu bara. Proses terbentuknya GMB berasal dari material organik tumbuhan tinggi, melalui beberapa proses kimia dan fisika (dalam bentuk panas dan tekanan secara menerus) yang berubah menjadi gambut dan akhirnya terbentuk batu bara. Selama berlangsungnya proses pemendaman dan pematangan, material organik akan mengeluarkan air, CO2, gas metana dan gas lainnya (Gambar 2.1). Selain melalui proses kimia, GMB dapat terbentuk dari aktivitas bakteri metanogenik dalam air yang terperangkap dalam batu bara khususnya lignit. Kandungan gas pada GMB sebagian besar berupa gas metana dengan sedikit gas hidrokarbon lainnya dan gas non-hidrokarbon.

Gambar 2.1 Tahapan Proses Pembentukan Batu bara

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

5

Reaksi kimia pembentukan batu bara adalah sebagai berikut:

Keberadaan gas metana pertama kali dikenal pada tambang batu bara bawah tanah yang mengeluarkan gas berbahaya. Sebelum tahun 1980-an, gas metana yang dihasilkan dari tambang batu bara dikenal sebagai salah satu bahaya yang paling ditakuti oleh para pekerja tambang bawah permukaan, karena jika terakumulasi dan terbakar dapat menimbulkan ledakan yang membahayakan keselamatan jiwa para pekerja tambang. Untuk menanggulangi bahaya tersebut dilakukan pengaliran gas metana dari dalam tambang ke udara bebas dengan sistem pipa ventilasi dan pemompaan udara. Dalam sejarah dunia tambang batu bara, penggunaan lubang pemboran vertikal untuk mengalirkan gas metana dilakukan pertama kali pada tahun 1943 di daerah tambang batu bara Mansfield Colliery. Pengaliran gas metana ke udara bebas dapat meningkatkan pemanasan global akibat gas rumah kaca selain terbuangnya potensi energi gas secara percuma. Walaupun volume emisi gas metana 3 kali lebih kecil dari gas karbon dioksida (CO2), namun memiliki efek gas rumah kaca 21 kali lebih besar (Seinfeld and Pandis, 2006). Penambangan batu bara diperkirakan menyumbang 9% dari emisi gas metana yang ada di udara. Penelitian pemanfaatan dan produksi GMB pertama kali dilakukan oleh Amerika Serikat pada tahun 1970-an dengan lokasi pilot project di Cekungan Black Warrior Basin Alabama. Gas metana yang diambil dari lapisan batu bara ini dapat digunakan sebagai energi. Eksploitasi GMB tidak merubah kualitas matrik batu bara bahkan menguntungkan para penambang batu bara, karena lapisan betubara tersebut menjadi aman untuk ditambang.

6

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

Dalam beberapa dekade terakhir pemanfaatan GMB telah menjadi sumber energi yang penting di Amerika Serikat, Kanada, dan negara-negara lain. Pada tahun 1980-an Gas Research Institute memulai kegiatan eksplorasi GMB yang meliputi studi sumuran, analisis keteknikan reservoir, serta perekahan buatan reservoir (fracturing) dan aplikasi pekerjaan komplesi sumur (well completion) sebagai upaya peningkatan kualitas reservoir. Dari hasil studi tersebut menunjukkan bahwa GMB memiliki nilai keekonomian sebagai sumber energi baru yang ditunjukkan dengan meningkatnya produksi GMB. Saat ini energi yang bersumber dari GMB telah menyumbang lebih kurang 10% suplai energi negara Amerika Serikat. Pada saat ini GMB telah banyak dikembangkan (umumnya digunakan untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik) oleh beberapa negara seperti Amerika, Rusia, China dan Australia. Walaupun dari energi fosil yang tidak terbaharukan, tetapi gas metana terus terproduksi selama lapisan batu bara tersebut masih ada. GMB merupakan sumber energi yang relatif masih baru yang merupakan salah satu energi alternatif yang dapat diperbaharui penggunaannya. Selain itu, GMB ini termasuk salah satu sumber energi yang ramah lingkungan. Berbeda dengan gas bumi konvensional yang kita kenal saat ini, GMB berasosiasi dengan batu bara sebagai source rock dan reservoirnya, sedangkan gas bumi yang kita kenal saat ini berasosiasi dengan reservoir pasir, gamping maupun rekahan batuan beku. Hal lain yang membedakan keduanya adalah cara penambangannya, yaitu reservoir GMB harus direkayasa terlebih dahulu sebelum gasnya dapat diproduksikan, sedangkan gas bumi konvensional begitu dibor langsung dapat diproduksikan. 2.2. Reservoir Gas Metana Batu bara Gas Metana Batu bara (GMB) merupakan gas hidrokarbon nonkonvesional yang bersumber dari batu bara dan tersimpan dalam reservoir batu bara (Gambar 2.2). Reservoir GMB sangat berbeda dengan reservoir minyak pada umumnya. GMB atau coalbed gas adalah gas yang tersimpan karena adsorpsi dalam micropore batu Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

7

bara. Gas tersebut juga disebut dengan sweet gas karena tidak ada kandungan H2S. GMB tersimpan dalam batuan melalui proses yang disebut adsorption. Gas metana menempel pada micropore batu bara (matrix). Fracture atau rekahan pada batu bara (cleats) dapat juga berisi gas bebas atau gas yang tersaturasi oleh air. Sistem ini disebut dengan Dual Porosity Reservoirs.

Gambar 2.2 Reservoir Gas Metana Batu bara

Karakteristik reservoir GMB memiliki perbedaan yang mendasar dibandingkan dengan sistem gas konventional. Pada sistem GMB, batu bara berfungsi sebagai batuan sumber (source rock) sekaligus sebagai reservoir gas. Batu bara merupakan media berpori yang anisotropic dan heteregenous yang dicirikan oleh adanya dua sistem porositas yang berbeda (dual-porosity) yaitu macropores dan micropores. Macropores yang dikenal juga sebagai cleat yang umum dijumpai pada lapisan batu bara, sedangkan micropore atau matrik adalah sebagai ruang simpan utama gas. Karakteristik yang unik tersebut membuat GMB diklasifikasikan sebagai tipe sumber gas nonkonvensional. Gambar 2.3 memperlihatkan perbedaan antara reservoir CBM dan reservoir konvensional gas. 8

Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

Reservoir CBM

Reservoiir Conventioonal Gas Gambar 2.3 Batuan reservoir

2.3. Rekahan Batu bara Sistem cleat adalah jejaring rekahan alami yang terbentuk pada batu bara yang disebabkan oleh sifat kerapuhan batu bara terhadap tekanan. Pembentukan rekahan pada batu bara dipengaruhi oleh beberapa faktor yang meliputi proses litifikasi, dessication, pembatu baraan dan paleotectonic stress (Close, 1993; in Ayers Jr. 2002). Di dalam batu bara berkembang dua jenis rekahan yang berpasangan dalam posisi orthogonal (berpotongan), yaitu face cleat dan butt cleat (Gambar 2.4). Secara umum keduanya berarah tegak lurus (perpendicular) terhadap bidang lapisan. Kenampakan face cleat dicirikan oleh bidang panjang yang sejajar dan menerus secara lateral, arah bidang tersebut sejajar dengan gaya tekanan maksimum serta tegak lurus dengan sumbu lipatan. Sedangkan butt cleats terbentuk kemudian sebagai akibat pelepasan gaya sesudah terbentuknya face cleat, dengan kenampakan bidangnya berpotongan secara tegak lurus dan menghubungkan bidang face cleat. Kerapatan cleat berhubungan dengan tingkat kematangan batu bara (rank), ketebalan lapisan, komposisi maceral dan kadar abu. Secara umum kerapatan cleat meningkat sesuai dengan tingkat kematangan batu bara. Kerapatan cleat rata-rata dalam batu bara dapat digolongkan menjadi 3 bagian, yaitu subbituminous (2 to 15cm), high-volatile bituminous (0.3 to 2cm), dan medium - to low Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat

9

Gambar 2.4 Jenis dan Orientasi Cleat pada Batu bara

volatile bituminous (