I. Maksud dan tujuan

I. Maksud dan tujuan

Maksud dilaksanakannya fieldtrip geologi panas bumi agar praktikan geologi panas  bumi dapat memahami sisi hulu (sistem panas bumi) dan sisi hilir (teknologi ektraksi) di lapangan panas bumi Dieng. Tujuan dilaksanakannya fieldtrip geologi panas bumi adalah : 

 

Mempelajari dan memahami keberadaan lapangan panasbumi Dieng dalam konteks geologi. Melakukan pengamatan, deskripsi, dan dokumentasi manifestasi panas bumi. Mempelajari cara ekstraksi dan konversi energi panas bumi menjadi energi listrik tenaga panas bumi (PLTP)

II. Geologi Regional dan Geologi Panas Bumi Lapangan Dieng

II.1 Geologi Regional II.1.1 Fisiografis: Secara fisiografis dataran tinggi Dieng dapat terbagi kedalam 2 satuan geomorfologi yaitu a. Daerah Pegunungan Merupakan bagian dari tepian dataran tinggi Dieng dan terdiri dari jajaran Gunungapi yakni : Gunung Srodja, Gunung Kunir, Gunung Prambanan, Gunung Pakuwadja, Gunung Kendil, Gunung Butak, Gunung Patarangan, Gunung Prahu, dan Gunung Patakbanteng. Jajaran gunung ini kemudian menunjukkan suatu kelurusan.  b. Daerah Dataran Tinggi Dataran tinggi Dieng memiliki elevasi sekitar 2000 m diatas permukaan laut dan memiliki beberapa telaga dan dikelilingi oleh deretan Gunungapi. Dataran tinggi Dieng secara umum umum memiliki pola pola penyaluran radial yang berasal dari gunungapi. gunungapi. Dikelilingi oleh gunungapi.

II.1.2 Stratigrafi Secara regional, Dataran tinggi Dieng disusun oleh formasi dari muda ke tua seperti  pada peta geologi regional dibawah antara lain : 1. Satuan Endapan Aluvium (Disusun oleh kerikil, pasir, lanau, dengan ketebalan sekitar 150 m.)

2. Satuan Batuan Gunung Api Sundoro (Disusun oleh lava andesit hipersten augit dan  basal, breksi aliran, breksi piroklastika, dan lahar) 3. Satuan Batuan Gunung Api Dieng (Disusun oleh Lava Andesit, Andesit kuarsa dan  batuan klastika gunungapi). 4. Satuan Endapan Danau (Disusun oleh material pasir, lanau, lumpur serta terdapat  batuan dengan komposisi tufaan). 5. Satuan Batuan Gunung Api Jembangan (Disusun oleh lava andesit serta batuan klastika gunung api seperti andesit, basal olivine, breksi aliran) 6. Formasi Ligung (Disusun oleh breksi gunung api, andesit, lava andesit pada bagian atas, dan batupasir tufan, batulempung tufaan pada bagian bawah) 7. Formasi Kalibiuk (Disusun oleh napal dan batulempung dengan sisipan tuf pasiran, napal serta batulempung) 8. Formasi Tapak

(Disusun oleh batupasir gampingan, napal, dengan komposisi

moluska berumur pliosen.) II.1.3 Struktur Pada Dataran Tinggi Dieng dipengaruhi oleh pergerakan tektonik kuarter yang menghasilkan patahan pada bagian barat yang membentuk blok Ratamba yang menghasilkan  fracturing serta pada bagian timur membentuk graben Sigedang serta Graben Watumbu. Selain itu terdapat juga struktur-sttruktur sesar minor.

II.2 Geologi Panas Bumi Dieng II.2.1 Fisiografi Menurut Nurpratama, dkk (2015) dibagi ke dalam empat satuan geomorfologi, yaitu: 1. Satuan kerucut gunungapi, terdapat 20 kerucut gunungapi . 2. Satuan Gunung Prau Terstrukturkan dan Terdenudasi; 3. Satuan Gunung Gajahmungkur Terdenudasi; 4. Satuan Dataran Aluvial. II.2.2 Stratigrafi Stratigrafi lapangan panas bum Dieng dibagi menjadi 3 : 1. Dieng Tua, terdiri dari breksi tuf Gajahmungkur, lava andesit dan  breksi tuf Prau (3,60 Ma), lava andesit piroksen Reban, lava andesit piroksen

Sigemplong 1, lava andesit piroksen Sigemplong 2, lava andesit dan breksi tuf  Nagasari (2,99 Ma), lava andesit dan breksi tuf Jimat, breksi tuf Bisma (2,53 Ma), breksi tuf Sidede, andesit pirosen dan breksi tuf Sembungan. 2. Dieng Dewasa, terdiri dari lava dan breksi tuf Pagerkandang, lava andesit piroksen Sipandu, lava andesit dan breksi tuf Pangonan serta lava dan  breksi tuf Merdada (0,37 Ma). 3. Dieng Muda, terdiri dari breksi tuf Igir Binem, lava andesit basaltik dan breksi tuf Prambanan, lava andesit basaltik dan breksi tuf Watusumbul, lava andesit basaltik Sikunir, lava andesit basaltik dan breksi tuf Kendil (0,19 Ma), lava andesit basaltik dan breksi tuf Pakuwaja (0,09 Ma), lava andesit  basaltik dan breksi tuf Seroja (0,07 Ma) lava andesit basaltik Sikunang dan endapan alluvial.

II.2.3 Struktur Struktur geologi yang berkembang pada lapangan panas bumi Dieng adalah sear yang menjadi batas antar area yang memiliki prospek panas bumi. Trend dari sesar tersebut dari yang tertua hingga yang termuda adalah E-W, NW-SE, NE-SW, atau N-S., berikut merupakan model struktur yang berkembang pada lapangan panas  bumi Dieng menurut Boedihardi (1991)

II. Data dan Pembahasan

II.1 Perbatasan Temanggung Wonosobo Stasiun titik amat berada di Desa Kledung, perbatasan antara Kab. Temangung dengan Kab. Wonosobo, dengan koordinat 390860 / 9187504 Secara morfologis, pengamatan dilakukan di zona medial Gunung Sindoro  bagian selatan. Terletak di lembah antara 2 gunung: Gunung Sumbing dan Gunung Sindoro. Singkatan berupa tebing dengan tinggi sekitar 10  –   15 meter dan lebar 300 meter Singkapan tersusun atas 3 jenis litologi dengan batas antar kontak antar batuan tidak tegas/gradasional. Litologi singkapan terdiri atas: breksi lapilli tuff, breksi  piroklastik dan lapilli tuff (bawah ke atas)

Jika dilihat dari jenis dan deskripsi singkapan, dapat diketahui bahwa mekanisme yang berlangsung adalah flow, dicirikan dengan sortasi yang buruk pada singkapan. -

Breksi lapili tuff Batuan berwarna abu-abu kecokelat-cokelatan, struktur masif, ketebalan 2

meter. Tekstur berdasarkan sortasi buruk, kemas  grain supported , bentuk butir  subangular-subrounded . Komposisi: litik andesit berukuran agglomerat 20%, litik andesit berukuran lapilli 40%, material vulkanik berukuran ash 40% -

Breksi piroklastik Batuan berwarna cokelat keabu-abuan, struktur masif, ketebalan 7 meter. Tekstur berdasarkan sortasi buruk, kemas matrix supported , bentuk butir subangularrounded . Komposisi: litik andesit berukuran agglomerat 35%, litik andesit berukuran lapilli 40%, material vulkanik berukuran ash 20%

-

Lapilli Tuff Batuan berwarna abu-abu kecokelat-cokelatan, struktur masif, ketebalan 1 meter. Tekstur berdasarkan sortasi buruk, kemas matrix supported , bentuk butir tidak teramati. Komposisi: litik andesit berukuran lapilli 60%, material vulkanik berukuran ash 40% Pengamatan

stratigrafi

vulkanik

batuan

di

permukaan

menunjukkan

kemungkinan batuan yang ditemukan di bawah permukaan. Dari batuan yang diamati, maka litologi tersebut berpotensi untuk menjadi salah satu elemen sistem panasbumi, yaitu: reservoir. Batuan memiliki sortasi yang buruk, mengindikasikan adanya  permeabilitas yang baik.

Gambar. Singkapan pada STA 1

II.1 Wellpad 29

PT. Geo Dipa Energi Unit Dieng memiliki beberapa fasilitas pengolahan energy panas bumi, secara umum dibagi menjadi 2 jenis sumur, yaitu sumur produksi dan sumur injeksi. Sumur Produksi merupakan sumur yang merupakan uap panas untuk diolah, sedangkan sumur injeksi adalah sumur yang digunakan untuk menginjeksikan air limbah produksi ke bawah permukaan. Lokasi pengamatan fieldtrip geologi panas bumi pada Fasilitas PT. Geo Dipa Energi berlokasi pada sumur HCE 29. Sumur ini merupakan salah satu sumur  produksi yang dimiliki oleh perusahaan. Adapun bagian bagian dari fasilitas ini yang telah dijelaskan oleh pihak PT. Geo Dipa Energi yaitu: 

Separator

Separator berfungsi untuk memisahkan fluida 2 fasa dari sumur produksi menjadi fasa gas dan fasa cair. Konstruksi dari separator berupa sekat yang dapat menahan air agar tidak terbawa uap bertekanan tinggi. Hasil dari separator adalah uap yang akan dikirim ke  power plant   untuk menggerakkan turbin dan brine  (air yang banyak mengandung mineral) yang akan dikirim ke kolam penampungan untuk diinjeksikan kembali ke perut bumi melalui sumur injeksi.

Gambar. Separator Wellpad HCE 29



Rock Muffler

 Rock muffler   merupakan unit yang berfungsi meredam suara dan melepas uap untuk menjaga tekanan uap agar tetap stabil pada nilai 9,8 bar. Konstruksi rock  muffler   adalah berupa empat buah tabung yang berjajar dan di dalamnya terdapat katup untuk mengontrol jumlah uap. 

Main Stop Valve

 Main stop valve  merupakan katup utama yang terletak di jalur pipa utama ke turbin dan berfungsi untuk membuka dan menutup aliran uap yang akan masuk ke control valve sebelum menuju ke turbin

Gambar. Main Stop Valve



Silencer (AFT)

Silencer atau AFT ( Athmosferic Flash Tank ) adalah unit yang akan meredam suara aliran brine hasil pemisahan dari separator serta meminimalisir terjadinya carry over   (menyemburnya rintik-rintik brine  ke udara karena tekanan yang tinggi) lewat

struktur berupa plat besi melingkar di dalamnya yang di desain untuk menahan tekanan berkekuatan tinggi yang menyebabkan semburan brine tersebut.

Gambar. Silencer HCE 29



Pond (Kolam Penampungan)

Pond atau kolam penampungan merupakan wadah tempat dimana brine  atau air dari hasil pemisahan uap dan air dari uap produksi oleh proses produksi. Semua brine dari sumur produksi maupun dari  power plant , akan dialirkan ke pond sebagai  penampungan sementara sebelum di injeksikan kembali ke perut bumi.

Gambar. Kolam penampungan HCE 29

Prinsip kerja dari pembangkit listrik panas bumi hampir mirip dengan  pembangkit listrik tenaga uap. Jika pada PLTU uap didapat dengan cara memasak air di boiler , maka pada PLTP uap dipompa langsung dari perut bumi. Uap panas yang keluar tersebut tidak langsung digunakan, melainkan perlu melewati proses

 penyaringan karena uap yang dikeluarkan masih mengandung bahan lain seperti air, kandungan mineral dan garam. Fluida yang keluar dari sumur merupakan campuran fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair) maka harus dilakukan proses pemisahan terlebih dahulu melalui separator sehingga fasa uap akan terpisah dengan fasa cairnya. Uap yang dihasilkan inilah yang nantinya akan dipakai untuk perhitungan daya turbin, sehinggga sistem konversi energi ini dinamakan siklus uap hasil pemisahan. Siklus ini banyak digunakan pada reservoar panas bumi yang didominasi air.

Gambar. Siklus uap hasil pemisahan.

Siklus tersebut merupakan siklus yang terotasi sehingga tidak ada limbah yang terbuang sia-sia. Uap panas pada reservoir   masuk kedalam pipa.  Reservoir   adalah lokasi dimana uap mentah berada. Uap akan mengalir langsung ke separator. Separator berfungsi untuk memisahkan uap dan kandungan air. Separator terdiri dari sekat-sekat yang dapat menahan air agar tidak terbawa uap bertekanan tinggi. Hasil dari separator adalah uap bertekanan tinggi yang akan dikirim ke power plant   dengan tekanan sebesar 11-13 bar. Brine (air yang banyak mengandung mineral seperti silika) yang telah dipisahkan akan dikirim ke  pond   (kolam penampungan) untuk dibuang atau diinjeksikan ke dalam bumi melalui sumur injeksi. Setiap pipa yang menghubungkan antara reservoir   dan separator dihubungkan juga ke tower pengurai

yang memiliki katup otomatis. Tower pengurai/ AFT memiliki fungsi yang sama dengan separator, namun hanya beroperasi bila kadar brine  yang terdapat dalam separator melebihi batas daya tampung separator.  Pond  berguna untuk menampung brine  dari separator dan tower .  Brine  yang ada di dalam  pond   akan dihisap oleh  pompa injeksi untuk dialirkan ke dalam reservoar kembali. Uap merupakan faktor utama kegiatan proses produksi di pembangkit listrik tenaga panas bumi, dimana penyaluran uap menggunakan pipa-pipa produksi. Pada system panas bumi Dieng, uap air yang dibawa pipa dari bumi memiliki kandungan silika yang tinggi. Silika dalam uap pada jangka waktu yang lama akan terakumulasi dan mengerak pada dinding pipa. Hal ini membuat diameter pipa semakin lama semakin kecil dan mengurangi kapasitas aliran uap. Kecilnya uap yang mengalir membuat hasil produksi menurun. Oleh karena itu pada tubuh pipa-pipa pada fasilitas  produksi dibuat semacam jendela dengan ukuran sekitar 20 cm yang digunakan untuk mebersihkan kerak silika dalam pipa. Energy listrik yang mampu dihasilkan dari sumur-sumur di lapangan Dieng adalah sebesar 60 MW. Kemudian disalurkan menuju gardu interkoneksi Jawa-Bali di Ungaran, Jawa Tengah. II.3 Kawah Sikendang

Lokasi STA 3 terletak di Telaga Warna Kawah Sikendang Desa

Dieng

Kecamatan Kejajar Kabupaten Wonosobo Jawa Tengah. Tepatnya di koordinat 380158 / 9202700. Morfologi lokasi ini berupa tepian danau dengan dinding tebing yang memiliki ketinggian 15-20 meter dengan lebar kurang lebih 200 m berada pada  bagian barat dinding kawah sikendang (telaga warna). Litologi penyusun lokasi pengamatan ini tersusun oleh dominasi batuan yang teralterasi dan batuan lapuk. -

Batuan terlaterasi berwarna abu-abu keputih-putihan dengan ukuran butir , 2 mm  –  500 mm (fragmen 2-500 mm dan matriks < 2mm) dengan kemas batuan matriks supported, sortasi buruk mineral penyusun mineral sekunder hasil dari 80%, nama  batuan: Breksi Piroklastik teralterasi very intense

-

Batuan berwarna coklat keabu-abuan dengan ukuran butir , 2 mm  –  500 mm (fragmen 2-500 mm dan matriks < 2mm) dengan kemas batuan matriks supported, sortasi buruk mineral penyusun mineral hasil lapukan berwarna coklat.

Manifestasi Panas bumi yang ditemukan pada lokasi ini berupa  gas discharge dengan diameter 15  –   20 cm dengan warna coklat abu-abu, tingkat kekeruhan keruh,  Ebullience sedang, bau belerang, suhu manifestasi 16 oC dengan suhu udara sekitar 14.6oC serta pH 4. gelembung gas bisa terlihat pada saat air danau banjir dengan bau sulfur.  Altered Ground,  Singkapan tersebut berupa tanah dari batuan breksi yang teralterasi seluruhnya sehingga berwarna putih keabu-abuan dan tercium bau sulfur yang cukup menyengat.

Gambar Sketsa Lokasi Pengamatan 3 Telaga Warna

Alterasi ini disebabkan oleh adanya aliran fluida hidrotermal yang mengalami kontak dengan batuan asal, sehingga terjadi alterasi yang intensif pada batuan.  Namun, pada bagian atas singkapan, batuan belum mengalami alterasi hidrotermal. Hal itu diinterpretasikan bahwa fluida hidrotermal tidak mencapai bagian atas dari singkapan. Kemudian, batuan ini memiliki porositas dan permeabilitas yang cukup tinggi sehingga dapat menjadi jalan keluar bagi gas yang berbau cukup menyengat. Telaga Warna diinterpretasikan sebagai suatu bekas erupsi, yang kemudian menjadi tampungan bagi air yang berasal dari perbukitan  –  perbukitan di sekitarnya.

Gambar. Gas discharge pada Kawah Sikendang.

Gambar. Batuan teralterasi pada Kawah Sikendang.

II.3 Kawah Sikidang

Lokasi dari STA 3 yaitu berada di Kawah Sikidang, Dieng, Jawa Tengah dengan koordinat yaitu 378979 E / 9201774 N

Foto. Adanya manifestasi panas bumi berupa mudpool atau boiling water dengan

dimensi sekitar 15 x 10 meter pada Kawah Sikidang.

Morfologi dari lokasi pengamatan yaitu berada di lembah kawah sikidang dimensi manifestasi panas bumi yang dapat ditemukan berupa mudpool atau boiling water sekitar 15 x 10 meter dan singkapan pada lereng bukit di tepian hotsprings. Batas Utara, Selatan, dan Timur adalah lembah, sedangkan batas Baratnya adalah Tinggian. Litologi pada lokasi pengamatan terdiri atas batuan piroklastik berwarna abu  –  abu keputih  –   putihan. Memiliki intensitas alterasi yang sangat intens, terlihat dari kenampakan fragmen dan juga matriks yang 75  –   100 % sudah teralterasi. Serta, struktur asli dari batuan sudah tidak teramati lagi.

Foto. Salah satu singkapan pada lereng yang ada di tepian Manifestasi panas bumi.

Dapat terlihat intensitas alterasinya dan terdapat gas discharge pada singkapan tersebut.

Manifestasi panas bumi yang dapat ditemukan di Kawah Sikidang ini yang  pertama adalah Gas Discharge atau bisa disebut juga Steam Ground. Gas discharge merupakan fenomena dimana keluarnya gas yang pada daerah panas bumi umumnya  berupa gas sulfur. Biasanya jika gas discharge ini berada di daerah yang tertutupi oleh air, maka baunya akan lebih kurang dan akan terlihat dengan jelas manifestasinya. Sedangkan jika gas discharge ini tidak tertutupi air, maka baunya akan lebih menyengat dan lokasi keluarnya gas akan lebih sulit untuk diketahui dengan mata telanjang. Kemudian manifestasi panas bumi yang kedua adalah Mudpool atau Boiling Water dimana pada Kawah Sikidang ini dengan dimensi sekitar 15 meter x 10 meter. Warnanya sendiri abu  –   abu keputih  –   putihan dengan tingkat kekeruhan yang keruh. Adanya ebullience dengan bau sulfur yang menyengat. Telah dilakukan juga  pengamatan suhu manifestasi yaitu 63 oC dengan suhu udara sekitar yaitu 15  –  20oC. Telah dilakukan juga pengukuran pH dari manifestasi yang ada yaitu didapatkan pH dengan nilai 2.

Jika dilihat dari keberadaan manivestasi panas bumi yang ada, maka dapat diinterpretasikan bahwa fluida hydrothermal bersifat asam dengan intensitas alterasi yang sangat intens (fragmen dan matriks 75  –   100 % teralterasi) dan struktur dari  batuan yang tidak teramati lagi. Kemunculan manifestasi pada daerah ini berpindah  pindah lokasinya. III. Kesimpulan

Berdasarkan pembehasan yang telah dipaparkan se belumnya, dapat diambil  beberpa kesimpulan sebagai beriut: 1. Manifestasi dan litologi yang berada pada :

- STA 1 LP 1 ini merupakan endapan Gunung Sindoro. Endapan Sindoro tua dicirikan dengan materialnya yang pumisan dan merupakan fasies medial Gunungapi Sindoro, Pengamatan stratigrafi vulkanik batuan di permukaan menunjukkan kemungkinan  batuan yang ditemukan di bawah permukaan. serta tidak menunjukkan adanya manifestasi panasbumi. - STA 2 merupakan bagian dari kawah Sileri, dimana sistem panasbumi yang  berkembang di lokasi ini terdiri dari dua fraksi yang berbeda yaitu fraksi steam sebesar 30% dan fraksi liquid sebesar 70% - STA 3 terdapat manifestasi gas vein dan altered ground - STA 4 terdapat manifestasi hotspring, gas vein, fumarole, dan batuan teralterasi Berdasarkan pengamatan lapangan dan data pengukuran diketahui bahwa lapangan  panas bumi Dieng memiliki fluida bersifat asam dan bertemperatur tingi. Fluida yang asam menyebabkan leaching pada sebagian besar batuan yang dijumpai di lapangan. 2. Manifestasi panas bumi pada lapangan panas bumi Dieng memiliki potensi untuk dikembangkan yaitu sebagai pembangkit listrik serta sektor pariwisata, akan tetapi manifestasi ini juga mempunyai bahaya yaitu longsor, amblesan, erupsi geotermal serta gas beracun. 3. Terdapat beberapa tantangan pengembangan panasbumi diantaranya yaitu:  silica  scalling, korosif pada pipa akibat fluida asam, serta konflik social penggunaan lahan.

DAFTAR PUSTAKA

Boedihardi, M., Suranto, dan Sudarman, S. 1991.  Evaluation of the Dieng Geothermal Field:  Review of Development Strategy. Proceedings 20th Indonesian Petroleum Association Haridjoko, Agung. 2014. Geothermal System. Yogyakarta: Departemen Teknik Geologi, FT, UGM.  Nurpratama, M.I., Atmaja, R.W., Elfina, Wibowo, Y.T., Harijoko, A., Husein, S., Sudarno, I., Setianto, A., dan Utami, P. 2015.  Detailed Structural Mapping of the Dieng Geothermal Field in Indonesia. Proceedings World Geothermal Congress 2015. Sukhyar, R., Sumartadipura, N.S., dan Effendi, W. 1986.  Peta Geologi Komplek Gunungapi  Dieng. Direktorat Vulkanologi. Zuchrillah, D.R., Renanto, H., dan Juwari. 2016. Optimisasi Teknologi Proses Geothermal Sistem Flash Steam pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi di Indonesia . Seminar Nasional Inovasi dan Aplikasi Teknologi di Industri (SENIATI).