Panas Bumi Dapat Menjadi Masa Depan Sumber Energi Bersih

Pengeboran Untuk Peningkatan Sistem Panas Bumi di Proyek Utah FORGE (Nature)

U-META.NEWS -- Raksasa teknologi Amazon, Microsoft, dan Google telah membuat kesepakatan dalam bidang energi nuklir. Di lain sisi, beberapa perusahaan, termasuk Meta dan Google, juga berinvestasi dalam sumber energi rendah karbon lainnya yaitu teknologi panas bumi generasi terbaru. 

Kesepakatan tersebut menunjukkan bahwa teknologi ini akan meluas, kata Lauren Boyd, seorang geolog yang mengepalai Kantor Teknologi Panas Bumi di Departemen Energi AS (DoE) di Washington, DC.

Pada 17 Oktober, Fervo Energy, perusahaan rintisan yang berkantor pusat di Houston, Texas, memperoleh peluang besar karena pemerintah AS memberikan lampu hijau untuk perluasan pembangkit listrik tenaga panas bumi yang dibangun Fervo di Beaver County, Utah. Proyek tersebut pada akhirnya dapat menghasilkan sebanyak 2.000 megawatt — kapasitas yang sebanding dengan dua reaktor nuklir besar. Meskipun untuk mencapai titik itu mungkin memerlukan waktu yang lama, pembangkit listrik tersebut telah memiliki kapasitas 400 MW dalam rencana, dan akan siap untuk menyediakan daya listrik sepanjang waktu ke pusat data Google yang haus energi dan pelanggan lainnya pada tahun 2028.

Pada bulan Agustus, perusahaan rintisan lainnya, Sage Geosystems, mengumumkan kemitraan dengan perusahaan induk Facebook, Meta, untuk menyediakan daya listrik tenaga panas bumi hingga 150 MW ke pusat data Meta pada tahun 2027.

Sage, Fervo, dan perusahaan lain di seluruh dunia berlomba-lomba memanfaatkan panas yang terus mengalir dari kedalaman Bumi. Tidak seperti energi panas bumi konvensional, proyek-proyek ini tidak bergantung pada sumber air panas alami, namun menciptakan sumber air panas sendiri.

Prosesnya melibatkan pengeboran lubang bor hingga beberapa kilometer dalamnya, di mana suhu batuan sekitar 200 °C, dan menyuntikkan air dan pasir pada tekanan tinggi. Proses ini menimbulkan retakan pada batuan, meningkatkan permeabilitasnya, dan menciptakan reservoir air panas yang dapat terus diekstraksi melalui lubang bor kedua. Air panas bertekanan tersebut kemudian digunakan untuk menghasilkan listrik.

Pendekatan yang dikenal sebagai enhanced geothermal systems (EGS) ini telah dicoba sejak tahun 1970-an, tetapi sebagian besar proyek gagal mengekstraksi sejumlah besar energi.

Peningkatan ini berasal dari penerapan teknik yang digunakan dalam industri minyak dan gas, termasuk cara yang lebih baik untuk memecah batu dan mengebor secara horizontal. Para peneliti mengadaptasi metode tersebut untuk mengebor batu pada suhu tinggi, atau menemukan solusi mereka sendiri. Boyd terlibat langsung dalam Utah FORGE, sebuah proyek DoE untuk mendorong teknologi EGS, yang menurutnya telah menghasilkan sejumlah inovasi yang menghemat hampir separuh biaya pengeboran.

Pengeboran horizontal sangat penting bagi keberhasilan EGS, kata Joseph Moore, seorang geolog di University of Utah di Salt Lake City, karena retakan yang timbul akibat fracking "cenderung vertikal". Sebuah lubang bor horizontal akan melintasi banyak rekahan dan menyuntikkan air ke dalam batuan atau mengekstrak darinya, kata Moore, yang mengepalai Utah FORGE.

Meskipun Utah FORGE telah menerapkan EGS, dan telah mengembangkan teknik untuk mengebor batuan yang lebih dalam dan lebih panas daripada sebelumnya, pabrik Fervo di Utah dan dua proyek percontohan sebelumnya telah menunjukkan bahwa konsep EGS dapat berfungsi dengan peralatan yang sudah ada, kata ahli geologi senior Fervo, Emma McConville, yang berkantor pusat di Reno, Nevada, "Kami dapat mengirimkan sejumlah besar panas bumi ke konsumen dengan kecepatan yang sangat tinggi," katanya.

Baca juga:
Ini Penjelasan PLN Soal Tarif Listrik Non Subsidi yang Kabarnya Bakal Berubah Besok

Para eksekutif di perusahaan panas bumi generasi berikutnya mengatakan bahwa banyaknya tenaga kerja yang berpengalaman dalam pengeboran minyak dan gas merupakan sumber daya yang dapat membantu bisnis mereka tumbuh cepat.

Pengembangan EGS terhambat sebagian karena proses rekahan hidrolik (fracking) dapat menyebabkan aktivitas seismik. Beberapa proyek, termasuk satu di Basel, Swiss, dan satu lagi di Pohang, Korea Selatan, harus ditutup karena fracking terkait dengan aktivitas gempa bumi yang cukup besar.

Utah FORGE, Fervo, dan perusahaan lain mengikuti pedoman DoE untuk membatasi seismisitas yang diinduksi terus memantau lokasinya dengan seismograf. "Jika mencapai ambang batas tertentu, akan dihentikan," kata McConville. Meskipun fracking memang menghasilkan gempa bumi, gempa bumi ini biasanya berkekuatan kurang dari 2.

Eavor, yang berkantor pusat di Calgary, Kanada, menyebut teknologi geotermalnya tidak menimbulkan fracking. Sebagai gantinya, perusahaan tersebut telah mengembangkan sistem pemandu magnetik yang canggih, di mana kepala bor dari dua lubang bor saling memandu dan membentuk lingkaran tertutup di bawah tanah.

Dalam proyek Eavor, setiap lubang bor bercabang menjadi jaringan pipa horizontal paralel, yang kemudian terhubung kembali di lubang bor lainnya. Ini juga berarti bahwa air tidak pernah bersentuhan langsung dengan batu, tetapi harus menyerap panas melalui selubung pipa.

Eavor tengah membangun pabrik geotermal komersial pertamanya di dekat Geretsried, Jerman, dan pabrik ini akan mulai memanfaatkan air bersuhu 160 °C dari kedalaman 4.500 m tahun depan. Pabrik ini sebagian besar akan menyediakan pemanas untuk bangunan-bangunan di kota terdekat, tetapi juga akan menghasilkan sekitar 8 MW listrik.

Pengeboran hingga kedalaman beberapa kilometer merupakan bisnis yang sangat mahal, dan setiap lubang bor dapat menghabiskan biaya jutaan dolar untuk membuatnya. Meskipun biaya diperkirakan akan turun, geothermal generasi terbaru diproyeksikan akan lebih mahal daripada banyak bentuk energi lainnya. Namun karena dapat tersedia kapan saja, geothermal dapat melengkapi sumber daya rendah karbon yang sifatnya bervariasi, seperti tenaga surya dan angin. Pesaing utamanya adalah sumber energi mahal lainnya, seperti nuklir, biomassa, dan hidrogen.

Apakah geothermal akan menjadi solusi ekonomis atau tidak bergantung pada geografi. Secara umum, semakin dalam mengebor, semakin panas batuannya, namun karena faktor geografis, kedalaman dengan suhu sekitar 200 °C sangat bervariasi di seluruh dunia. 

Suhu tinggi cenderung ditemukan paling dekat dengan permukaan di wilayah dengan vulkanisme aktif, atau di mana kerak benua lebih tipis dari rata-rata. Sebuah survei oleh DoE menunjukkan bahwa sisi barat Amerika Serikat memiliki potensi yang jauh lebih besar daripada sisi timur untuk mengekstraksi energi geothermal secara menguntungkan. (uca, Sumber: Nature)

Pengeboran Untuk Peningkatan Sistem Panas Bumi di Proyek Utah FORGE (Nature)