Melampaui Bahan Bakar Fosil: Lucien Bronicki tentang Energi Panas Bumi


Catatan editor: Tanya Jawab ini adalah bagian dari survei yang dilakukan oleh para eksekutif di perusahaan yang terlibat dalam pengembangan dan penerapan teknologi energi bahan bakar non-fosil. Bronicki menjawab survei dalam sebuah wawancara telepon; yang berikut adalah transkrip yang diedit dan diringkas dari percakapan itu

Catatan editor: Tanya Jawab ini adalah bagian dari survei yang dilakukan oleh para eksekutif di perusahaan yang terlibat dalam pengembangan dan penerapan teknologi energi bahan bakar non-fosil. Bronicki menjawab survei dalam sebuah wawancara telepon; yang berikut adalah transkrip yang diedit dan diringkas dari percakapan itu.

Apa kendala teknis yang saat ini paling menghambat pertumbuhan energi panas bumi? Bagaimana prospek untuk mengatasinya dalam waktu dekat dan jangka panjang?
Panas bumi dapat dibagi dua. Kami memiliki pembangkit listrik yang mengubah panas, dalam bentuk uap atau air panas keluar dari tanah, dan tentu saja kami memiliki sumber dayanya sendiri.
Panas bumi telah digunakan selama lebih dari 100 tahun. Di mana pun Anda memiliki uap yang keluar dari tanah, Anda dapat menempatkan turbin uap dan Anda berada dalam bisnis. Ini sedikit lebih rumit, tetapi ini adalah ide dasar, dan uap, setelah melalui turbin dan menara pendingin, menemukan jalannya ke atmosfer, yang berarti Anda tidak hanya menguras panas tetapi juga akuifer.
Jadi, misalnya, di Geyser, yang masih merupakan medan panas bumi tunggal terbesar di dunia, hasilnya turun secara substansial dalam 40 tahun terakhir bukan karena Bumi menjadi dingin tetapi karena akuifer habis.
Apa kontribusi Ormat adalah untuk keadaan seni adalah untuk memperluas jangkauan sumber daya yang mungkin dapat digunakan, sumber daya yang berada pada suhu yang lebih rendah. Anda masih memerlukan perbedaan suhu, tetapi Anda telah memperluas jangkauan dengan menggunakan Siklus Rankine Organik, yang merupakan penemuan lama tetapi tidak pernah benar-benar digunakan untuk apa pun.
Juga, sebagian besar pabrik kami berpendingin udara, yang berarti kami menyuntikkan semuanya. Dan karenanya keberlanjutan sistem diperpanjang, karena Anda tidak mengonsumsi air. Tentu saja ada tempat-tempat di mana ada cukup pasokan air dingin dari hujan dan sebagainya, yang disebut pengisian alami. Tetapi di sebagian besar tempat saat ini air menjadi masalah, tidak hanya untuk panas bumi tetapi untuk pembangkit listrik tenaga batu bara, untuk pembangkit nuklir, untuk setiap regenerasi termal.
Sekarang, untuk membangun pembangkit listrik, pendekatan kami adalah menyesuaikan pembangkit listrik dengan sumber daya. Jadi butuh beberapa rekayasa untuk melakukannya, tapi saya akan mengatakan ini diabaikan. Dari saat Anda memiliki izin untuk pergi ke situs sampai Anda menyelesaikan pabrik dan memulainya dalam rentang satu tahun. Tetapi untuk mengeksplorasi sumber daya, yang dilakukan dengan metode geofisika mirip dengan apa yang dilakukan dalam minyak dan gas, lebih kompleks dan membutuhkan waktu lebih lama.
Kami membutuhkan tiga elemen, sungguh, untuk memiliki sumber daya yang baik. Salah satunya adalah memiliki panas. Ini relatif mudah dideteksi. Tetapi Anda membutuhkan dua hal lainnya. Anda membutuhkan air, yang merupakan elemen yang membawa panas dari kedalaman ke permukaan. Dan Anda membutuhkan batu yang merupakan tepi dari patahan, patahan atau permeabel, sehingga air ini dapat mengalir, sehingga ketika Anda mengebor sebuah sumur, air cenderung mengalir ke sumur dan keluar. Maka, tentu saja, Anda juga harus memasukkannya kembali. Keduanya membutuhkan permeabilitas atau kesalahan. Dan eksplorasi ini membutuhkan waktu.
Jadi, jika kita mengesampingkan situs yang mengizinkan, yang juga membutuhkan waktu, maka kegiatan eksplorasi adalah sesuatu yang dilakukan selama tiga tahun. Dan dengan pengembangan lapangan mungkin bahkan hingga empat tahun.
Adapun kendala teknis, ada ketersediaan perusahaan yang berurusan dengan pendekatan geofisika dan kemudian ketersediaan rig pengeboran. Sampai sekitar setahun yang lalu keduanya sangat sulit didapat, dan kami harus membeli rig sendiri. Jangka pendek saya akan mengatakan ketersediaan ini bukan merupakan hambatan. Tidak ada yang tahu untuk berapa lama, tetapi hari ini mereka tersedia.
Namun, untuk jangka panjang, hal itu merupakan kendala, karena sebagian besar ahli geologi dan bahkan tenaga pengeboran adalah orang yang lebih tua. Orang-orang muda tidak datang ke ladang. Tidak ada program pelatihan, dan siapa pun yang tersedia ditangkap oleh industri minyak.
Jadi hari ini kami bekerja dengan University of Nevada, Reno, dan dengan MIT. Ada minat baru di antara para siswa untuk kembali ke geologi, hidrologi. Tetapi ini adalah sesuatu yang membutuhkan waktu. Dan orang-orang telah meninggalkan selama bertahun-tahun dengan semua duduk dan menunggu. Jadi, jika panas bumi ingin tumbuh, penting untuk memulainya sekarang, dan di AS banyak universitas sekarang mendaftarkan lebih banyak siswa di bidang ini.
Banyak waktu terbuang sia-sia di AS, karena di laboratorium yang mengerjakan proyek jangka panjang dan ilmu dasar, anggarannya dikurangi dan panas bumi jelas bukan prioritas mereka. Sekitar tiga tahun yang lalu anggaran panas bumi dipotong menjadi nol, dan orang-orang pergi. Lagi-lagi, mereka kebanyakan bukan anak muda, jadi ini kerugian besar. Hari ini ada tanda-tanda bahwa lebih banyak uang akan masuk ke laboratorium nasional dan universitas.
Mungkin salah satu masalah dengan panas bumi adalah bahwa itu tidak begitu terkenal terlepas dari kenyataan bahwa sampai sekitar satu atau dua tahun yang lalu, panas bumi menghasilkan jumlah kilowatt-jam yang sama seperti angin di AS, tetapi semua orang tahu tentang energi angin. Sangat sedikit orang yang tahu tentang energi panas bumi.
Adapun tanaman sendiri, efisiensi telah ditingkatkan, tetapi kami dekat dengan hasil yang semakin berkurang. Panas bumi yang bekerja pada suhu yang lebih rendah adalah bahan yang intensif — kami memiliki penukar panas yang besar. Dan oleh karena itu dampak dari biaya material yang tinggi dalam beberapa tahun terakhir berdampak pada biaya pembangkit listrik. Tetapi tidak banyak yang bisa kita lakukan dari sudut pandang mengurangi secara drastis. Turbin sangat efisien; dari apa hukum kedua termodinamika memungkinkan Anda, kami semakin mendekati batas. Dan oleh karena itu perubahan besar yang akan terjadi adalah meningkatkan teknik eksplorasi sehingga waktu berkurang dan probabilitas untuk menemukan tempat yang tepat untuk pengeboran sumur ditingkatkan.
Hari ini saya akan mengatakan sekitar sepertiga dari sumur tersebut adalah sumur kering, sumur produksi rendah, yang berarti bahwa jika Anda memiliki akurasi eksplorasi yang lebih baik, Anda dapat mengurangi biaya dengan sepertiga. Jadi ada banyak keuntungan di sana.
Hal lain yang harus saya tekankan adalah bahwa panas bumi yang saya gambarkan adalah apa yang disebut hidrotermal. Ada sebuah studi oleh MIT tentang apa yang disebut geothermal yang disempurnakan atau direkayasa (EGS) —ini adalah pendekatan yang dikembangkan oleh Laboratorium Nasional Sandia. Ada lebih banyak batu kering panas di dunia daripada daerah yang saya gambarkan yang memiliki batuan panas dan juga air dan kesalahan atau permeabilitas. Gagasan batu kering panas adalah untuk mengebor setidaknya dua sumur dan, sekali lagi dengan teknik yang mirip dengan minyak dan gas, untuk membuat patah tulang antara dua sumur sehingga Anda dapat memiliki semacam penukar panas. Anda memompa air dingin di satu sisi, melewati fraktur ini dan muncul.
Perkiraan untuk potensi hidrotermal di AS adalah antara 10.000 dan 20.000 megawatt (MW), yang tidak dapat diabaikan. Ini tidak akan menyelesaikan masalah, tetapi tidak dapat diabaikan. Potensi EGS dengan batu kering panas adalah 100.000 MW.
Namun masih ada banyak tantangan. Tidak seperti panas bumi konvensional, Anda sekarang harus menemukan batu yang juga dapat patah. Dan Anda harus menghabiskan energi untuk memompa air melaluinya. Dan Anda harus membawa air dari daerah lain jika tidak ada air secara lokal. Dan Anda harus berhati-hati agar tidak kehilangan air dalam operasi.
Jadi ini adalah kehilangan energi tambahan untuk memompa, tapi ini potensi besar. Itu mendapat banyak minat, tapi sayangnya kami masih bertahun-tahun lagi. Kami memiliki proyek yang sebagian didukung oleh DOE bekerja sama dengan sejumlah universitas dan laboratorium, tetapi ini bersifat jangka panjang. Untuk mulai menghasilkan megawatt-jam ini, saya kira, 10 tahun lagi.
Apakah ada hambatan untuk meningkatkan panas bumi untuk melayani basis pelanggan nasional atau global yang lebih besar?
Dari sudut pandang ini, panas bumi adalah beban dasar: 24 jam sehari, tujuh hari seminggu.
Oleh karena itu, utilitas sangat menyukainya. Ada perbedaan kecil antara musim dingin dan musim panas, seperti halnya pembangkit listrik termal, terutama pembangkit listrik tenaga nuklir, tetapi ini adalah beban dasar. Jadi ketika utilitas membeli panas bumi, mereka tidak harus memiliki daya siaga dalam bentuk turbin gas seperti yang mereka lakukan dengan kincir angin. Jadi ini bukan halangan. Kendala lain yang tidak kita miliki adalah bahwa bahkan jika Anda harus membangun kabel listrik, kabel listrik ini adalah kabel listrik khusus. Saluran listrik ini digunakan 24 jam sehari. Jika Anda membangun saluran listrik untuk pembangkit listrik tenaga angin atau matahari, kapasitas kabel listrik ini hanya digunakan selama beberapa jam tertentu. Yang berarti bahwa laba atas investasi Anda lebih kecil untuk saluran listrik ini.
Dapatkah infrastruktur energi yang ada menangani pertumbuhan energi panas bumi? Atau apakah itu juga perlu modifikasi lebih lanjut?
Saya akan memberikan dua contoh di mana saluran listrik dibangun di AS untuk panas bumi. Salah satunya di Imperial Valley, tempat kami dan pengembang lainnya berpartisipasi dalam membangun jalur khusus dari lembah ke jaringan Southern California Edison. Dan ada satu jalur khusus di Nevada yang bergerak dari satu pembangkit listrik spesifik ke jaringan California. Jadi setidaknya ada dua kasus yang dilakukan.
Tetapi banyak sumber daya panas bumi benar-benar dekat, dan inilah cara kami mencari prospek baru — kami melihat di mana kabel listrik berada. Jika kabel listrik terlalu jauh dan ini berarti mengizinkan dan seterusnya, untuk semua tujuan praktis, kami menyimpannya untuk masa depan dan kami tidak mengembangkannya karena perizinan adalah elemen yang sangat, sangat penting, setidaknya di AS. Hanya untuk memberikan contoh yang diberikan oleh gubernur Nevada di salah satu acara yang dimiliki industri panas bumi: untuk mendapatkan izin pengeboran eksplorasi untuk minyak membutuhkan waktu tiga minggu. Untuk panas bumi, ini enam bulan.
Mengapa? Karena orang tahu persis apa yang harus dilakukan dan apa yang harus diminta.
Mengingat krisis ekonomi saat ini, dapatkah industri Anda mendapatkan modal yang diperlukan (dari sumber publik atau swasta) untuk membiayai pertumbuhannya secara memadai?
Tentu saja itu memang berdampak, tetapi dari sudut pandang, katakanlah, proyek-proyek Ormat sudah di jalan, kita belum terpengaruh. Ini karena cara yang telah kami bangun dalam beberapa tahun terakhir: Kami menggunakan dana kami sendiri yang dapat kami kumpulkan untuk pinjaman konstruksi. Pinjaman konstruksi adalah pinjaman yang Anda butuhkan ketika risikonya terbesar, yaitu bangunan, pengeboran, dan sebagainya. Dan karena itu jika Anda ingin menutup pembiayaan, itu sangat rumit. Butuh waktu yang sangat lama. Kami melakukannya pada awalnya, tetapi ketika kami merasa lebih nyaman dengan modal, kami memutuskan sebagai kebijakan untuk melakukan proyek di mana kami dapat menghabiskan dana sendiri selama periode ini dan kemudian pergi untuk pembiayaan ketika pabrik beroperasi.
Tapi ini masalah besar. Tidak ada pertanyaan. Saya yakinkan Anda jika situasi ini tidak akan berubah, itu akan berdampak tidak hanya bagi para pendatang baru tetapi juga perusahaan-perusahaan yang sudah mapan seperti kami.
Satu kata tentang Ormat karena kami adalah hewan istimewa — kami terintegrasi secara vertikal. Kami sebenarnya memulai dari energi matahari. Dan kami pergi ke panas bumi karena matahari terlalu mahal; kami pergi ke panas bumi mencoba menjual peralatan, tetapi ini terlalu kecil untuk keperluan. Jadi kami menjadi pengembang.
Pertama kami hanya kontraktor khusus untuk memasok peralatan kami, tetapi juga memasang. Dan kemudian perlahan ketika kami semakin kaya, kami mulai menjaga kesetaraan dalam apa yang kami bangun, dan ini memungkinkan dua hal. Pertama, kita tidak memiliki margin demi margin. Kami dapat bersaing karena jika Anda harus melakukan subkontrak, semua orang harus mendapat margin untuk itu. Tentu saja kami melakukan banyak subkontrak, tetapi sebagian besar waktu kami tidak memiliki kontraktor utama. Kami adalah kontraktor utama. Kami tidak memiliki perusahaan teknik. Dan ini memungkinkan proyek-proyek yang jauh lebih kecil daripada pembangkit listrik tenaga batu bara 1.000 megawatt untuk menjaga margin tetap rendah.
Dari sudut pandang strategis, pesaing mana yang lebih besar untuk panas bumi: teknologi batubara, minyak dan gas yang sudah ada atau teknologi energi alternatif lainnya?
Di AS pesaing utamanya adalah batubara, yang memiliki harga terendah; Anda masih memiliki area di mana biaya menghasilkan listrik dari batubara adalah tiga sen atau kurang [per kilowatt-hour]. Tapi ini bukan untuk jangka panjang — jika aturan EPA membatasi emisi pass merkuri, scrubber tambahan akan menggandakan harga listrik yang dihasilkan. Saya bahkan tidak berbicara, tentu saja, tentang penyerapan karbon — tidak ada yang tahu berapa biayanya. Jadi semua orang menebak.
Jangka panjang pesaing utamanya adalah gas, karena gas jauh lebih ramah lingkungan. Instalasi siklus gabungan adalah cara paling efisien untuk menggunakan hidrokarbon. Pembangkit siklus gabungan berbahan bakar gas lebih murah daripada pembangkit berbahan bakar batubara. Jadi ini adalah pesaing yang sangat sulit. Tetapi harga gas hari ini tentu saja jauh lebih rendah daripada tahun lalu, ketika mereka cukup tinggi di Nevada, misalnya, bahwa kami adalah sumber listrik termurah.
Apakah ada target biaya yang ingin Anda dan orang lain dalam industri Anda capai dalam, katakanlah, lima tahun?
Saya pikir jika kita berhasil mendapatkan kurang dari 30 persen atau 35 persen sumur kering dan mempercepat elemen-elemen yang berbeda, kita mungkin akan berada di bawah 10 sen, sekitar delapan sen, untuk [satu kilowatt-jam] listrik beban dasar.

Baca Ini Selanjutnya

Apakah Gunung Berapi atau Manusia Lebih Keras di Atmosfer?Kepala Greenpeace Baru Bersiap untuk Mengambil BatubaraWorld Shatters Heat Records pada 2016Membuat Sketsa Permulaan Kehidupan, Satu Sel SekaligusMenjelaskan Pengalaman Tip-of-the-LidahBagaimana Kepiting Menemukan Jalan Pulang100 Hari Pertama ObamaKecurangan Kematian DNA: Bagaimana Perbaikan Extremophile Hancur Kromosom