Analisis Pengaruh Kedalaman Insulasi Riser Terhadap Kinerja Termal dan Tekno - Ekonomi Sistem Geothermal Close-Loop Berbasis CO₂

Oleh :
Muhammad Robith Atho'illah - K2522053 - Fak. KIP

Muhammad Robith Atho’illah, K2522053. Pembimbing: Dr. Eng. Nugroho Agung Pambudi, M.Eng. ANALISIS PENGARUH KEDALAMAN INSULASI RISER TERHADAP KINERJA TERMAL DAN TEKNO - EKONOMI SISTEM GEOTHERMAL CLOSED-LOOP BERBASIS CO₂. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret, Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Juli 2026. Sistem panas bumi closed-loop (CLGS) yang menggunakan karbon dioksida (CO₂) merupakan teknologi yang menjanjikan, namun efisiensi termalnya sangat dipengaruhi oleh kehilangan panas saat fluida mengalir naik menuju permukaan melalui pipa produksi. Penggunaan Vacuum Insulated Tubing (VIT) pada pipa riser terbukti efektif menekan kerugian termal, tetapi memunculkan trade-off finansial akibat tingginya biaya investasi material (CAPEX). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi kedalaman insulasi riser terhadap kinerja termal sumur CO₂, performa pembangkitan listrik Organic Rankine Cycle (ORC) berbasis fluida R245fa, serta mengevaluasi aspek tekno-ekonominya guna menentukan kedalaman insulasi optimal yang menghasilkan Levelized Cost of Electricity (LCOE) terendah. Metode yang digunakan adalah pemodelan dan simulasi numerik pada sistem panas bumi berkonfigurasi U-shape. Variasi dilakukan pada kedalaman insulasi dari 0 meter (tanpa insulasi) hingga batas maksimum sumur, dengan mengevaluasi perubahan parameter suhu keluaran, laju ekstraksi panas, efek termosifon alami, daya bersih ORC, serta indikator kelayakan ekonominya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan kedalaman insulasi berdampak signifikan pada kinerja termal sistem. Peningkatan kedalaman insulasi dari 0 m ke titik optimum 2.750 m mampu meningkatkan temperatur produksi fluida dari 111,27 °C menjadi 127,13 °C dan menaikkan laju ekstraksi panas dari 1,949 MW menjadi 2,472 MW. Peningkatan kualitas termal ini memberikan dampak langsung pada kenaikan daya listrik bersih ORC sebesar 26,83%, yaitu dari 0,2339 MW menjadi 0,2966 MW. Secara tekno-ekonomi, kedalaman insulasi 2.750 m ditetapkan sebagai titik keseimbangan finansial (sweet spot) yang menghasilkan nilai LCOE minimum sebesar 0,96991 USD/kWh, menurun 13,51% dibandingkan sistem tanpa insulasi. Kesimpulannya, penentuan kedalaman insulasi yang tepat sangat krusial dalam menyeimbangkan performa termodinamika secara maksimal dengan batasan kelayakan finansial pada infrastruktur pembangkit CLGS.Kata Kunci: Closed-Loop Geothermal System (CLGS), CO₂, Heat Loss, Insulasi Riser, Organic Rankine Cycle (ORC), LCOE.