1 Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang Penelitian Sumber energi alternatif nonkonvensional untuk masa mendatang di Indonesia dapat diperoleh dari gas batubara sebagai batuan induk yang terletak jauh di bawah permukaan. Gas batubara didominasi oleh metana dan sedikit kandungan etana, propana, butana, pentana (Tissot dan Welte, 1984; Clayton, 1998; Stricker dkk., 2006), nitrogen, hidrogen, oksigen, helium, dan karbon dioksida (Higgs, 1986; Levine, 1993; Rice, 1993; Schoell, 1988; Clayton, 1998; Cramer, 2004; Flores, 2014), sehingga dikenal sebagai gas metana batubara (Lemigas, 2012). Gas metana batubara sebagai sumber energi dan bahan bakar fosil bersih yang diharapkan memberikan solusi alternatif terhadap kemungkinan kekurangan pasokan energi listrik karena keberadaannya yang cukup menjanjikan, khususnya di Kalimantan dan Sumatra (Lemigas, 2012). Menurut Stevens dan Sani (2001), Indonesia memiliki sumber daya gas metana sebesar 337 Tcf yang mencakup sebelas cekungan sedimen. Cekungan Sumatra Selatan memiliki sumber daya gas metana terbesar dibandingkan cekungan sedimen lainnya, yaitu sebesar 120 Tcf (Stevens dan Sani, 2001); 126 Tcf (Sosrowidjojo dan Saghafi, 2009). Hasil penelitian tersebuttelah membuat Pemerintah Indonesia melakukan eksplorasi gas metana batubara lebih gencar pada rentang tahun 2002-2012. Namun demikian, sampai dengan saat ini belum ada bukti nyata produksi gas metana batubara di Indonesia, terutama di Cekungan Sumatra Selatan. Terlepas dari kendala dan berbagai permasalahan lainnya yang menyebabkan belum terwujudnya produksi gas metana batubara di Cekungan Sumatra Selatan, penelitian saat ini difokuskan untuk mengungkap bervariasinya kandungan gas metana batubara pada Formasi Muaraenim di sisi barat Cekungan Sumatra Selatan. Metode yang digunakan untuk menganalisis fenomena tersebut merupakan perpaduan antara empat pendekatan ilmiah, yaitu: petrografi organik, komposisi kimia, geokimia organik, dan kinetika reaksi terbentuknya gas. 2 Hasil penelitian memberikan pengetahuan baru dalam teknik menganalisis variasi kandungan gas batubara dan faktor-faktor yang berperan. Selain itu, penelitian ini memberikan pengetahuan baru dalam menentukan laju pemanasan yang terjadi dan temperatur terbentuknya gas selama proses pembatubaraan. I.2 Permasalahan Penelitian Permasalahan penelitian ditinjau dari bervariasinya kandungan gas pada serpih karbonan dan batubara yang menunjukkan pola ketidakteraturan seiring dengan kedalaman pengeboran. Tiga lapisan serpih karbonan teratas (Niru, Lematang, dan Babat), di kedalaman 87,5-130,5 m tidak menunjukkan adanya kandungan gas. Serpih karbonan Kebon di kedalaman 176,5 m menunjukkan kandungan gas yang rendah (0,02-0,04 cm 3 /g). Kandungan gas mulai signifikan dijumpai di kedalaman 202-285 m, yaitu pada lapisan batubara Benuang (0,29-0,84 cm 3 /g), Mangus (0,43-0,60 cm 3 /g), dan Suban (0,49-1,38 cm 3 /g). Tiga lapisan batubara terbawah (Petai, Merapi, dan Kladi) menunjukkan kandungan gas yang rendah (0,05-0,10 cm 3 /g) meskipun berada di kedalaman 331,5-403,5 m dan memiliki tingkat kematangan yang lebih tinggi dibandingkan batubara I.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian adalah menganalisis genesa bervariasinya gas batubara ditinjau dari peran komposisi maseral, tingkat kematangan, komposisi kimia, geokimia organik, dan kinetika reaksi I.4 Hipotesis dan Asumsi Penelitian Berdasarkan fakta di dalam permasalahan penelitian, maka dikemukakan tiga hipotesis sebagai berikut: 1. Huminit sebagai grup maseral yang memiliki peran utama pada terbentuknya gas batubara. 2. Kandungan gas metana semakin besar seiring dengan meningkatnya kematangan batubara. 3. Laju pemanasan dan temperatur terbentuknya gas batubara dapat ditentukan dari parameter kinetika. 3 Asumsi penelitian pada hipotesis nomor tiga, yaitu: tekanan tidak memiliki peran pada terbentuknya gas batubara, terbentuknya gas batubara terdekomposisi secara paralel berdasarkan kinetika reaksi orde satu, dan kinetika reaksi terbentuknya gas di dalam eksperimen pirolisis adalah serupa dengan yang terjadi pada kondisi geologi. I.5 Ruang Lingkup Penelitian Beberapa pendekatan ilmiah telah dirancang sebagai ruang lingkup penelitian dalam menganalisis inti permasalahan yang muncul pada daerah penelitian. Ruang lingkup penelitian mencakup pada empat pendekatan ilmiah (petrografi organik, komposisi kimia, geokimia organik dan kinetika reaksi) yang dirancang agar penelitian berlangsung secara efektif dan tepat sasaran dalam menganalisis genesa gas metana batubara pada Formasi Muaraenim. I.6 Kebaruan Penelitian Penelitian ini menghasilkan kebaruan dalam menentukan laju pemanasan terbentuknya gas metana batubara Formasi Muaraenim berdasarkan parameter kinetika hasil eksperimen pirolisis. I.7 Manfaat Penelitian Hasil penelitian dapat digunakan sebagai data untuk menghitung sumber daya gas metana dan sebagai panduan untuk pengeboran selanjutnya ke area yang diprediksi memiliki kandungan gas metana lebih besar. I.8 Metodologi Penelitian Penelitian dilakukan menggunakan kerangka berpikir bahwa setiap lapisan batubara memiliki karakter tersendiri terutama pada material penyusunnya, baik organik ataupun anorganiknya, sehingga kandungan gas yang dihasilkan akan memiliki pola tertentu. Metodologi penelitian untuk menyelesaikan permalasahan penelitian meliputi dua metode yaitu induksi dan deduksi. Induksi merupakan teknik analisis terhadap fakta yang muncul dari hasil pengukuran gas yang menunjukkan bahwa batubara Formasi Muaraenim memiliki kandungan 4 gas bervariasi. Fakta tersebut harus diketahui penyebabnya dan bagaimana cara pemecahannya, sehingga diperlukan metode deduksi dengan menggunakan beberapa pendekatan ilmiah (petrografi organik, komposisi kimia, geokimia organik dan kinetika reaksi) yang akan menghasilkan kesimpulan dari penelitian yang dilakukan. Hasil analisis petrografi organik diharapkan dapat mengungkap bahwa grup maseral huminit dan tingkat kematangan batubara memiliki peran terhadap terbentuknya gas batubara. Analisis proksimat diharapkan memberikan informasi tentang karakter komposisi kimia batubara, sedangkan analisis ultimat akan memberikan informasi tentang karakter unsur-unsur di dalam batubara seperti karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Analisis geokimia organik meliputi uji TOC, pirolisis Rock-Eval, dan gas kromatografi. Analisis tersebut digunakan untuk meneliti lebih detail tentang kekayaan material organik, potensi, dan komponen hidrokarbon hasil pirolisis. Analisis lainnya yang tidak kalah penting adalah parameter kinetika (energi aktivasi dan faktor frekuensi) dari eksperimen pirolisis.