Meluruskan Salah Kaprah tentang Membaca Kapasitas Terpasang dalam Membangun Pembangkit Listrik

Bagikan Artikel ini di:

Listrik bisa dikatakan telah menjadi kebutuhan dasar manusia pada abad 21. Dengan isu perubahan iklim yang terus memanas, negara-negara di dunia harus mulai mempertimbangkan ulang strategi pemenuhan energi mereka. Energi fosil harus sesegera mungkin disubstitusi dengan energi bersih [1].

Dinamika transisi menuju energi bersih diwarnai hal-hal menarik. Salah satunya adalah perdebatan terkait moda energi yang paling cepat untuk melakukan transisi dari energi fosil ke energi bersih. Kalangan pro-energi terbarukan mengklaim bahwa transisi menggunakan energi terbarukan lebih cepat dan efektif daripada menggunakan energi nuklir. Alasannya, karena energi terbarukan (energi surya dan bayu) memiliki biaya instalasi lebih murah, sehingga daya terpasang pun lebih besar daripada nuklir yang dianggap memiliki biaya instalasi lebih mahal.

Benarkah pandangan ini? Hati-hati, jangan tertipu dengan kapasitas terpasang. Membaca kapasitas pembangkitan listrik tidak cukup dengan membaca kapasitas terpasang (nameplate capacity) saja. Namun, banyak pihak pembuat kebijakan sering salah kaprah mengenai nameplate capacity.

Baca juga Thorium, Bahan Bakar Nuklir Masa Depan

Nameplate capacity hanya menjelaskan daya maksimum yang mampu dibangkitkan oleh sebuah pembangkit listrik. Jika sebuah pembangkit listrik memiliki nameplate capacity sebesar 100 MWe, maka daya maksimum yang mampu dibangkitkan adalah 100 MWe. Demikian pula angka-angka nameplate capacity lain [2].

Namun, apakah pembangkit tersebut dapat terus menerus dengan daya 100 MWe? Tidak. Ada yang namanya faktor kapasitas, yakni perbandingan antara daya yang mampu dibangkitkan dalam waktu tertentu dibandingkan dengan daya maksimal yang secara teoretis mampu dibangkitkan dalam rentang waktu yang sama.

Dengan adanya faktor kapasitas, dua buah pembangkit berdaya sama belum tentu mampu membangkitkan listrik dalam jumlah yang sama dalam rentang waktu tertentu, katakanlah setahun. Lagi-lagi tergantung pada faktor kapasitasnya.

Baca juga Mengukur Sustainabilitas Energi Nuklir Dengan Uranium dan Thorium Domestik

Awal bulan ini, Dewan Pakar Masyarakat Energi Terbarukan Indonesia, Herman Darnel Ibrahim, melemparkan pernyataan yang perlu dikritisi dan dikaji ulang. Herman mengatakan bahwasanya, dengan investasi Rp 500 trilyun hanya bisa membangun Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dengan daya 5.000 MWe. Sementara, nilai investasi yang sama bisa digunakan untuk 20.000 MWe Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan 30.000 MWe Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) [3].

Ada dua kekeliruan dalam pernyataan ini. Pertama, 5.000 MWe PLTN itu tidak rasional, karena implikasinya, biaya pembangunan PLTN tersebut sangatlah mahal melebihi biaya pembangunan PLTN di Amerika Serikat. Padahal estimasi pembangunan PLTN di Indonesia jelas lebih murah dari negara-negara Barat, jauh dibawah estimasi Herman [4], kapasitas yang lebih rasional adalah sekitar 14.000 MWe PLTN [5].

Kedua, ini merupakan contoh kekeliruan membaca nameplate capacity. Karena biarpun hanya 14.000 MWe, belum tentu daya listrik yang dibangkitkan lebih sedikit. Khususnya selama lifetime operasional pembangkit listrik.

PLTN memiliki faktor kapasitas tinggi, hingga 90% lebih. Sementara, PLTU dan PLTGU hanya memiliki faktor kapasitas berkisar 60%. Waktu kosong dari pembangkitan listrik ini utamanya karena PLTU dan PLTGU membutuhkan waktu perawatan lebih banyak daripada PLTN. Dari segi usia pakai, desain PLTN mampu digunakan hingga 60 tahun, sementara PLTU dan PLTGU paling banter hanya 40 tahun.

Maka, sepanjang usia pakai, listrik yang mampu dibangkitkan masing-masing pembangkit adalah sebagai berikut.

Jelas sekali bahwa selama usia pakai, PLTN mampu membangkitkan listrik paling banyak. Padahal nameplate capacity PLTN justru yang paling rendah,

Hal sama juga berlaku untuk perbandingan antara energi terbarukan dengan energi nuklir terkait mana yang paling cepat dalam transisi menuju energi bersih. Menggunakan standar investasi di Amerika Serikat, barangkali memang energi terbarukan bisa lebih banyak dibangun. Tapi apakah itu setara dengan daya yang mampu dibangkitkan?

Sejak tahun 2007-2016, investasi di energi terbarukan mencapai USD 2 trilyun, dengan USD 1,1 trilyun untuk energi surya dan sisanya energi bayu. Namun nyatanya, pada tahun 2016, energi bayu dan surya hanya menyumbangkan bauran masing-masing 3,9% dan 1,3% pembangkitan listrik dunia [8].

Baca juga Mengenal Lebih Dekat Reaktor Daya Eksperimental, Reaktor Nuklir Desain Anak Negeri

Coba nilai investasi tersebut kita hitung ulang dengan standar tertentu. Patokan tetap pada pembangkitan listrik tahun 2016, yakni sebesar 24.353 TWh [6]. Estimasi nilai investasi dilandaskan pada data US EIA [7], yakni untuk PLTN sebesar USD 5.945/kW, PLTS sebesar USD 2.534/kW dan PLTB sebesar USD 1.877/kW. Nilai faktor kapasitas untuk nuklir, surya dan bayu masing-masing 80%, 13% dan 22,7% [9,10]. Proporsi investasi untuk energi bayu dan surya sama seperti di paragraf sebelumnya.

Dari asumsi-asumsi di atas, didapatkan hasil sebagaimana ditunjukkan dalam tabel berikut.

Nameplate capacity nuklir jelas sekali lebih rendah daripada energi bayu dan surya. Kurang dari setengah dari gabungan kedua moda energi tersebut. Namun, secara riil, energi nuklir mampu membangkitkan listrik hampir dua kali lipat energi bayu dan surya digabung sekaligus. Mengapa? Sekali lagi karena adanya faktor kapasitas. Energi nuklir mampu beroperasi terus menerus nyaris sepanjang waktu dalam setahun. Sementara, energi bayu dan surya hanya beroperasi ketika angin berembus dan matahari bersinar. Wajar jika energi nuklir memiliki faktor kapasitas tinggi sementara energi terbarukan rendah.

Jadi, merupakan anggapan yang sangat keliru jika nameplate capacity menjadi patokan kecepatan transisi energi. Hal ini dikarenakan apa yang tertera belum tentu sama dengan realita. Jangan tertipu nameplate capacity, tapi pastikan juga faktor kapasitasnya.

Referensi

  1. George Erickson. 2013. Unintended Consequences: The Lie That Killed Millions and Accelerated Climate Change. Minnesota: Tundra Cub.
  2. Andika Putra Dwijayanto. 2016. Let’s Run The Numbers: Menguji Klaim Antara Energi Nuklir dan Energi Terbarukan. Bogor.
  3. DEN: Pembangunan PLTN Tak Akan Terjadi Sampai 2050. (http://ekbis.rmol.co/read/2018/05/04/338453/DEN:-Pembangunan-PLTN-Tak-Akan-Terjadi-Sampai-2050). Diakses pada 15 Mei 2018.
  4. Andika Putra Dwijayanto. Apa Benar Nuklir Mahal? Tanggapan Untuk Arcandra Tahar. (https://warstek.com/2018/04/21/listriknuklir/). Diakses pada 15 Mei 2018.
  5. Andika Putra Dwijayanto. Moral Case for Nuclear Power: Tanggapan Untuk DEN dan METI. (http://andhika-dwijayanto.blogspot.co.id/2018/05/moral-case-for-nuclear-power-tanggapan.html). Diakses pada 15 Mei 2018.
  6. Global Energy Statistical Yearbook 2017. (https://yearbook.enerdata.net/electricity/world-electricity-production-statistics.html). Diakses pada 14 Mei 2018.
  7. US Energy Information Administration. 2016. Capital Cost Estimate for Utility Scale Electricity Generating Plants. Washington: US DOE.
  8. Michael Shellenberger. We Don’t Need Solar And Wind To Save The Climate—And It’s A Good Thing, Too. (https://www.forbes.com/sites/michaelshellenberger/2018/05/08/we-dont-need-solar-and-wind-to-save-the-climate-and-its-a-good-thing-too/#ce83afde4de1). Diakses pada 14 Mei 2018.
  9. World Nuclear Association. 2017. World Nuclear Performance Report 2017. London: WNA.
  10. World Nuclear Association. Renewable Energy and Electricity. (http://www.world-nuclear.org/information-library/energy-and-the-environment/renewable-energy-and-electricity.aspx). Diakses 15 Mei 2018.
Bagikan Artikel ini di:

Apa Benar Nuklir Mahal? (Tanggapan Untuk Arcandra Tahar)

Bagikan Artikel ini di:

Wakil Menteri ESDM, Arcandra Tahar, mengungkapkan bahwa listrik dari energi nuklir itu mahal. Sebagaimana dilansir dari Viva.co.id (19/4), Pak Arcandra menggugat klaim bahwa listrik itu murah.

Wakil Menteri ESDM, Arcandra Tahar

“Banyak yang mengatakan, ‚mari nuklir, mana yang lebih murah, nuklir atau EBT lain‘. Banyak yang mengatakan nuklir itu USD 5-6 sen per kWh, tapi nuklir itu USD 14 sen per kWh, saya cek lapangan.“ Katanya.

Beliau melanjutkan bahwa dirinya telah meninjau harga listrik dari Rosatom. Yang mana, Rosatom mematok harga USD 12 sen per kWh [1]. Sebelumnya, pada tahun 2017, Pak Arcandra juga mempersoalkan tentang mahalnya harga listrik dari nuklir di kolom di Selasar.com [2].

Walau pernyataan beliau tidak sepenuhnya salah, tetapi ada beberapa kesalahan berpikir yang dilakukannya. Sehingga, kesimpulannya jadi keliru.

Pertama, nuklir mahal itu di mana? Di Eropa dan Amerika Serikat. World Nuclear Association membuat analisis berapa estimasi rentang biaya pembangunan PLTN di berbagai belahan dunia. Hasilnya, biaya pembangunan di Asia lebih rendah daripada di Eropa dan Amerika Serikat [3], sebagaimana ditunjukkan dalam grafik berikut.

Gambar 1. Rentang biaya pembangunan PLTN di berbagai belahan dunia (sumber: WNA)

Jika di Amerika Serikat dan Eropa, overnight cost PLTN mencapai USD 4000-5000 per kW, maka di Asia (selain Timur Tengah) hanya berkisar USD 2000-3000 per kW. Sebagai contoh, PLTN Shin Kori unit 3 dan 4 di Korea Selatan membutuhkan biaya USD 5 milyar untuk daya 2700 MWe, atau overnight cost sebesar USD 1850/kW [3].

Baca juga Progres Reaktor Daya Eksperimental, Reaktor Daya Nuklir Desain Anak Negeri

Berdasarkan kalkulasi peneliti BATAN [4], overnight cost dari PLTN tipe PWR OPR-1000 diestimasikan sebesar USD 2000/kW. Dengan laju diskonto 10%, angka ini diterjemahkan menjadi USD 5,363 sen per kWh. Jadi, angkanya memang berkisar segitu.

Uni Emirat Arab membangun empat unit PLTN dengan daya total 5600 MWe. Kontrak pembangunannya sebesar USD 20,4 milyar, atau USD 3643 per kW [3]. Jika laju diskonto sama-sama 10%, maka biaya pokok pembangkitan (BPP) listriknya berkisar USD 6,5 sen per kWh. Tidak sampai USD 10 sen per kWh. Padahal itu di Timur Tengah, yang notabene lebih mahal dari wilayah Asia lain karena tantangan geografis.

Mengapa di Eropa dan Amerika Serikat mahal? Masalah pertama tentu saja soal ongkos buruh yang lebih tinggi. Masalah kedua adalah sesuatu yang disebut Prof. Bernard Cohen sebagai regulatory ratcheting [5]. Regulasi nuklir yang terus menerus mengetat dan tidak pernah melonggar, padahal pengetatan regulasi itu tidak terbukti meningkatkan level keselamatan reaktor. Dengan kata lain, regulasi nuklir yang tidak rasional.

Indonesia belum memiliki PLTN dan tidak sedang membangun PLTN. Maka, masih ada waktu untuk membuat regulasinya lebih rasional daripada di Amerika Utara dan Eropa.

Yang jelas, menyamakan kondisi antara Amerika Utara dan Eropa dengan Asia itu tidak tepat.

Kedua, Pak Arcandra salah tanya. Rosatom bukan tempat yang tepat untuk menanyakan BPP listrik dari energi nuklir. Seluruh ekspor PLTN Rosatom sejauh ini menggunakan mekanisme build-own-operate (BOO). Yang terbaru diresmikan adalah proyek PLTN Akkuyu di Turki [6]. Rosatom menanggung sebagian besar bahkan seluruh biaya pembangunan, dengan konsekuensi mereka yang memiliki PLTN selama jangka waktu tertentu dan berhak menjual listrik dengan harga yang ditetapkannya.

Jadi, harga yang diberikan Rosatom bukan BPP listrik, tapi tarif yang dipatok. Sama saja dengan power purchase agreement (PPA), yang nilainya tentu di atas BPP listrik. Sebagai perbandingan, PLTN Novovoronezh di Rusia menghabiskan biaya USD 5 milyar untuk daya 2136 MWe atau USD 2341 per kW [7]. Diterjemahkan menjadi BPP listrik sekitar USD 6 sen per kWh.

Baca juga Peningkatan Nilai Guna Bahan Bakar Nuklir Dengan Kombinasi PWR-CANDU

Ketiga, penyedia teknologinya keliru. Diantara persoalan mahalnya biaya pembangunan PLTN di negara-negara Barat adalah inkompetensi vendor PLTN itu sendiri. Dalam hal ini adalah Westinghouse, General Electric dan AREVA (sekarang ORANO). Vakumnya pembangunan PLTN selama puluhan tahun di negara-negara Barat membuat mereka kehilangan pengalaman pembangunan yang dimiliki selama ini.

Sehingga, ketika vendor PLTN tersebut akhirnya mendapat proyek konstruksi PLTN lagi, minimnya pengalaman yang tersisa menimbulkan berbagai kesulitan, yang akhirnya membuat pembangunan PLTN mengalami cost overrun dan delay yang relatif lama. Contohnya PLTN VC Summer di Amerika Serikat (menggunakan teknologi AP1000 milik Westinghouse) dan PLTN Olkiluoto di Finlandia (menggunakan teknologi EPR milik ORANO) [8].

Berbeda kasusnya dengan Korea Selatan, yang dalam hal ini diwakili oleh BUMN nuklir mereka, Korean Electric Power Corporation (KEPCO). Alih-alih terputus, KEPCO terus membangun pengalaman pembangunan PLTN mereka selama puluhan tahun dengan desain yang terstandardisasi. Pengalaman pembangunan dan standardisasi desain ini mampu membuat KEPCO membangun PLTN secara lebih efektif [8]. Sehingga, Korea Selatan mampu membangun PLTN dengan biaya lebih rendah dibandingkan kompetitornya. Berdasarkan estimasi World Nuclear Association, BPP listrik dari energi nuklir di Korea Selatan berkisar USD 4,2-4,8 sen per kWh, dengan laju diskonto 10% [3].

Jika Indonesia akan menggunakan PLTN, maka kemungkinan besar teknologi pertama akan impor. Pertanyaannya, impor dari mana? Di sinilah yang kemudian akan menentukan apakah harga listrik dari PLTN akan mahal atau murah. Kalau mengikuti skema Rusia, jelas akan mahal. Begitu pula kalau menggunakan teknologi Westinghouse atau ORANO. Bukan tanpa alasan Uni Emirat Arab memilih teknologi KEPCO untuk dibangun di negaranya; Korea Selatan memang mampu membuat listrik dari nuklir menjadi murah berdasarkan pengalaman pembangunannya.

Baca juga Mengukur Sustainabilitas Energi Nuklir Dengan Uranium dan Thorium Domestik

Keempat, tidak memerhatikan teknologi reaktor maju. Mungkin pendapat ini kurang populer, tapi sebaiknya, ketika Indonesia menyatakan untuk go nuclear, lompati saja PLTN Generasi III. Sebaiknya langsung masuk ke Generasi IV, atau biasa disebut reaktor maju. Apa pasal? Fitur-fitur yang dimiliki oleh teknologi reaktor maju dimaksudkan untuk mereduksi biaya pembangunan PLTN, sekaligus meningkatkan level keselamatannya tanpa harus terjerat regulatory ratcheting/regulasi tidak rasional.

Energy Innovation Reform Project (EIRP) mengeluarkan laporan hasil studi nilai keekonomian berbagai jenis teknologi reaktor maju (walau diantaranya ada teknologi Generasi III+ alih-alih Generasi IV) [9]. Laporan itu mengungkapkan bahwa estimasi BPP listrik dari berbagai teknologi reaktor maju berkisar antara USD 30-90 per MWh, atau USD 3-9 sen per kWh. Jauh dibawah angka USD 12 sen per kWh yang diungkapkan Pak Arcandra. Self-assessment ThorCon terhadap teknologinya sendiri [10] mengungkapkan bahwa teknologi reaktor maju mereka mampu membangkitkan listrik dengan biaya USD 3 sen per kWh, lebih murah dari batubara, sekalipun dengan laju diskonto tinggi.

Tentu saja klaim-klaim di atas membutuhkan bukti riil. Tetapi kalau dianalisis dari teknologi yang digunakan, mengapa tidak? Sangat dimungkinkan teknologi reaktor maju lebih murah daripada PLTN Generasi III, yang sebenarnya juga tidak mahal seandainya paham konteks persoalan.

Baca juga Perkembangan Teknologi Reaktor Maju Bagian 1

Akhirnya, dari keempat poin di atas, poin penting yang ingin penulis sampaikan adalah memahami persoalan secara komprehensif. Hanya karena Rosatom memberi angka USD 12 sen per kWh, hanya karena di Amerika Serikat terjadi cost overrun pada pembangunan PLTN, bukan berarti di sini akan mengalami hal serupa. Kecuali kalau pemerintah Indonesia mengikuti kebodohan yang dilakukan di sana.

Murah atau mahalnya energi nuklir lebih banyak ditentukan faktor-faktor non-teknis ketimbang teknis. Nuklir sudah merupakan energi paling selamat dengan tingkat kematian per TWh paling rendah [11,12]. Maka, pengetatan regulasi keselamatan, yang berimbas pada lebih mahalnya biaya pembangunan, sama sekali tidak diperlukan.

Gambar 2. Tingkat kematian per TWh energi. Tampak bahwa nuklir adalah yang paling rendah. (diolah dari nextbigfuture.com)

Pemilihan vendor bisa dilakukan dengan cermat, sehingga jangan sampai membeli teknologi yang malah jatuhnya mahal karena inkompetensi vendor tersebut. Skema pembangunan pun dapat menentukan mahal murahnya energi listrik. Penulis sama sekali tidak mendukung ide PLTN dibangun dan dimiliki oleh swasta. Karena swasta mengandalkan utang untuk modal, dan jika mengandalkan utang berbunga, jelas saja harga listriknya jadi lebih mahal. Belum lagi fakta bahwa swasta selalu meminta PPA yang nilainya lebih tinggi daripada BPP listrik.

Terlalu gegabah kalau mengatakan harga listrik dari energi nuklir itu mahal hanya karena melihat satu aspek. Itupun aspek yang tidak cocok diterapkan di negeri ini. Lebih buruk lagi kalau mengatakan nuklir mahal sembari dibandingkan dengan so-called “energi terbarukan“ yang diklaim lebih murah. Karena energi nuklir selalu tersedia 24 jam dalam seminggu, sementara “energi terbarukan“ hanya beroperasi ketika matahari bersinar dan angin berembus. Perbandingan yang tidak adil.

Referensi

  1. Arcandra Tahar Tegaskan Listrik Tenaga Nuklir Tidak Murah. Diakses dari https://bit.ly/2K0C3on
  2. Negara-negara maju menggunakan energi nuklir untuk listrik, mengapa Indonesia belum melakukannya? Diakses dari https://bit.ly/2vvCvb8
  3. World Nuclear Association. The Economics of Nuclear Power. Diakses dari http://bit.ly/2jhcwJ6
  4. Mochammad Nasrullah, Nuryanti. 2013. Studi Perbandingan Biaya Pembangkitan Listrik Teraras Pada Pembangkit Energi Terbarukan Dan PLTN.Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN. Bandung, 4 Juli 2013.
  5. Bernard L. Cohen. 1990. The Nuclear Energy Option. Pittsburgh: Plenum Press.
  6. Akkuyu construction formally starts. Diakses dari https://bit.ly/2j0T7i1
  7. Construction stars at second Novovoronezh-II unit. Diakses dari https://bit.ly/2HQw7Op
  8. Michael Shellenberger. Nuclear Industri Must Change – Or Die. Diakses dari https://bit.ly/2K0jRvg
  9. Energy Innovation Reform Project. 2017. What Will Advanced Nuclear Reactor Cost? A Standardized Cost Analysis of Advanced Nuclear Technologies in Commercial Development. Arlington: EON.
  10. Jack Devanney, dkk. 2015. ThorConTM The Do-Able Molten Salt Reactor: Executive Summary. Tavernier: Martingale.
  11. Anil Markandya, Paul Wilkinson. 2007. Electricity generation and health. Lancet 370: 979-990.
  12. Brian Wang. Deaths per TWh for all energy sources, Diakses dari https://bit.ly/2J9QOUK
Bagikan Artikel ini di:

Mengukur Sustainabilitas Energi Nuklir Dengan Uranium dan Thorium Domestik

Bagikan Artikel ini di:

Nuklir belum digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik di Indonesia. Walau rencananya telah ada sejak puluhan tahun lalu, dinamika politik dalam negeri menghalangi pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) hingga sekarang. Namun sejak pertengahan 2010-an, rencana pembangunan PLTN mulai menggaung lagi.

Teknologi PLTN kontemporer merupakan teknologi yang paling matang. Namun, teknologi ini memiliki kendala pada waktu pembangunan yang relatif lama dan pemanfaatan bahan bakar yang relatif rendah. PLTN kontemporer baru mampu mengekstrak 0,5-0,7% potensi energi yang terkandung dalam uranium[1].

Padahal, untuk memenuhi kebutuhan energi bersih saat ini, perlu teknologi reaktor nuklir yang mampu dibangun dengan cepat dan mampu mengekstrak 100% potensi yang terkandung dalam bahan bakar nuklir. Kebutuhan itu bisa dipenuhi menggunakan teknologi reaktor nuklir Generasi IV atau reaktor maju.

Reaktor maju memiliki kemampuan pembiakan. Artinya, reaktor nuklir mampu menghasilkan bahan bakar fisil lebih banyak daripada yang dikonsumsinya. Konfigurasi reaktor didesain agar mampu menghasilkan nilai ekonomi netron tinggi, yang memungkinkan netron berlebih digunakan untuk mengonversi bahan bakar fertil menjadi fisil[2]. Hasilnya, nilai pemanfaatan bahan bakar naik berkali lipat.

Baca juga Perkembangan Teknologi Reaktor Maju

Indonesia memiliki cadangan uranium dan thorium, walau belum tereksplorasi. Karena belum dianggap krusial, cadangan bahan bakar nuklir yang sudah terdeteksi pun belum begitu banyak. Tercatat, berdasarkan estimasi BATAN, Indonesia memiliki cadangan uranium sebesar 79.830 ton dan thorium sebesar 136.966 ton[3].

Gambar 1. Potensi cadangan uranium dan thorium Indonesia (sumber: twitter BATAN)

Berapa lama ketahanan energi nuklir jika bahan bakar nuklir tersebut digunakan untuk membangkitkan listrik di Indonesia menggunakan reaktor maju?

Baca juga Perkembangan Teknologi Reaktor Maju Bagian 2

Sebelumnya, perlu diukur dulu kebutuhan energi nuklir di Indonesia. Kebijakan Energi Nasional (KEN) memproyeksikan energi baru dan terbarukan memegang peran 31% dari bauran energi nasional pada tahun 2050[4]. Ini sudah termasuk nuklir, seandainya termasuk dalam kebijakan tersebut. Climate-wise, tentu kebijakan seperti ini tidak bijak. Pasalnya, walau bauran EBT naik menjadi 31%, tetapi pasokan energi juga naik dari 400 MTOE pada tahun 2025 menjadi 1000 MTOE pada tahun 2050[4]. Artinya, konsumsi energi fosil juga melonjak, yang mengakibatkan emisi gas rumah kaca juga naik.

Gambar 2. Pemodelan kebutuhan dan pasokan energi 2050 (sumber: Perpres No 22 Tahun 2017)

Proyeksi kebutuhan energi final (bukan raw) berdasarkan KEN untuk listrik adalah sebesar 200 MTOE. Dari angka ini, 62,2% diantaranya masih menggunakan energi fosil[4]. Berdasarkan asumsi ini, pada artikel ini akan dihitung berapa besar sustainabilitas energi nuklir nasional jika dipakai menggantikan energi fosil untuk listrik ini.

Pertama, dikonversi dulu berapa kebutuhan listrik dalam satuan yang lebih ‘manusiawi’. Konversi nilai 1 MTOE setara dengan 42 gigajoule (GJ)[5]. Dari sana, dibuat kalkulasi sebagai berikut.

Jadi, sebesar 1451 TWh listrik harus dibangkitkan oleh energi nuklir untuk menggantikan energi fosil.

Berikutnya, seberapa besar laju konsumsi bahan bakar nuklir?

Diasumsikan bahwa reaktor nuklir yang digunakan adalah reaktor maju. Artinya, secara teoretis, potensi bahan bakar nuklir dapat dimanfaatkan 100%. Setiap nuklida fertil, baik thorium maupun uranium-238 dapat dikonversi menjadi nuklida fisil, uranium-233 dan plutonium-239. Secara praktis, hal itu tidak realistis di dunia nyata. Pasti selalu ada yang tidak terkonversi. Jadi, diasumsikan bahwa pemanfaatan bahan bakar nuklir hanya 90%.

Berdasarkan tabel yang dibuat oleh Nick Touran PhD[6], diketahui densitas energi dari bahan bakar nuklir adalah sebagai berikut.

Tabel 1. Densitas energi bahan bakar nuklir (sumber: What Is Nuclear?)

Tidak seluruh potensi energi ini bisa diambil. Tiap nuklida fisil memiliki peluang berfisi kurang dari 100%. Untuk uranium-233, peluang berfisinya 91%[7]. Tidak ada keterangan berapa peluang berfisi plutonium-239 pada spektrum netron cepat, yang merupakan spektrum paling optimal untuk plutonium. Jadi, diasumsikan sama dengan uranium-233. Karena pada spektrum netron cepat, peluang berfisi plutonium jauh lebih tinggi daripada spektrum termal (73%). Uranium-235 diabaikan karena kelimpahannya di alam kecil, hanya 0,7%.

Densitas energi pada tabel adalah energi termal, bukan elektrik. Jadi harus dikonversi dulu menjadi energi listrik. Reaktor maju memiliki efisiensi termal sekitar 44%, lebih tinggi dari reaktor kontemporer yang hanya 33%[8]. Turbin gas Brayton dan turbin CO2 superkritis bisa mencapai efisiensi termal hingga lebih dari 50%[8], tapi saat ini digunakan nilai 44% sebagai benchmark.

Jika menggunakan uranium saja, berapa lama ketahanannya?

Kalkulasinya adalah sebagai berikut. Menggunakan reaktor maju, cadangan uranium domestik cukup untuk kebutuhan listrik selama 458 tahun.

Sementara, jika menggunakan thorium saja, maka berikut adalah ketahanan bahan bakarnya.

Cadangan thorium domestik untuk pembangkitan listrik dapat bertahan selama tiga perempat milenium. Sangat lama.

Bagaimana jika keduanya dikombinasikan? Diasumsikan bahwa uranium berkontribusi dalam 35% bauran nuklir dan sisanya thorium. Maka, ketahanan masing-masing bahan bakar nuklir adalah sebagai berikut.

Pemanfaatan kedua jenis bahan bakar nuklir ini secara simultan cukup untuk membangkitkan listrik selama lebih dari 1000 tahun!

Maka, tampak sekali bahwa energi nuklir memang sangat sustainabel. Besarnya energi yang dilepaskan dari pembelahan inti atom nuklida berat menyebabkan konsumsi bahan bakar yang sangat sedikit. Sehingga, walaupun cadangan bahan bakar nuklir tidak bisa dikatakan benar-benar melimpah, tapi cukup untuk menjaga ketahanan energi nasional dengan sangat baik.

Syarat teknis dari sustainabilitas energi nuklir seperti di atas adalah penggunaan teknologi reaktor maju dan sistem reprosesing bahan bakar. Sehingga, nilai pemanfaatan bahan bakar nuklir dapat seoptimal mungkin. Yang tersisa tinggallah syarat politis, yakni kemauan politik untuk go nuclear, dengan langsung lompat pada teknologi reaktor maju alih-alih menggunakan reaktor kontemporer dan mengaplikasikan sistem reprosesing bahan bakar nuklir alih-alih sistem sekali pakai buang.

Aspek politis adalah aspek yang paling sulit untuk dipenuhi, bukan dari sisi teknologinya. Kalau negeri ini ingin memiliki ketahanan energi yang baik tanpa harus mencederai iklim, maka nuklir adalah solusi terbaik. Keputusan politik yang pro nuklir akan menjamin negeri ini memiliki ketahanan dan sustainabilitas energi pada level yang baik.

Referensi

  1. Max Carbon. 2006. Nuclear Power, Villain or Victim? Our Most Misunderstood Source of Electricity 2nd Edition. Madison: Pebble Beach Publisher.
  2. Bahman Zohuri, Patrick McDaniel. 2015. Thermodynamics In Nuclear Power Plant Systems. Swiss: Springer International Publisher.
  3. Potensi Uranium dan Torium di Indonesia. https://twitter.com/humasbatan/status/925209630514413568. Diakses pada 9 Maret 2018.
  4. Perpres No. 22 Tahun 2017 Tentang Rencana Umum Energi Nasional.
  5. British Petroleum. 2017. BP Statistical Review of World Energy June 2017. London: BP.
  6. Nick Touran. Energy density calculations of nuclear fuel. https://whatisnuclear.com/energy-density.html. Diakses pada 9 Maret 2018.
  7. Uranium-233. https://www.nuclear-power.net/nuclear-power-plant/nuclear-fuel/uranium/uranium-233/. Diakses pada 9 Maret 2018.
  8. Robert Hargraves. 2012. Thorium Energy Cheaper Than Coal. Hanover: CreateSpace Independent Publishing Platform.
Bagikan Artikel ini di: