Mengukur Dampak Iklim Dari Pemanfaatan Energi Nuklir

Bagikan Artikel ini di:

Perubahan iklim merupakan isu krusial yang harus mendapatkan perhatian besar dari penduduk bumi. Mengingat, takdir kehidupan manusia dan alam dapat sangat tergantung pada bagaimana manusia memahami efek yang disebabkan manusia pada iklim planet ini [1]. Terlambat memahami masalah berarti terlambat bertindak, dan dampaknya bisa fatal.

Telah dipahami bahwa penyebab utama dari perubahan iklim saat ini bersifat antropogenik, dengan kata lain disebabkan aktivitas manusia [2]. Sumbernya adalah emisi gas rumah kaca (GRK) yang tidak dikendalikan dari berbagai aktivitas manusia, utamanya emisi karbon dioksida (CO2) dari pembakaran bahan bakar fosil. Hingga tahun 2014, CO2 berkontribusi pada 90% emisi GRK antropogenik [3].

Jika penggunaan gas alam meningkat, maka besar kemungkinan bauran CO2 akan menurun, sementara bauran metana (CH4) akan meningkat. Pasalnya, CH4 merupakan GRK yang 28-36x lebih poten daripada CO2 [4]. Untuk menambah persoalan, pengeboran gas alam selalu menyebabkan kebocoran metana ke atmosfer. Kebocoran 4% CH4 akan menghapus seluruh benefit dari mengganti batubara dengan gas alam, karena potensi GRK CH4 yang jauh lebih tinggi tersebut [5].

Baca juga Meluruskan Salah Kaprah Membaca Kapasitas Pembangkit Listrik

Selain perubahan iklim, pembakaran energi fosil juga menyebabkan dampak kesehatan yang tidak kalah besar. Menurut UNESCO, lebih dari 1 juta orang meninggal tiap tahunnya akibat penyakit yang disebabkan oleh pembakaran batubara [6]. Abu batubara yang terlepas ke lingkungan bersifat karsinogenik, menyebabkan berbagai gangguan pernapasan hingga kemudian kematian.

Menjaga keberlangsungan kehidupan di bumi dan mencegah kematian akibat polusi udara mengharuskan dilakukannya konversi dari energi fosil menuju energi bersih. Nuklir merupakan alternatif energi bersih yang layak menjadi pengganti energi fosil. Energi nuklir memiliki keunggulan-keunggulan dibandingkan energi fosil, diantaranya murah, bersih, reliabel dan sustainabel [7].

Terkait dengan isu perubahan iklim, nuklir tidak melepaskan emisi GRK ketika beroperasi. Emisi GRK hanya dilepaskan dalam proses tidak langsung, yakni pembangunan, siklus bahan bakar dan dekomisioning [7]. Sehingga, emisi spesifik energi nuklir sangat rendah, hanya 12 g CO2 ekivalen per kWh [8]. Sebagai perbandingan, batubara tipe pulverised coal memiliki emisi spesifik 820 g CO2 ekivalen per kWh dan gas alam sebesar 490 g CO2 ekivalen per kWh [8].

Baca juga Apa Benar Nuklir Mahal? (Tanggapan Untuk Arcandra Tahar)

Energi nuklir pun sama sekali tidak melepaskan polutan beracun ke udara ketika beroperasi. Sehingga, nuklir tidak berkontribusi dalam menyebabkan penyakit pernapasan. Beberapa kalangan menganggap radiasi dari PLTN berpotensi berbahaya, tetapi nyatanya pelepasan radiasi dari PLTN ke lingkungan rendah sekali [6]. Karena itu, pemanfaatan energi nuklir mampu mencegah kematian akibat polusi udara dan menghindari terlepasnya sejumlah besar CO2 ke atmosfer. Hal ini terbukti secara historis dan berpotensi untuk berlaku dalam skenario masa depan.

Kharecha dan Hansen (2013) mengungkapkan bahwa, secara historis, pemanfaatan energi nuklir di seluruh dunia telah mencegah rerata 1,84 juta kematian yang disebabkan polusi udara. Selain itu, nuklir juga mencegah terlepasnya 64 Gigaton CO2 ekivalen sejak pertama kali energi nuklir digunakan untuk keperluan sipil [9].

Terkait emisi GRK, negara-negara Eropa yang tergabung dalam OECD dan Amerika Serikat mendapat benefit paling tinggi dari energi nuklir. Di Eropa OECD, 23 Gigaton CO2 berhasil dicegah untuk dilepaskan ke atmosfer dengan penggunaan energi nuklir. Sementara, di Amerika Serikat, pelepasan 20 Gigaton CO2 ekivalen berhasil dihindari dengan menggunakan nuklir [9]. Hal ini wajar, karena PLTN memang banyak tersebar di Amerika Serikat dan Eropa OECD.

Di Jepang, penggunaan energi nuklir berhasil mencegah terlepasnya 6,2 Gigaton CO2 ekivalen. Sementara, Rusia mencegah terlepasnya 6,1 Gigaton CO2 ekivalen [9]. Tidak terlalu banyak benefit di India dan Cina, karena program nuklir mereka memang belum semasif negara-negara lainnya.

Sebagai catatan, 64 Gigaton CO2 ekivalen setara dengan emisi pembakaran batubara kumulatif di Amerika Serikat selama 35 tahun, atau di Cina selama 17 tahun [9].

Gambar 1. Emisi GRK historis yang dicegah dengan pemanfaatan energi nuklir

Dari segi kematian, lagi-lagi negara-negara Eropa OECD dan Amerika Serikat mendapat benefit paling tinggi, masing-masing mencegah terjadinya 0,67 dan 0,58 juta kematian selama sejarah penggunaan energi nuklir [9]. Hal ini krusial khususnya di Amerika Serikat, yang notabene kaya batubara dan menggunakan sejumlah besar batubara untuk membangkitkan listrik.

Gambar 2. Kematian yang dapat dicegah secara historis dengan pemanfaatan energi nuklir

Kharecha dan Hansen juga membuat proyeksi berapa jiwa yang bisa diselamatkan pada pemanfaatan nuklir di masa depan. Skenario yang digunakan mengikuti skenario high-end dan low-end versi IAEA. Rentang waktunya antara tahun 2010-2050. Sementara, proyeksi bauran energinya disimplifikasi menjadi semua-batubara dan semua-gas alam.

Dari asumsi-asumsi di atas, untuk bauran semua-batubara, diproyeksikan rerata 4,4 juta jiwa bisa diselamatkan pada skenario low-end pertumbuhan energi nuklir IAEA. Pada skenario high-end, rerata 7 juta jiwa dapat diselamatkan dari potensi kematian dalam rentang 40 tahun. Untuk bauran semua-gas alam, 420 ribu jiwa dapat diselamatkan dalam skenario low-end dan 680 ribu jiwa untuk skenario high-end [9].

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

Berbeda dengan emisi CO2, yang mendapat benefit paling banyak dari jiwa yang dapat diselamatkan justru Asia Timur, khususnya Cina. Sekitar 1,5 juta jiwa dapat diselamatkan pada skenario low-end dan 2,4 juta jiwa pada skenario high-end [9]. Cina adalah pembakar batubara terbesar di dunia, polusi udara dan gangguan kesehatan menjadi masalah besar bagi penduduknya. Substitusi batubara dengan nuklir jelas akan menolong Cina mengurangi polusi mematikan tersebut.

Gambar 3. Proyeksi kematian yang dapat dicegah di masa depan dengan pemanfaatan energi nuklir. Grafik kiri menunjukkan bauran semua-batubara dan grafik kanan menunjukkan bauran semua-gas alam; (atas) Skenario high-end IAEA, (bawah) Skenario low-end IAEA.

Menggunakan skenario dan bauran serupa, diproyeksikan pula berapa potensi GRK yang bisa dicegah dari terlepas ke atmosfer. Pada bauran semua-batubara, 150 Gigaton CO2 ekivalen dapat dicegah terlepas pada skenario low-end. Sementara, pada skenario high-end, terlepasnya 240 Gigaton CO2 ekivalen dapat dicegah [9].

Bauran semua-gas menunjukkan angka yang lebih rendah, yakni 82 Gigaton CO2 ekivalen pada skenario low-end dan 130 Gigaton CO2 ekivalen pada skenario high-end [9]. Namun, ini belum benar-benar mempertimbangkan potensi kebocoran metana dalam pengeboran gas alam. Karena sekali lagi, kebocoran 4% metana membuat gas alam sama buruknya dengan batubara [5].

Gambar 4. Proyeksi emisi GRK yang dapat dicegah di masa depan dengan pemanfaatan energi nuklir. Grafik kiri menunjukkan bauran semua-batubara dan grafik kanan menunjukkan bauran semua-gas alam; (atas) Skenario high-end IAEA, (bawah) Skenario low-end IAEA.

Kalau bukan karena berbagai hambatan politis, pertumbuhan energi nuklir pada tahun 2015 saja bisa jadi sudah menggantikan 100% pembakaran batubara dan 76% pembakaran gas alam, sebagaimana diungkapkan Lang (2017) dalam analisisnya [10]. Lebih banyak kematian yang bisa dihindari, yakni 9,5 juta jiwa, dan lebih besar GRK yang bisa dicegah dari terlepas ke atmosfer, yakni 174 juta ton CO2 ekivalen.

Baca juga Thorium, Bahan Bakar Nuklir Masa Depan

Supaya pemanasan global dapat ditekan kurang dari 2°C (kurang dari 1,5°C, menurut James Hansen), kebutuhan akan energi bersih memang sangat krusial. Khususnya nuklir, yang selama ini telah sukses mencegah sejumlah besar GRK terlepas ke atmosfer. Dengan karakter pembangkit listrik yang mirip dengan batubara (minus emisi GRK), nuklir mampu mensubstitusi energi fosil tanpa banyak masalah. Masalahnya tinggal hambatan-hambatan politis dan masih merajalelanya mitos-mitos menyesatkan soal nuklir. Semua itu harus diluruskan, supaya manfaat nuklir bisa dirasakan sepenuhnya.

Referensi

  1. James Hansen dan Makiko Sato. 2011. Paleoclimate Implications for Human-Made Climate Change.
  2. George Erickson. 2013. Unintended Consequences: The Lie That Killed Millions and Accelerated Climate Change. Minnesota: Tundra Cub.
  3. International Energy Agency. 2016. CO2 emissions from fuel combustions highlights. Paris: OECD-IEA.
  4. US Environmental Protection Agency. Understanding Global Warming Potentials. (https://www.epa.gov/ghgemissions/understanding-global-warming-potentials). Diakses pada 28 Mei 2018.
  5. Mike Conley dan Tim Maloney. 2018. Roadmap to Nowhere: The Myth of Powering the Nation With Renewable Energy. Tersedia daring di (https://roadmaptonowhere.com).
  6. Robert Hargraves. 2012. Thorium Energy Cheaper Than Coal. Hanover: CreateSpace Independent Publishing Platform.
  7. Andika Putra Dwijayanto. 2017. Kenapa Energi Nuklir? Yogyakarta.
  8. Intergovernmental Panel on Climate Change Working Group III. 2014. Mitigation of Climate Change, Annex III: Technology – specific cost and performance parameter. Cambridge: Cambridge University Press.
  9. Pushker A. Kharecha dan James E. Hansen. 2013. Prevented Mortality and Greenhouse Gas Emissions from Historical and Projected Nuclear Power. Environmental Science and Technology.
  10. Peter A. Lang. 2017. Nuclear Power Learning and Deployment Rates; Disruption and Global Benefit Forgone. Energies 2017, 10, 2169.
Bagikan Artikel ini di:

Akankah Penyu Punah dalam Beberapa Tahun Kedepan?

Bagikan Artikel ini di:

penyu

Penyu adalah hewan yang berada pada rumpun Chelonioidea dengan 7 jenis spesies yang tersisa. Hewan ini memiliki cangkang untuk melindungi tubuhnya walaupun salah satu spesiesnya  (penyu belimbing) tidak mempunyai cangkang yang kuat. Beda penyu dengan kura-kura adalah habitatnya. Penyu sepenuhnya hidup di air laut dan hanya penyu betina saja yang sesekali dalam 1 tahun ke daratan (pantai) untuk bertelur. Sedangkan kura-kura hidup di air tawar, meskipun dapat hidup di darat dan di air tetapi lebih banyak menghabiskan waktunya di darat ketimbang di air tawar.

Penyu sangat sensitif terhadap pemanasan global mengingat karakteristik siklus hidupnya dipengaruhi oleh temperatur dan keberadaan sumber makanan,  terlebih lagi penyu mempunyai pertumbuhan rata-rata yang lambat sehingga sangat rentan terhadap ancaman dari lingkungan sekitarnya.

020717_sm_sea-turtle_main.jpg

Penyu, sumber gambar: https://www.sciencenews.org

Memanasnya temperatur sarang penyu dan semakin menurunnya rasio jenis kelamin jantan menjadi ancaman terbesar terhadap populasi penyu. Hal ini didasari pada penelitian Hays dan timnya yang dipublikasikan di jurnal Proceeding of The Royal Society B, memanasnya sarang penyu membuat penyu menetaskan lebih banyak tukik betina daripada jantan (tukik adalah sebutan untuk anak penyu). Hays adalah peneliti ekologi kelautan dari Universitas Deakin Warrnambool, Australia. Bukan hanya itu, perubahan iklim membuat setidaknya 7 jenis spesies penyu memiliki embrio yang tumbuh tanpa memiliki gen yang asli dari spesiesnya. Hal tersebut terjadi karena tidak seimbangnya rasio jenis kelamin antara jantan dan betina memungkinkan persilangan spesies. Apabila kondisi ini terus terjadi, maka beberapa tahun kedepan penyu akan punah dan ekosistem laut dapat terganggu.

Sarang penyu yang normal memiliki termperatur ± 29°C, akan tetapi dikarenakan pemanasan global maka temperatur tersebut meningkat. Dampaknya adalah penyu menetaskan tukik yang cenderung lebih banyak berkelamin betina daripada jantan. Dari 75 titik sarang penyu di bumi dilaporkan bahwa populasi tukik yang menetas cenderung betina.

Perbedaan rasio jenis kelamin pada penyu bukanlah efek yang paling berbahaya akibat perubahan iklim. Pantai yang dijadikan sarang penyu untuk bertelur dengan temperatur yang sangat tinggilah yang paling berbahaya, karena memanasnya pantai ini menyebabkan beberapa permasalahan yang membahayakan penyu, seperti naiknya air laut akan membuat daratan tempat bertelurnya penyu menjadi berbahaya dan temperatur yang tinggi akan membunuh telur penyu itu sendiri. Hal inilah yang menjadi ancaman paling berbahaya dan dibutuhkan penanganan yang serius jika tidak ingin penyu punah dalam beberapa tahun kedepan.

Pada temperatur yang ekstrim maka tukik memiliki kesempatan selamat yang kecil. Disarang yang mencapai temperatur 35°C, hasil simulasi matematis dari Vincent Saba (Biological oceanographer at Princeton University) memprediksi bahwa dampak dari temperatur yang ekstrim tersebut akan membuat sekelompok 100 telur hanya menyisakan 5 telur saja yang hidup. Hal ini diperparah dengan jenis kelamin penyu yang dipengaruhi temperatur, membuat telur tersebut cenderung betina seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Para peneliti yang melakukan simulasi tersebut mengatakan bahwa para tukik sekarat karena tinggal di dalam sarang yang bertemperatur sangat tinggi sehingga menjadi masalah yang serius dan membutuhkan upaya dari seluruh peneliti ekologi kelautan.

020717_sm_sea-turtle_inline.jpg

Tukik Loggerheads yang berada di pantai Sandy. Temperatur sangat mempengaruhi rasio jenis kelamin dan kelangsungan hidup tukik ini (Gambar: https://www.sciencenews.org)

Penangkaran penyu merupakan salah satu upaya demi melestarikan hewan yang mulai langka ini. Namun pencegahan jauh lebih baik daripada mengobati, maka dari itu alangkah baiknya jika kita mengurangi efek-efek yang menyebabkan pemanasan global seperti hemat dalam menggunakan energi listrik, membiasakan berkeringat karena tidak menggunakan AC yang mengandung freon, bepergian dengan sepeda atau kendaraan umum, dan menggunakan kertas secukupnya.

Daftar pustaka

 

 

Bagikan Artikel ini di:

Sampah sebagai Solusi Pemanasan Global dan Krisis Energi

Bagikan Artikel ini di:

Oleh Abdul Halim dan Nur Abdillah Siddiq – Pemanasan global akibat pemakaian bahan bakar fosil menjadi topik pyang sangat booming pada dekade ini. Dampak pemanasan global ini salah satunya adalah perubahan iklim yang signifikan yang mengancam kehidupan makhluk hidup. Salah satu bahan bakar yang banyak digunakan adalah batu bara. Tahun 2009, PBB mengundang kepala Negara dari berbagai Negara untuk bersepakat mengurangi emisi karbon. Salah satu cara untuk mengurangi emisi karbon adalah dengan menggunakan bahan bakar dengan kandungan karbon netral. Bahan bakar karbon netral adalah bahan bakar yang dapat diperbaharui seperti dari tumbuhan. Bahan bakar ini meskipun sama-sama melepaskan gas rumah kaca (CO2) namun, sebelum menghasilkan bahan bakar, tumbuhan akan lebih dahulu menangkap CO2 di udara untuk menghasilkan bahan bakar. Hasil akhirnya adalah tidak ada penambahan CO2 di alam

Foto: https://si-nergi.id

Disisi lain, sampah rumah tangga semakin tak tertangani terutama di kota besar seperti Jakarta atau Bandung. Sampah ini selain menimbulkan bau, kebanyakan masih mengandung plastik yang sulit terurai.

Saat ini penggunaan plastik di dalam kehidupan manusia sangatlah penting. Hampir setiap barang yang berada di dalam lingkungan manusia terbuat dari plastik dan sebagian besar penduduk dunia memanfaatkan plastik dalam beraktivitas. Rata-rata tiap orang di dunia menghabiskan tujuh ratus kantong plastik pertahun. Untuk memenuhi kebutuhan akan plastik tersebut, sebanyak dua belas juta barel minyak bumi dan empat belas juta pohon telah dikorbankan (National Academy of Science). Menurut data environmental Protection Agency (EPA) Amerika Serikat, pada tahun 2010, penduduk Amerika Serikat menggunakan 31 juta ton plastik. Jumlah ini belum ditambah penggunaan plastik dari negara lainnya.

Luasnya penggunaan plastik dikarenakan plastik memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan bahan lainnya. Secara umum, plastik memiliki densitas yang rendah, bersifat isolator terhadap listrik, mempunyai kekuatan mekanik yang bervariasi, ketahanan suhu terbatas, serta ketahanan bahan kimia yang bervariasi. Selain itu, plastik juga ringan, mudah dalam perancangan, dan biaya pembuatan yang murah. Akan tetapi dibalik berbagai keunggulan plastik tersebut, limbah plastik memiliki dampak yang besar terhadap pencemaran lingkungan.

Limbah plastik merupakan bahan yang tidak dapat terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai (undegradable), sehingga penumpukkannya di alam akan menimbulkan masalah lingkungan. Limbah Plastik baru bisa terurai di alam dalam waktu 500 – 1.000 tahun. Selain itu, biasanya plastik konvensional berbahan dasar petroleum, gas alam, atau batu bara, sehingga secara langsung pembuatan plastik juga mempercepat terjadinya krisis bahan bakar.

Ditemukannya metode dan teknologi baru dalam pengolahan plastik oleh Akinori Ito yakni mengolah plastik menjadi bahan bakar minyak (dari minyak kembali menjadi minyak),  merupakan jawaban atas permasalahan limbah plastik sekaligus krisis bakar. Data KLH (Kementrian Lingkungan Indonesia) tahun 2010 menunjukkan total volume timbunan sampah diseluruh kabupaten dan kota di Indonesia mencapai kurang lebih 666 juta liter per tahun, sekitar 14 persen (93,24 juta liter) merupakan sampah plastik.

Selain itu terdapat penelitian lain  yang lebih sederhana, efektif, dan efisien,  yang dilakukan oleh Pandji Prawisuda dan timnya dari Tokyo Institute of Technology Jepang . Sampah rumah kota yang mengandung plastik diolah menggunakan teknologi hidrotermal menggunakan air biasa. Teknologi ini cukup sederhana yaitu dengan memanaskan sampah menggunakan air panas (hingga 200 °C) dan tekanan tinggi (hingga 2 atm). Unsur klorin dalam sampah (PVC) yang menimbulkan masalah clogging (terbentuknya kerak) dan karat di furnace akan larut menjadi senyawa klorin. Zat klorin ini dapat dikurangi hingga menjadi 0.16% (1600 ppm). Sampah hasil hidrotermal dapat digunakan sebagai bahan bakar bantu yang selain dapat mengurangi pemakaian bahan bakar batu bara juga dapat meningkatkan kualitas batu bara.

Penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal Applied Energy

Referensi :

Prawisudha, P., Namioka, T., Yoshikawa, K., Applied Energy 90 (2012) 298-304

Baca juga

Memanen Energi dari Limbah Cair

Bagikan Artikel ini di: