Studi Awal Berkaitan dengan Listrik Indonesia

Pembangkit listrik yang dikembangkan Indonesia PLN meliputi Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA, Pembangkit Listrik Tenaga Diesel PLTD, Pembangkit Listrik Tenaga Gas PLTG, Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap PLTGU, Pembangkit Tenaga Panas PLTP, Pembangkit Listrik Tenaga Uap batu bara PLTU, dan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN. Komposisi energi primer yang dikembangkan PLN dapat dilihat dalam Gambar 4 berikut. 2005 2005 2005 2005 2005 2005 2010 2010 2010 2010 2010 2010 2015 2015 2015 2015 2015 2015 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2025 2025 2025 2025 2025 2025 10 20 30 40 50 60 PLTU Batubara PLTG Gas PLTD BBM PLTP Panas Bumi PLTA Hydro PLTN Uranium Jenis Pembangkit P er se n ta se d an T ah u n 2005 2010 2015 2020 2025 Gambar 2 Strategi komposisi energi primer untuk pembangkit listrik Olahan data PLN 2008 Pembangkit yang banyak digunakan saat ini adalah turbin uap PLTU, uap yang dihasilkan berasal dari pembakaran batubara, gas alam, atau menggunakan bahan bakar minyak. Pembangkitan dapat dilakukan juga menggunakan bahan bakar nuklir PLTN untuk pemanasan uap. Uap yang dihasilkan dipergunakan untuk menggerakkan generator yang selanjutnya menghasilkan listrik. Pembangkit listrik selain PLTN seperti PLTU batubara dalam pengoprasiaannya menghasilkan gas SOx, NOx, COx, dan logam berat seperti Pb, Hg, Ar, Ni, Se di atas kadar normal pada wilayah sekitar pembangkit. Gas SOx sendiri menjadi pemicu gangguan paru–paru dan penyakit pernafasan. Sedangkan gas NOx menjadi penyebab hujan asam, apabila bereaksi dengan gas SOx yang berakibat buruk bagi peternakan dan pertanian. Gas COx akan menyebabkan efek rumah kaca yang berperan dalam pemanasan global. Membandingkan efektivitas perolehan energi, PLTN energy availability factoc EAF berada pada kisaran angka 80 , sedangkan pada pemangkit listrik lainnya, yang menggunakan BBM, besar proses konversi dari kandungan energi awal yang bisa menghasilkan energi listrik berada pada kisaran 30 . Sehingga PLTN dapat dikatakan penghasil energi yang paling effisien dari seluruh pembangkit yang ada dibanding dengan pembangkit listrik lainnya. Dan jika membandingkan kesetaraan jumlah energi bahan bakar Uranium-235 pada PLTN dengan bahan bakar batu bara pada PLTU, secara teori dapat dihitung sebagai berikut. Besarnya energi yang tersimpan dalam inti atom dirumuskan dengan kesetaraan massa dan energi oleh Albert Einstein: E = mc 2 , massa bahan = m, kecepatan cahaya 3 x 10 8 mdet 2 = c. Energi nuklir berasal dari perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk panas. Energi panas yang dilepaskan oleh reaksi nuklir dapat dicontohkan dengan perhitungan sederhana dengan memisalkan 1 gram 0.001 kg bahan bakar U-235. Jumlah atom U-235 tersebut = 1235 x 6.02 x 10 23 = 25.6 x10 23 atom U-235. Pada setiap proses fisi bahan bakar U-235 disertai dengan pelepasan energi sebesar 200 MeV, maka 1 gram U- 235 yang melakukan reaksi fisi sempurna dapat melepaskan energi sebesar: E = 25.6 x 10 20 atom x 200 MeVatom = 51.2 x 10 22 MeV. Jika energi tersebut dinyatakan dengan satuan Joule, dimana 1 MeV = 1.6 x 10 -13 J, maka energi yang dilepaskan menjadi: E = 51.2 x 10 22 MeV x 1.6 x 10 -13 J MeV = 81.92 x 10 9 J. Dengan asumsi hanya 30 energi panas dapat diubah menjadi energi listrik yang dapat diperoleh dari 1 gram U-235, maka energi listrik yang diperolehnya = 30 x 81.92 x 10 9 J = 24.58 x 10 9 J. Karena 1 J = 1 W.s E = P.t, jika dipergunakan untuk menyalakan barang elektronik dengan daya 100 W, maka 1 g U-235 dapat memenuhi kebutuhan listrik barang elektronik tersebut sebesar T = E P = 24.58 x J 100 W = 24.58 x 10 7 detik = 7.78 tahun secara terus menerus. Perhitungan memberi gambaran bahwa energi yang tersimpan dalam 1 kg bahan bakar U-235 adalah sebesar 17 milyar kkalori yang setara dengan dengan energi yang dihasilkan dari pembakaran 2.4 juta kg = 2400 ton batubara. Perbedaan energi yang luar biasa besar ini dapat digunakan untuk keperluan yang menghasilkan energi, oleh karenanya energi bahan bakar U-235 merupakan sumber bahan bakar yang lebih efektif dibanding sumber-sumber energi lain. Salah satu alasan ini menjadi dasar bahwa energi nuklir terus dikembangkan oleh berbagai negara maju. Selain itu, pengrusakan lingkungan akibat pengambilan 1 kg bahan bakar uranium-235 di alam jauh lebih kecil daripada pengrusakan lingkungan akibat pengambilan 2.400 ton batubara di alamn ABARE 2003. Energi nuklir yang dihasilkan dari bahan uranium pada reaktor PHWR Candu dibandingkan dengan energi yang terdapat pada minyak mentah memiliki perbandingan 1: 615.385, artinya 1 kilogram uranium alam dalam PHWR Candu setara dengan 615.385 kilogram minyak mentah. Perbandingan efektivitas tenaga yang dihasilkan dari sumber-sumber tenaga dapat dilihat dalam Gambar 5 yang merupakan perbandingan konversi tenaga untuk tiap kg sumber tenaga beserta jumlah karbon dioksida yang dihasilkan. 615385 85714 14286 10989 1 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01 1,0E+00 1,0E+01 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 M inya k M ent ah L PG G as A lam B at uba ra H ita m N S W O ld B at uba ra H ita m S A W A B at uba ra H it am C ana di an bi tum inous B at uba ra H it am C ana di an s ub- bi tum inous B at uba ra c okl at B at uba ra c okl at V ic . A ve ra ge B at uba ra c okl at L oy Y ang K ayu ba ka r ke ri ng U ra ni um A la m da la mL W R ium A la m da la m L W R w ith U P u re cyc le U ra ni um A la m da la m C A N D U U ra ni um A la m da la m F B R U ra ni um di ka ya ka n s d 3. 5 da la m L W R Perbandingan Energi terhadap Minyak Mentah Gambar 3 Grafik perbandingan nilai energi yang dihasilkan bahan bakar Olahan data ABARE Research Report, 2003. Penggunaan bahan bakar uranium relatif lebih ramah lingkungan jika ditinjau dari jumalah gas buang karbon yang dihasilkan dimana gas guang karbon merupakan peyebab pemanasan global dan efek rumah kaca hasil kajian para ahli lingkungan. Uranium dalam reaksin fisi-nya tidak menghasilkan gas CO 2 yang berdasarkan berbagai kajian gas ini salah satu penyebab suhu bumi meningkat. Bila dihitung perbandingan gas karbon yang dihasilkan bahan bakar nuklir dan bahan bakar lainnya dapat disajikan dengan Gambar 6. 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Karbon Jenis Bahan bakar Carbon Carbon 89 81 76 67 25 42 Minyak Mentah LPG Gas Alam Batubara Hitam NSW Old Batubara Hitam Canadian sub- Kayu bakar kering Uranium Alam dalam LWR Gambar 4 Perbandingan C yang dihasilkan antara U-235 dan bahan bakar lain. Sumber: olahan data ABARE research report, 2009 Gambar 6 menunjukkan jumlah karbon yang dihasilkan dari uranium dalam Liquid Water Reaktor LWR bernilai nol dan nilai ini jauh lebih rendah dibanding minyak mentah yang melepaskan karbon mencapai 89, LPG mencapai 81, gas Alam 76 dan batubara melepaskan karbon mencapai kisaran 25 sampai dengan 67. Oleh karena itu, bahan bakar selain nuklirlah penyebab akumulasinya karbon di lapisan atmosfir yang mengakibatkan efek rumah kaca dan terjadinya pemanasan global di permukaan bumi. Dari keefektifan penggunaan bahan bakar dan rendahnya pelepasan unsur karbon penyebab pemanasan global, maka pilihan penggunaan energi nuklir untuk PLTN dapat dijadikan dasar sebagai keunggulan dalam menghasilkan energi untuk penyediaan sumber tenaga listrik alternatif.

2.3 Keberadaan Reaktor Nuklir

Indonesia melalui BATAN telah melakukan riset dan pengembangan program tenaga nuklir dan merencanakan pembangunan reaktor nuklir sebagai bagian dari suatu sistem tenaga nasional jangka panjang. Saat ini Indonesia telah memiliki tiga reaktor nuklir untuk kepentingan penelitian antara lain: Reaktor Triga Mark II 2000 kW yang dioprasikan sejak tahun 1965 di Bandung; Reaktor Kartini 100 kW yang beroprasi sejak 1979 di Yogyakarta dan Reaktor Serbaguna 30 MW di Serpong. Reaktor yang telah dibangun di Indonesia