PEMANFAATAN SUMBER DAN ENERGI NUKLIR.pdf
PEMANFAATAN SUMBER ENERGI NUKLIR
Oleh: Ahmad Fathoni, Annisa Risqi Ramadan, Egik Dwi, Nur Sandi, Vima Ristia
Teknik Tenaga Listrik 2014, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Negeri Surabaya
A. Ketersediaan Sumber Energi Nuklir
Penguasaan energi nuklir yang baik bisa menjamin ketersediaan energi masa depan
tanpa harus menunggu salah satu sumber yang dipunyai habis dulu. Difersifikasi pemanfaatan
sumber energi harus dimulai dari sekarang, termasuk energi nuklir agar Indonesia tidak
kehabisan sumber energi. Saat ini yang penting adalah penguasaan energi dalam arti mampu
mengelola dengan baik cadangan energi yang ada, bukan sekedar kepemilikan energi saja.
Sebagai energi bersih dan efisien, nuklir disebutnya mampu menjamin ketersediaan energi di
masa datang. Solusi mengatasi krisis energi yang terjadi belakangan ini diperlukan adanya
terbarukan energi dari berbagai sumber energi secara optimal. Energi nuklir khususnya PLTN
akan secara otomatis mendukung pertumbuhan industri nasional. Kemapanan industri
membutuhkan ketersediaan energi yang cukup.
Menurut Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), 1 uranium mempunyai nilai yang
setara dengan 13,7 barrell minyak atau 2,3 ton batubara yang apabila digunakan bisa
menghasilkan listrik hingga 1MWd (1 Mega Watt Days). Jika dilihat dari aspek emisi, nuklir
juga menempati posisi paling rendah dalam menghasilkan buangan CO2. Ketersediaan bahan,
uranium masih sangat banyak tersedia dan dapat di daur ulang, bahan bakar yang lain seperti
minyak dan batu bara diperkirakan akan habis beberapa puluh tahun kedepan. Melihat potensi
sumber energi Indonesia ternyata sumber energi nuklir lumayan besar tapi belum digunakan
sama sekali. Indonesia memiliki sumber daya uranium sebayak 24.112 ton yang setara dengan
33,0 GW yang sumbernya berasal dari Gunung Kalan, Kalimantan Barat.
Di alam bisa dikatakan semua thorium adalah jenis thorium 232. Jumlah thorium di
kulit bumi diperkirakan sekitar empat kali lebih banyak dari uranium. Banyak negara di seluruh
dunia mulai mempertimbangkan rencana untuk menggunakan thorium sebagai pembangkit
listrik tenaga nuklir karena keamanannya dan ketersediaan bahan baku yang lebih banyak di
banding uranium. Thorium dapat terbakar lebih lama dan suhu lebih tinggi untuk mendapatkan
efisiensi lebih banyak dibanding bahan bakar konvensional lainnya, termasuk penggunaan
bahan bakar.
Di Indonesia, Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) adalah lembaga yang berperan
aktif untuk riset penelitian, pengembangan, dan pemanfaatan energi nuklir di Indonesia.
Kemudian, untuk urusan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), Indonesia pun ternyata
menjadi yang paling siap mengaplikasikannya di Asia Tenggara. Pasalnya sudah lebih dari 30
tahun BATAN menyiapkan dan meneliti apapun risiko serta implikasi positif penggunaan
energi nuklir sebagai pembangkit listrik.
BATAN telah menguasai teknologi eksplorasi, penambangan dan pengolahan uranium.
Untuk teknologi eksplorasi, BATAN sudah mulai mengerjakannya sejak tahun 1968 dan mulai
menggandeng negara luar seperti Jerman, Prancis, dan Jepang untuk bekerja sama pada tahun
1973. BATAN juga sudah menguasai teknologi eksplorasi mandiri sejak tahun 1975 dan telah
dilakukan di Kalimantan Barat, Sumatera, Kepulauan Bangka Belitung, Kalimantan Timur,
Sulawesi Barat, dan Papua.
Saat ini, lokasi yang memungkinkan untuk dilakukan eksplorasi, penambangan dan
pengolahan uranium berada di Kalan, Kabupaten Melawi, Kalimantan Barat. BATAN mulai
fokus membangun penambangan dan pengolahan dalam skala pilot sejak tahun 1981 dan telah
menguasai teknologi tersebut pada tahun 1994. Pengeboran sendiri saat ini masih dilakukan
yaitu di Kalimantan Barat, daerah yang memiliki potensi uranium terbesar di Indonesia yaitu
26.000 ton. Kemudian, di Mamuju Sulawesi Barat, pengeboran juga masih sedang dilakukan.
Energi berbasis nuklir masuk ke dalam skema 17% energi baru dan terbarukan di Indonesia.
Jika targetnya 2025 atau 2026, maka Indonesia harus memulai pembangunan PLTN tahun ini
atau maksimal tahun depan.
Jika dijabarkan tentu sudah banyak sekali pengembangan aplikasi teknologi nuklir yang
dikembangkan BATAN untuk kehidupan masyarakat Indonesia. Namun memang diakui,
bahwa masih banyak juga masyarakat Indonesia yang hanya menganggap bahwa energi nuklir
tidak aman dan rawan kebocoran sehingga menyebabkan dampak negatif lainnya. Alasan inilah
yang menjadi penghambat terbesar mengapa selama sekian dekade Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir Indonesia belum juga terwujud. Padahal kenyataannya, dengan tingkat polusi Indonesia
yang demikian besar, nuklir adalah jawaban energi terbarukan yang paling aman di Indonesia.
Jika nuklir dikontrol dan diaplikasikan secara tepat, manfaatnya bagi masyarakat tentu akan
jauh lebih hebat.
B. Cadangan Sumber Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) memperkirakan terdapat cadangan 70.000
ton uranium dan 170.000 ton thorium yang tersebar di sejumlah lokasi di Indonesia, yang bisa
bermanfaat sebagai energi alternatif di masa depan. Sebagian besar cadangan uranium berada
di Kalimantan Barat yang memiliki sebanyak 29.000 ton, Bangka Belitung 24.000 ton,
sebagian lagi ada di Sulawesi Barat dan Papua juga diindikasikan memiliki cadangan uranium
yang cukup besar. Perkiraan bahwa Papua menyimpan cadangan uranium atau bahan baku
nuklir dalam jumlah besar didasarkan pada kesamaan jenis batuan Papua dengan batuan
Australia yang telah diketahui menyimpan cadangan uranium terbesar di dunia. Sedangkan
thorium kebanyakan di Bangka Belitung dan sebagian di Kalimantan Barat. Thorium terdapat
dalam jumlah cukup banyak di dalam bumi dibanding emas, perak dan timah. Visualisasi
uranium dan thorium dapat dilihat pada Gambar 1.
(a)
(b)
Gambar 1. Uranium (a) dan Thorium (b)
(Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_nuklir)
Uranium merupakan bahan penting untuk membangun PLTN, perkembangan uranium
di Belitung sudah lama sedangkan di Melawi itu masih dalam bentuk eksplorasi saja. Potensi
uranium di Kabupaten Melawi terbesar di Indonesia dan sudah dilakukan ekplorasi sejak tahun
1974. Uranium bukan hanya untuk menghasilkan tenaga nuklir, misalnya guna kepentingan
pertahanan. Bahan uranium dapat dimanfaatkan untuk menambah sumber ekonomi seperti
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) yang mendukung pasokan sumber tenaga listrik.
Cadangan uranium yang terkandung di bumi Indonesia bisa untuk memenuhi 350.000
MW kapasitas listrik. Angka ini, bahkan 10 kali lipat dari target pemenuhan energi listrik di
era Presiden Jokowi saat ini, 35.000 MW. Cadangan uranium di Indonesia sebesar 70.000
ton. Jika sebuah PLTN ukuran 1000 MW membutuhkan 200 ton uranium per tahun, maka
dengan cadangan di Kalimantan Barat saja sebesar 29.000 ton, maka bisa memasok bahan
nuklir sampai 145 tahun atau dengan cadangan total 70.000 ton, dapat memasok untuk 350
tahun atau 350.000 MW listrik. Di Bangka Belitung sendiri, apabila jadi terbangun PLTN,
maka dapat memenuhi 10.000 MW listrik. Potensi sebesar ini maka PLTN Bangka nanti dapat
memenuhi kebutuhan listrik di Pulau Sumatera.
Sumber daya thorium di Bangka Belitung diperkirakan sebesar 170.000 ton. Dengan
perhitungan 1 ton thorium mampu memproduksi 1.000 MW per tahun, maka jumlah bahan
baku tersebut cukup untuk mengoperasikan 170 unit pembangkit listrik selama 1000 tahun.
C. Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal
dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.
Tenaga nuklir dapat dihasilkan dari mineral radioaktif seperti uranium dan thorium. Mineral
tersebut banyak terdapat pada lapisan kulit bumi dan dapat diperoleh dengan cara menambang.
Untuk menjadi bahan baku PLTN, uranium hasil penambangan harus diproses lebih dahulu
melalui pemurnian yang menjadikan bahan uranium ke tingkat kemurnian yang tinggi dan
bebas dari unsur-unsur pengotor lainnya. Kemudian, dilakukan pengayaan untuk
meningkatkan kadar 235U sehingga menjadi 2-4% dan akhirnya fabrikasi untuk menyiapkan
bahan bakar nuklir dalam bentuk fisik yang sesuai dengan jenis yang dibutuhkan oleh reaktor
nuklir, misalnya berbentuk pelet dengan diameter 10 mm sampai 1 cm.
Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi inti berantai terkendali, baik pembelahan
inti (fisi) atau penggabungan inti (fusi). Awalnya, reaktor nuklir pertama digunakan untuk
memproduksi plutonium sebagai bahan senjata nuklir. Saat ini telah ada berbagai jenis dan
ukuran reaktor nuklir. Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan, diantaranya sebagai
reaktor penelitian dan reaktor daya. Saat ini reaktor nuklir banyak digunakan untuk
membangkitkan listrik. Hal ini biasanya melibatkan panas dari reaksi nuklir untuk tenaga turbin
uap. Visualisasi reaktor nuklir dapat dilihat pada Gambar 2. Reaktor menghasilkan panas dalam
beberapa cara:
a. Energi kinetik produk-produk fisi diubah menjadi energi panas ketika inti bertabrakan
dengan atom di dekatnya.
b. Sebagian dari sinar gamma yang dihasilkan selama fisi diserap oleh reaktor, energi mereka
diubah menjadi panas.
c. Panas yang dihasilkan oleh peluruh radioaktif produk fisi dan bahan-bahan yang telah
diaktifkan oleh penyerapan neutron. Sumber panas pembusukan ini akan tetap selama
beberapa waktu bahkan setelah reaktor mati. Kekuatan panas yang dihasilkan oleh reaksi
nuklir adalah 1.000.000 kali dari massa yang sama batu bara.
Gambar 2. Reaktor Nuklir
(Sumber: http://astrophysicsblogs.blogspot.co.id/2013/04/bulletin-of-nuclear-reactoroperation.html)
Bahan bakar reaktor merupakan komponen penting untuk berlangsungnya operasi
reaktor nuklir. Komponen penting lain dari reaktor nuklir adalah :
1. Batang Kendali
Batang kendali berfungsi untuk mengendalikan reaksi nuklir yang terjadi di dalam
reaktor. Jika keluaran daya dari sebuah reaktor dikehendaki konstan, maka jumlah netron
yang dihasilkan harus dikendalikan. Setiap terjadi proses fisi ada sekitar 2 sampai 3 netron
baru terbentuk yang selanjutnya menyebakan proses berantai. Batang kendali terbuat dari
bahan-bahan penyerap netron, seperti boron dan kadmium. Jika reaktor menjadi superkritis,
batang kendali secara otomatis bergerak masuk lebih dalam ke dalam teras reaktor untuk
menyerap kelebihan netron yang menyebabkan kondisi itu kembali ke kondisi kritis.
Sebaliknya, jika reaktor menjadi subkritis batang kendali sebagian ditarik menjauhi
teras reaktor sehingga lebih sedikit netron yang diserap. Dengan demikian, lebih banyak
netron tersedia untuk reaksi fisi dan reaktor kembali ke kondisi kritis. Untuk menghentikan
operasi reaktor (misal untuk perawatan) batang kendali turun penuh sehingga seluruh netron
diserap dan reaksi fisi berhenti.
2. Air pendingin
Air pendingin berfungsi untuk mendinginkan reaktor dan mentrasfer panas yang
selanjutnya akan dikonversi menjadi tenaga gerak. Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi
meningkatkan suhu reaktor. Suhu ini dipindahkan dari reaktor dengan menggunakan bahan
pendingin misalnya air atau karbon dioksida. Bahan pendingin (air) disirkulasikan melalui
sistem pompa, sehingga air yang keluar dari bagian atas teras reaktor digantikan air dingin
yang masuk melalui bagian bawah teras reaktor.
Seluruh komponen tersebut ditempatkan dalam suatu sistem terkungkung dalam bentuk
tangki silinder yang terbuat dari logam baja dan di tempatkan dalam bangunan beton tebal.
Selain komponen-komponen di atas, PLTN di lengkapi dengan turbin dan generator yang
berfungsi untuk membangkitkan tenaga listrik dengan memanfaatkan tenakanan uap dari hasil
pendidihan air di dalam reaktor nuklir.
Prinsip kerja PLTN dimulai dari satu reaksi nuklir yang terjadi antara partikel neutron
dengan inti atom uranium di reaktor. Reaksi ini akan menghasilkan reaksi-reaksi lain yang
semakin banyak yang dinamakan reaksi berantai. Reaksi tersebut biasa dikenal dengan reaksi
fisi dan fusi. Visualisasi reaksi fisi dan fusi dapat dilihat pada Gambar 3.
a. Reaksi Fisi
Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom
lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi
elektromagnetik. Reaksi ini bereaksi dengan melepas energi dalam bentuk panas.
b. Reaksi Fusi
Fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses di mana dua inti atom
bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir
adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar dan bom Hidrogen meledak.
Gambar 3. Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi
(Sumber: http://fungsi.web.id/2015/07/perbedaan-reaksi-fisi-dan-fusi.html)
Hasil reaksi nuklir ini adalah energi dalam bentuk panas yang kemudian digunakan
untuk mendidihkan air dan menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan akan disalurkan ke sistem
untuk menggerakkan turbin generator dan mengahasilkan listrik untuk diteruskan ke jaringan
transmisi. Visualisasi proses pembangkitan energi nuklir dapat dilihat pada Gambar 4.
Mencegah terjadinya kontaminasi zat radioaktif disekitar PLTN, uap panas tidak
dibuang ke lingkungan tetapi dikondensasikan menjadi air dan kemudian di sirkulasikan lagi
dalam reaktor. Air pendingin untuk kondensasi dapat menggunakan air danau, air sungai atau
air laut. Dalam sistem pendinginan ini sama sekali tidak akan terjadi pencampuran antara air
pendingin dari dalam reaktor dengan air pendingin dari luar reaktor. Setelah dalam waktu
tertentu menghasilkan listrik, bahan bakar akan mengalami penggantian dengan bahan bakar
baru dan dihasilkan bahan bakar bekas. Bahan bakar bekas untuk sementara disimpan dalam
sistem reaktor agar aktifitas radiasinya menurun.
Mengantisipasi terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan, pada pengoperasian PLTN
diterapkan sistem pertahanan yang berlapis-lapis. Pertahanan berlapis terdiri atas bentuk bahan
bakar yang padat dan bersifat logam, kelongsong bahan bakar, sistem pendingin primer, bejana
reaktor, dan lapis terakhir adalah bangunan reaktor yang terbuat dari beton tebal.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir memiliki karakteristik ramah lingkungan dapat
mengahasilkan listrik dengan kapasitas besar, dapat menjamin pasokan listrik dalam jangka
panjang dan efisien dalam penggunaan bahan bakar. Dengan demikian Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir merupakan solusi dari krisis energi menyusul semakin menipisnya ketersediaan
bahan bakar fosil sekaligus mencagah pemanasan global dari gas CO2 yang dilepaskan ke
udara.
Gambar 4. Proses Pembangkitan Energi Nuklir
(Sumber: https://indone5ia.wordpress.com/2012/02/17/prinsip-kerja-pembangkitlistrik-tenaga-nuklir/)
Selain uranium, sebenarnya ada jenis nuklir lain yang dapat dijadikan sumber energi,
yaitu thorium. Berbeda dengan uranium, thorium tidak menghasilkan plutonium pada proses
reaksi nuklirnya. Thorium tidak dapat disalahgunakan untuk tujuan persenjataan dan juga aman
sebagai sumber energi. Meski demikian, thorium tidak dapat berdiri sendiri sebagai bahan
bakar. Thorium membutuhkan uranium 235 agar dapat dikonversi menjadi uranium 232 dan
siap digunakan sebagai sumber energi. Maka, pengembangan thorium mau tak mau harus lebih
dulu dimulai dengan pengembangan uranium. Thorium atau yang lebih dikenal sebagai
uranium hijau merupakan bahan bakar nuklir yang lebih unggul dari uranium dihampir semua
aspek.
Reaktor nuklir bertenaga thorium tidak pernah dapat meleleh, hal ini karena thorium
lebih ringan daripada uranium dan tidak fissile (bisa menumpuk dan tidak akan mengalami
reaksi runaway berantai). Thorium adalah sebuah unsur dengan no atom 90 dengan sifat
radioaktif yang dapat dipakai sebagai bahan bakar reaktor nuklir karena thorium bukan
inti fisile maka untuk menggunakan thorium harus memakai uranium tetapi, ini hanya untuk
awal memicu reaksi karena setelah itu thorium yang disebut inti fertile (subur) dapat membelah
dan menghasilkan uranium 232 atau dapat dilakukan penembakan dengan neutron sehingga
thorium membelah.
Sebuah revolusi energi yang tergolong dalam energi bersih menghasilkan limbah nuklir
yang sangat kecil, tidak bisa dipersenjatai, tidak mengeluarkan emisi apapun dan karena
densitas energi yang sangat tinggi maka energi yang dihasilkan sangat murah. Satu ton thorium
yang hanya sebesar bola basket dapat menjadi bahan bakar pembangkit listrik berdaya 1.000
MW selama 1 tahun. Memberikan listrik untuk rumah anda selama 100 tahun lebih dapat
mengaliri listrik sebuah kota selama setahun. Bahkan, sebuah pesawat terbang bisa terbang
selama tiga bulan tanpa mendarat dan mengisi bahan bakar. Membandingkan dengan
penggunaan uranium yang membutuhkan 200 ton atau batubara yang membutuhkan 3,5 juta
ton yang lebih menggembirakan bahwa indonesia memilki cadangan Thorium untuk 1.000
tahun.
PLTN memang merupakan salah satu pilihan yang tepat untuk mengatasi krisis
ekonomi di Indonesia. Selain bersih dan tak mencemari lingkungan, harga listriknya sangat
murah dan dapat bersaing. Bahkan dengan reaktor temperatur tinggi, selain listrik yang
dihasilkan, pendinginnya dapat digunakan untuk memproses batu bara menjadi bahan bakar
minyak dan gas untuk kendaraan bermotor, serta desalinasi air laut, untuk menjadi air minum
dan garam. Harga listrik yang murah tidak hanya didukung harga bahan bakar nuklir yang lebih
murah dari harga minyak bumi atau batu bara, tetapi volume bahan bakar nuklir yang
diperlukan jauh lebih kecil, sehingga harga transportasinya murah.
D. Keandalan dan Efisiensi Sumber Energi Nuklir
1. Keandalan
Keandalan (security) merupakan tingkat keamanan sistem terhadap kemungkinan
terjadinya gangguan. Sedapat mungkin gangguan di pembangkit maupun transmisi dapat
diatasi tanpa mengakibatkan pemadaman di sisi konsumen, untuk meningkatkan
kepercayaan dan diterimanya kehadiran PLTN oleh masyarakat, maka PLTN yang akan
dibangun di masa mendatang haruslah memenuhi persyaratan dan mempunyai tingkat
keselamatan yang lebih tinggi serta dapat bersaing secara ekonomis. PLTN tersebut
merupakan PLTN Maju (advanced nuclear power plants). Ada empat parameter yang
menjadi dasar pertimbangan dalam melakukan desain PLTN. Parameter pertama adalah
keselaatan (safety), kedua adalah keandalan (reliability), ketiga adalah perawatan
(maintainability) dan keempat adalah biaya (cost).
Dengan demikian dapat diketahui bahwa kriteria pokok untuk PLTN generasi maju
antara lain keunggulan teknis, aman dan akrab dengan pemakai (user-friendly), efisien,
kompatibel/sesuai dengan lingkungan dan andal, keuntungan ekonomi, dapat bersaing
dengan pembangkit listrik lain, pertimbangan biaya operasi dan perawatan, proteksi
investasi, jadwal pembangunan yang realistis dan dapat dikendalikan, ketersediaan
instalasi (plant availability). Perubahan yang menyolok dari desain PLTN maju adalah
digunakannya sistem keselamatan inheren atau pasif yang tidak memerlukan intervensi
maupun kontrol aktif untuk mencegah timbulnya kecelakaan dalam hal terjadinya
multifungsi sistem maupun pengoperasian.
2. Efisiensi
Memanfaatkan thorium fluorida cair, efisiensi dari pembangkit nuklir diharapkan
bisa naik mencapai nilai 50%. Dalam teknologi ini dipakai turbin gas dengan siklus
tertutup yang kapasitasnya bisa mencapai 1000 MWe dengan temperatur pada turbin gas
mencapai 950ºK. Siklus yang digunakan adalah siklus tertutup Brayton. Dengan
menggunakan thorium sebagai bahan bakar akan efisien, untuk mendapatkan 1 GW
diperlukan 4 juta ton batu bara, dengan menggunakan uranium membutuhkan 200 ton,
sedangkan thorium hanya diperlukan 100 ton. Perhitungan efisiensi suat pembangkit listrik
tidak mudah karena sangat tergantung dari keadaan dan peralatan dari pembangkit
tersebut, sehingga perhitungan hanya dimungkinkan dengan metode heat rate atau laju
kalor, untuk membangkitkan tenaga listrik sebesar 5000kWh dengan menggunakan
pemanasan minyak bumi memerlukan 1,1 ton minyak bumi, menggunakan pembakaran
batu bara membutuhkan 1,65 ton dan menggunakan membakaran uranium hanya
membutuhkan 20 gram uranium. Visualisasi perbandingan efisiensi bahan bakar dapat
dilihat pada Gambar 5.
Bagi masyarakat Indonesia tentunya tidak perlu mengkhawatirkan pembangunan
PLTN di Indonesia. Prinsip dan aspek keselamatan untuk menjamin pengoperasian PLTN
yang aman dan selamat telah diimplementasikan pada desain PLTN. Selain itu, bagi
Indonesia yang sedang menyongsong pembangunan PLTN pertama di Indonesia,
diperlukan upaya yang kuat untuk dapat melaksanakannya. Faktor kapasitas PLTN lebih
besar dua kali daripada energi angin atau energi surya.
Gambar 5. Perbandingan Efisiensi Bahan Bakar
(Sumber: http://lampost.co/berita/nuklir-masa-depan-energi-indonesia)
E. Keberlanjutan Sumber Energi Nuklir untuk Masa Depan
Penggunaan nuklir sebagai sumber pasokan energi telah banyak diaplikasikan di
negara-negara maju. Tercatat negara-negara eropa, seperti Prancis dan Amerika, telah mampu
memanfaatkan energi ini untuk kebutuhan listrik nasional mereka dengan proporsi masingmasing sebesar 77, 68%, 27%, dan 19,86%. Alasan ini bukan ingin mereduksi pengaruh negara
luar agar nuklir menjadi bahan yang terbaik bagi listrik nasional. Melainkan, kita harus bisa
membaca pengaruh dan potensi positif dari nuklir sebagai energi masa depan Indonesia.
Menurut BATAN, 1 uranium mempunyai nilai yang setara dengan 13.7 barrell minyak
atau 2.3 ton batubara yang apabila digunakan bisa menghasilkan listrik sampai 1MWd (1 Mega
Watt Days). Jika dilihat dari aspek emisi, nuklir juga menempati posisi paling rendah dalam
menghasilkan buangan CO2, untuk ketersediaan bahan, uranium masih sangat banyak tersedia,
dimana bahan bakar yang lain seperti minyak dan batu bara diperkirakan akan habis beberapa
puluh tahun kedepan. Melihat potensi sumber energi Indonesia ternyata sumber energi nuklir
lumayan besar tapi belum digunakan sama sekali. Indonesia memiliki sumber daya uranium
sebayak 24.112 ton yang setara dengan 33,0 GW yang sumbernya berasal dari Gunung Kalan,
Kalimantan Barat.
Lembaga Riset Nuklir Eropa mengatakan dalam Konferensi Thorium Internasional
2013, ada lebih dari 4.500 kali lebih banyak energi yang terkandung dalam thorium daripada
seluruh sumber daya energi fosil digabungkan. Hal ini membuat energi thorium berkelanjutan
dan cadangan thorium di bumi cukup untuk memenuhi kebutuhan energi dunia selama 20.000
tahun.
Jika berbicara mengenai energi terbarukan, kemandirian dan ketahanan energi, inilah
jawaban sekaligus kekuatan besar yang dimiliki Indonesia. Bukan batubara yang akan habis
dalam 20 tahun atau gas yang akan habis dalam 38 tahun. Menggunakan thorium sebagai bahan
bakar dengan reaktor Molten Salt Reactor (MSR) yang sesuai kegunaan agar menjaga
kehidupan di bumi. Jelas ini tidak akan berbahaya karena tidak menghasilkan limbah berbahaya
dan dapat dipersenjatai seperti tenaga nuklir berbahan uranium. Jika Indonesia fokus dan
beralih pada energi bahan bakar thorium maka tidak perlu menunggu sampai tahun 2050 untuk
nol emisi. Dengan ketersediaan thorium di Bangka Belitung saja dapat memenuhi kebutuhan
Indonesia
BATAN sendiri sebagai instansi yang bertanggung jawab terhadap nuklir di Indonesia
sebenarnya telah membuat suatu roadmap sektor energi nuklir yang terdapat pada buku putih
energi. Dalam roadmap tersebut, kita ketahui dengan jelas seharusnya PLTN I & II di
Indonesia dibangun pada 2010 dan 2011 dengan harapan pada 2016 dan 2017 pembangkit ini
dapat beroperasi. Pembangkit ini diharapkan dapat menghasilkan energi sebesar 4 × 1.000
MWe. Namun, kenyataannya sampai sekarang 2016, pembangunan PLTN ini belum
terealisasi.
Diharapkan dengan penggunaan energi nuklir ini, Peraturan Presiden RI No. 5 Tahun
2006 tentang Kebijakan Energi Nasional dapat terpenuhi dengan energi nuklir memegang
peranan 5% dari energi nasional Indonesia dan penggunaan energi minyak bumi berkurang di
bawah 20% sehingga terjadi keseimbangan energi Indonesia pada 2025. Pembangunan
pembangkit nuklir harus merupakan rencana panjang pemerintah untuk mengatasi krisis
energi.
Pemanfaatan tenaga nuklir dalam bentuk PLTN mulai dikembangkan secara komersial
sejak tahun 1954. Pada waktu itu di Rusia (USSR), dibangun dan dioperasikan satu unit PLTN
yang setahun kemudian mencapai daya 5 Mwe. Pada tahun 1956 di Inggris dikembangkan
PLTN dengan daya 100 Mwe. Pada tahun 1997 diseluruh dunia baik di negara maju maupun
negara sedang berkembang telah dioperasikan sebanyak 443 unit PLTN yang tersebar di 31
negara dengan kontribusi sekitar 18% dari pasokan tenaga listrik dunia dengan total
pembangkitan dayanya mencapai 351.000 Mwe dan 36 unit PLTN sedang dalam tahap
kontruksi di 18 negara.
Pembangkit nuklir memang membutuhkan investasi awal yang besar, waktu
pembangunan yang relatif lama tapi hasil yang akan didapatkan akan sebanding. Lagi pula,
pembangkit tenaga nuklir merupakan pembangkit dengan emisi karbon dioksida (CO2) yang
sangat rendah sehingga negara kita ikut berperan aktif dalam pengurangan emisi untuk
mengurangi global warming.
Sayang sekali kehadiran energi nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir masih
menimbulkan kontroversi dan perdebatan di kalangan masyarakat. Padahal dengan perawatan
dan pengoperasian yang baik, pembangkit listrik tenaga nuklir akan membantu negara dalam
aspek ekonomi dan juga perawatan lingkungan dalam masalah pemanasan global. Bayangkan
saja, menurut penilitian, ketersediaan bahan bakar minyak akan habis sekitar 42 tahun lagi, gas
alam 62 tahun, dan batu bara 224 tahun. Energi nuklir dapat digunakan hingga 3600 tahun.
Dengan adanya potensi energi nuklir tersebut, ketahanan energi nasional dapat terwujud
dalam jangka waktu 10 tahun mendatang. Konsumsi listrik yang besar tidak lagi menjadi
ancaman bagi ketahanan energi Indonesia. Bahkan bisa dibilang pemanfaatan energi nuklir
yang ramah lingkungan merupakan jawaban bagi Indonesia yang hendak menghadapi
perubahan tantangan zaman. Hingga saat ini kebutuhan energi listrik di Indonesia memang
meningkat cepat seiring pesatnya pembangunan di bidang industri dan kebutuhan teknologi
masyarakat. Dalam sepuluh tahun terakhir, kebutuhan energi listrik di Indonesia tercatat
tumbuh sebesar 6,4% per tahun. Dengan demikian, adanya pemanfaatan nuklir ramah
lingkungan dalam PLTN dapat menjadi salah satu solusi bagi ketersediaan pasokan listrik
Indonesia di masa depan. Ketahanan energi dalam rangka mewujudkan Indonesia yang
berdaulat di bidang energi pun dapat tercapai.
Di masa mendatang, pemakaian energi nuklir tentu akan semakin berkembang dan akan
lebih maju lagi, tidak hanya sekedar untuk pembangkit listrik saja, tetapi juga pada bidangbidang lainnya. Mungkin sudah saatnya masyarakat kita untuk terbuka dan menerima
kehadiran energi nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir di kehidupan kita.
Oleh: Ahmad Fathoni, Annisa Risqi Ramadan, Egik Dwi, Nur Sandi, Vima Ristia
Teknik Tenaga Listrik 2014, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Negeri Surabaya
A. Ketersediaan Sumber Energi Nuklir
Penguasaan energi nuklir yang baik bisa menjamin ketersediaan energi masa depan
tanpa harus menunggu salah satu sumber yang dipunyai habis dulu. Difersifikasi pemanfaatan
sumber energi harus dimulai dari sekarang, termasuk energi nuklir agar Indonesia tidak
kehabisan sumber energi. Saat ini yang penting adalah penguasaan energi dalam arti mampu
mengelola dengan baik cadangan energi yang ada, bukan sekedar kepemilikan energi saja.
Sebagai energi bersih dan efisien, nuklir disebutnya mampu menjamin ketersediaan energi di
masa datang. Solusi mengatasi krisis energi yang terjadi belakangan ini diperlukan adanya
terbarukan energi dari berbagai sumber energi secara optimal. Energi nuklir khususnya PLTN
akan secara otomatis mendukung pertumbuhan industri nasional. Kemapanan industri
membutuhkan ketersediaan energi yang cukup.
Menurut Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), 1 uranium mempunyai nilai yang
setara dengan 13,7 barrell minyak atau 2,3 ton batubara yang apabila digunakan bisa
menghasilkan listrik hingga 1MWd (1 Mega Watt Days). Jika dilihat dari aspek emisi, nuklir
juga menempati posisi paling rendah dalam menghasilkan buangan CO2. Ketersediaan bahan,
uranium masih sangat banyak tersedia dan dapat di daur ulang, bahan bakar yang lain seperti
minyak dan batu bara diperkirakan akan habis beberapa puluh tahun kedepan. Melihat potensi
sumber energi Indonesia ternyata sumber energi nuklir lumayan besar tapi belum digunakan
sama sekali. Indonesia memiliki sumber daya uranium sebayak 24.112 ton yang setara dengan
33,0 GW yang sumbernya berasal dari Gunung Kalan, Kalimantan Barat.
Di alam bisa dikatakan semua thorium adalah jenis thorium 232. Jumlah thorium di
kulit bumi diperkirakan sekitar empat kali lebih banyak dari uranium. Banyak negara di seluruh
dunia mulai mempertimbangkan rencana untuk menggunakan thorium sebagai pembangkit
listrik tenaga nuklir karena keamanannya dan ketersediaan bahan baku yang lebih banyak di
banding uranium. Thorium dapat terbakar lebih lama dan suhu lebih tinggi untuk mendapatkan
efisiensi lebih banyak dibanding bahan bakar konvensional lainnya, termasuk penggunaan
bahan bakar.
Di Indonesia, Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) adalah lembaga yang berperan
aktif untuk riset penelitian, pengembangan, dan pemanfaatan energi nuklir di Indonesia.
Kemudian, untuk urusan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), Indonesia pun ternyata
menjadi yang paling siap mengaplikasikannya di Asia Tenggara. Pasalnya sudah lebih dari 30
tahun BATAN menyiapkan dan meneliti apapun risiko serta implikasi positif penggunaan
energi nuklir sebagai pembangkit listrik.
BATAN telah menguasai teknologi eksplorasi, penambangan dan pengolahan uranium.
Untuk teknologi eksplorasi, BATAN sudah mulai mengerjakannya sejak tahun 1968 dan mulai
menggandeng negara luar seperti Jerman, Prancis, dan Jepang untuk bekerja sama pada tahun
1973. BATAN juga sudah menguasai teknologi eksplorasi mandiri sejak tahun 1975 dan telah
dilakukan di Kalimantan Barat, Sumatera, Kepulauan Bangka Belitung, Kalimantan Timur,
Sulawesi Barat, dan Papua.
Saat ini, lokasi yang memungkinkan untuk dilakukan eksplorasi, penambangan dan
pengolahan uranium berada di Kalan, Kabupaten Melawi, Kalimantan Barat. BATAN mulai
fokus membangun penambangan dan pengolahan dalam skala pilot sejak tahun 1981 dan telah
menguasai teknologi tersebut pada tahun 1994. Pengeboran sendiri saat ini masih dilakukan
yaitu di Kalimantan Barat, daerah yang memiliki potensi uranium terbesar di Indonesia yaitu
26.000 ton. Kemudian, di Mamuju Sulawesi Barat, pengeboran juga masih sedang dilakukan.
Energi berbasis nuklir masuk ke dalam skema 17% energi baru dan terbarukan di Indonesia.
Jika targetnya 2025 atau 2026, maka Indonesia harus memulai pembangunan PLTN tahun ini
atau maksimal tahun depan.
Jika dijabarkan tentu sudah banyak sekali pengembangan aplikasi teknologi nuklir yang
dikembangkan BATAN untuk kehidupan masyarakat Indonesia. Namun memang diakui,
bahwa masih banyak juga masyarakat Indonesia yang hanya menganggap bahwa energi nuklir
tidak aman dan rawan kebocoran sehingga menyebabkan dampak negatif lainnya. Alasan inilah
yang menjadi penghambat terbesar mengapa selama sekian dekade Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir Indonesia belum juga terwujud. Padahal kenyataannya, dengan tingkat polusi Indonesia
yang demikian besar, nuklir adalah jawaban energi terbarukan yang paling aman di Indonesia.
Jika nuklir dikontrol dan diaplikasikan secara tepat, manfaatnya bagi masyarakat tentu akan
jauh lebih hebat.
B. Cadangan Sumber Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) memperkirakan terdapat cadangan 70.000
ton uranium dan 170.000 ton thorium yang tersebar di sejumlah lokasi di Indonesia, yang bisa
bermanfaat sebagai energi alternatif di masa depan. Sebagian besar cadangan uranium berada
di Kalimantan Barat yang memiliki sebanyak 29.000 ton, Bangka Belitung 24.000 ton,
sebagian lagi ada di Sulawesi Barat dan Papua juga diindikasikan memiliki cadangan uranium
yang cukup besar. Perkiraan bahwa Papua menyimpan cadangan uranium atau bahan baku
nuklir dalam jumlah besar didasarkan pada kesamaan jenis batuan Papua dengan batuan
Australia yang telah diketahui menyimpan cadangan uranium terbesar di dunia. Sedangkan
thorium kebanyakan di Bangka Belitung dan sebagian di Kalimantan Barat. Thorium terdapat
dalam jumlah cukup banyak di dalam bumi dibanding emas, perak dan timah. Visualisasi
uranium dan thorium dapat dilihat pada Gambar 1.
(a)
(b)
Gambar 1. Uranium (a) dan Thorium (b)
(Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_nuklir)
Uranium merupakan bahan penting untuk membangun PLTN, perkembangan uranium
di Belitung sudah lama sedangkan di Melawi itu masih dalam bentuk eksplorasi saja. Potensi
uranium di Kabupaten Melawi terbesar di Indonesia dan sudah dilakukan ekplorasi sejak tahun
1974. Uranium bukan hanya untuk menghasilkan tenaga nuklir, misalnya guna kepentingan
pertahanan. Bahan uranium dapat dimanfaatkan untuk menambah sumber ekonomi seperti
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) yang mendukung pasokan sumber tenaga listrik.
Cadangan uranium yang terkandung di bumi Indonesia bisa untuk memenuhi 350.000
MW kapasitas listrik. Angka ini, bahkan 10 kali lipat dari target pemenuhan energi listrik di
era Presiden Jokowi saat ini, 35.000 MW. Cadangan uranium di Indonesia sebesar 70.000
ton. Jika sebuah PLTN ukuran 1000 MW membutuhkan 200 ton uranium per tahun, maka
dengan cadangan di Kalimantan Barat saja sebesar 29.000 ton, maka bisa memasok bahan
nuklir sampai 145 tahun atau dengan cadangan total 70.000 ton, dapat memasok untuk 350
tahun atau 350.000 MW listrik. Di Bangka Belitung sendiri, apabila jadi terbangun PLTN,
maka dapat memenuhi 10.000 MW listrik. Potensi sebesar ini maka PLTN Bangka nanti dapat
memenuhi kebutuhan listrik di Pulau Sumatera.
Sumber daya thorium di Bangka Belitung diperkirakan sebesar 170.000 ton. Dengan
perhitungan 1 ton thorium mampu memproduksi 1.000 MW per tahun, maka jumlah bahan
baku tersebut cukup untuk mengoperasikan 170 unit pembangkit listrik selama 1000 tahun.
C. Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal
dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.
Tenaga nuklir dapat dihasilkan dari mineral radioaktif seperti uranium dan thorium. Mineral
tersebut banyak terdapat pada lapisan kulit bumi dan dapat diperoleh dengan cara menambang.
Untuk menjadi bahan baku PLTN, uranium hasil penambangan harus diproses lebih dahulu
melalui pemurnian yang menjadikan bahan uranium ke tingkat kemurnian yang tinggi dan
bebas dari unsur-unsur pengotor lainnya. Kemudian, dilakukan pengayaan untuk
meningkatkan kadar 235U sehingga menjadi 2-4% dan akhirnya fabrikasi untuk menyiapkan
bahan bakar nuklir dalam bentuk fisik yang sesuai dengan jenis yang dibutuhkan oleh reaktor
nuklir, misalnya berbentuk pelet dengan diameter 10 mm sampai 1 cm.
Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi inti berantai terkendali, baik pembelahan
inti (fisi) atau penggabungan inti (fusi). Awalnya, reaktor nuklir pertama digunakan untuk
memproduksi plutonium sebagai bahan senjata nuklir. Saat ini telah ada berbagai jenis dan
ukuran reaktor nuklir. Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan, diantaranya sebagai
reaktor penelitian dan reaktor daya. Saat ini reaktor nuklir banyak digunakan untuk
membangkitkan listrik. Hal ini biasanya melibatkan panas dari reaksi nuklir untuk tenaga turbin
uap. Visualisasi reaktor nuklir dapat dilihat pada Gambar 2. Reaktor menghasilkan panas dalam
beberapa cara:
a. Energi kinetik produk-produk fisi diubah menjadi energi panas ketika inti bertabrakan
dengan atom di dekatnya.
b. Sebagian dari sinar gamma yang dihasilkan selama fisi diserap oleh reaktor, energi mereka
diubah menjadi panas.
c. Panas yang dihasilkan oleh peluruh radioaktif produk fisi dan bahan-bahan yang telah
diaktifkan oleh penyerapan neutron. Sumber panas pembusukan ini akan tetap selama
beberapa waktu bahkan setelah reaktor mati. Kekuatan panas yang dihasilkan oleh reaksi
nuklir adalah 1.000.000 kali dari massa yang sama batu bara.
Gambar 2. Reaktor Nuklir
(Sumber: http://astrophysicsblogs.blogspot.co.id/2013/04/bulletin-of-nuclear-reactoroperation.html)
Bahan bakar reaktor merupakan komponen penting untuk berlangsungnya operasi
reaktor nuklir. Komponen penting lain dari reaktor nuklir adalah :
1. Batang Kendali
Batang kendali berfungsi untuk mengendalikan reaksi nuklir yang terjadi di dalam
reaktor. Jika keluaran daya dari sebuah reaktor dikehendaki konstan, maka jumlah netron
yang dihasilkan harus dikendalikan. Setiap terjadi proses fisi ada sekitar 2 sampai 3 netron
baru terbentuk yang selanjutnya menyebakan proses berantai. Batang kendali terbuat dari
bahan-bahan penyerap netron, seperti boron dan kadmium. Jika reaktor menjadi superkritis,
batang kendali secara otomatis bergerak masuk lebih dalam ke dalam teras reaktor untuk
menyerap kelebihan netron yang menyebabkan kondisi itu kembali ke kondisi kritis.
Sebaliknya, jika reaktor menjadi subkritis batang kendali sebagian ditarik menjauhi
teras reaktor sehingga lebih sedikit netron yang diserap. Dengan demikian, lebih banyak
netron tersedia untuk reaksi fisi dan reaktor kembali ke kondisi kritis. Untuk menghentikan
operasi reaktor (misal untuk perawatan) batang kendali turun penuh sehingga seluruh netron
diserap dan reaksi fisi berhenti.
2. Air pendingin
Air pendingin berfungsi untuk mendinginkan reaktor dan mentrasfer panas yang
selanjutnya akan dikonversi menjadi tenaga gerak. Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi
meningkatkan suhu reaktor. Suhu ini dipindahkan dari reaktor dengan menggunakan bahan
pendingin misalnya air atau karbon dioksida. Bahan pendingin (air) disirkulasikan melalui
sistem pompa, sehingga air yang keluar dari bagian atas teras reaktor digantikan air dingin
yang masuk melalui bagian bawah teras reaktor.
Seluruh komponen tersebut ditempatkan dalam suatu sistem terkungkung dalam bentuk
tangki silinder yang terbuat dari logam baja dan di tempatkan dalam bangunan beton tebal.
Selain komponen-komponen di atas, PLTN di lengkapi dengan turbin dan generator yang
berfungsi untuk membangkitkan tenaga listrik dengan memanfaatkan tenakanan uap dari hasil
pendidihan air di dalam reaktor nuklir.
Prinsip kerja PLTN dimulai dari satu reaksi nuklir yang terjadi antara partikel neutron
dengan inti atom uranium di reaktor. Reaksi ini akan menghasilkan reaksi-reaksi lain yang
semakin banyak yang dinamakan reaksi berantai. Reaksi tersebut biasa dikenal dengan reaksi
fisi dan fusi. Visualisasi reaksi fisi dan fusi dapat dilihat pada Gambar 3.
a. Reaksi Fisi
Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom
lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi
elektromagnetik. Reaksi ini bereaksi dengan melepas energi dalam bentuk panas.
b. Reaksi Fusi
Fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses di mana dua inti atom
bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir
adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar dan bom Hidrogen meledak.
Gambar 3. Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi
(Sumber: http://fungsi.web.id/2015/07/perbedaan-reaksi-fisi-dan-fusi.html)
Hasil reaksi nuklir ini adalah energi dalam bentuk panas yang kemudian digunakan
untuk mendidihkan air dan menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan akan disalurkan ke sistem
untuk menggerakkan turbin generator dan mengahasilkan listrik untuk diteruskan ke jaringan
transmisi. Visualisasi proses pembangkitan energi nuklir dapat dilihat pada Gambar 4.
Mencegah terjadinya kontaminasi zat radioaktif disekitar PLTN, uap panas tidak
dibuang ke lingkungan tetapi dikondensasikan menjadi air dan kemudian di sirkulasikan lagi
dalam reaktor. Air pendingin untuk kondensasi dapat menggunakan air danau, air sungai atau
air laut. Dalam sistem pendinginan ini sama sekali tidak akan terjadi pencampuran antara air
pendingin dari dalam reaktor dengan air pendingin dari luar reaktor. Setelah dalam waktu
tertentu menghasilkan listrik, bahan bakar akan mengalami penggantian dengan bahan bakar
baru dan dihasilkan bahan bakar bekas. Bahan bakar bekas untuk sementara disimpan dalam
sistem reaktor agar aktifitas radiasinya menurun.
Mengantisipasi terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan, pada pengoperasian PLTN
diterapkan sistem pertahanan yang berlapis-lapis. Pertahanan berlapis terdiri atas bentuk bahan
bakar yang padat dan bersifat logam, kelongsong bahan bakar, sistem pendingin primer, bejana
reaktor, dan lapis terakhir adalah bangunan reaktor yang terbuat dari beton tebal.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir memiliki karakteristik ramah lingkungan dapat
mengahasilkan listrik dengan kapasitas besar, dapat menjamin pasokan listrik dalam jangka
panjang dan efisien dalam penggunaan bahan bakar. Dengan demikian Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir merupakan solusi dari krisis energi menyusul semakin menipisnya ketersediaan
bahan bakar fosil sekaligus mencagah pemanasan global dari gas CO2 yang dilepaskan ke
udara.
Gambar 4. Proses Pembangkitan Energi Nuklir
(Sumber: https://indone5ia.wordpress.com/2012/02/17/prinsip-kerja-pembangkitlistrik-tenaga-nuklir/)
Selain uranium, sebenarnya ada jenis nuklir lain yang dapat dijadikan sumber energi,
yaitu thorium. Berbeda dengan uranium, thorium tidak menghasilkan plutonium pada proses
reaksi nuklirnya. Thorium tidak dapat disalahgunakan untuk tujuan persenjataan dan juga aman
sebagai sumber energi. Meski demikian, thorium tidak dapat berdiri sendiri sebagai bahan
bakar. Thorium membutuhkan uranium 235 agar dapat dikonversi menjadi uranium 232 dan
siap digunakan sebagai sumber energi. Maka, pengembangan thorium mau tak mau harus lebih
dulu dimulai dengan pengembangan uranium. Thorium atau yang lebih dikenal sebagai
uranium hijau merupakan bahan bakar nuklir yang lebih unggul dari uranium dihampir semua
aspek.
Reaktor nuklir bertenaga thorium tidak pernah dapat meleleh, hal ini karena thorium
lebih ringan daripada uranium dan tidak fissile (bisa menumpuk dan tidak akan mengalami
reaksi runaway berantai). Thorium adalah sebuah unsur dengan no atom 90 dengan sifat
radioaktif yang dapat dipakai sebagai bahan bakar reaktor nuklir karena thorium bukan
inti fisile maka untuk menggunakan thorium harus memakai uranium tetapi, ini hanya untuk
awal memicu reaksi karena setelah itu thorium yang disebut inti fertile (subur) dapat membelah
dan menghasilkan uranium 232 atau dapat dilakukan penembakan dengan neutron sehingga
thorium membelah.
Sebuah revolusi energi yang tergolong dalam energi bersih menghasilkan limbah nuklir
yang sangat kecil, tidak bisa dipersenjatai, tidak mengeluarkan emisi apapun dan karena
densitas energi yang sangat tinggi maka energi yang dihasilkan sangat murah. Satu ton thorium
yang hanya sebesar bola basket dapat menjadi bahan bakar pembangkit listrik berdaya 1.000
MW selama 1 tahun. Memberikan listrik untuk rumah anda selama 100 tahun lebih dapat
mengaliri listrik sebuah kota selama setahun. Bahkan, sebuah pesawat terbang bisa terbang
selama tiga bulan tanpa mendarat dan mengisi bahan bakar. Membandingkan dengan
penggunaan uranium yang membutuhkan 200 ton atau batubara yang membutuhkan 3,5 juta
ton yang lebih menggembirakan bahwa indonesia memilki cadangan Thorium untuk 1.000
tahun.
PLTN memang merupakan salah satu pilihan yang tepat untuk mengatasi krisis
ekonomi di Indonesia. Selain bersih dan tak mencemari lingkungan, harga listriknya sangat
murah dan dapat bersaing. Bahkan dengan reaktor temperatur tinggi, selain listrik yang
dihasilkan, pendinginnya dapat digunakan untuk memproses batu bara menjadi bahan bakar
minyak dan gas untuk kendaraan bermotor, serta desalinasi air laut, untuk menjadi air minum
dan garam. Harga listrik yang murah tidak hanya didukung harga bahan bakar nuklir yang lebih
murah dari harga minyak bumi atau batu bara, tetapi volume bahan bakar nuklir yang
diperlukan jauh lebih kecil, sehingga harga transportasinya murah.
D. Keandalan dan Efisiensi Sumber Energi Nuklir
1. Keandalan
Keandalan (security) merupakan tingkat keamanan sistem terhadap kemungkinan
terjadinya gangguan. Sedapat mungkin gangguan di pembangkit maupun transmisi dapat
diatasi tanpa mengakibatkan pemadaman di sisi konsumen, untuk meningkatkan
kepercayaan dan diterimanya kehadiran PLTN oleh masyarakat, maka PLTN yang akan
dibangun di masa mendatang haruslah memenuhi persyaratan dan mempunyai tingkat
keselamatan yang lebih tinggi serta dapat bersaing secara ekonomis. PLTN tersebut
merupakan PLTN Maju (advanced nuclear power plants). Ada empat parameter yang
menjadi dasar pertimbangan dalam melakukan desain PLTN. Parameter pertama adalah
keselaatan (safety), kedua adalah keandalan (reliability), ketiga adalah perawatan
(maintainability) dan keempat adalah biaya (cost).
Dengan demikian dapat diketahui bahwa kriteria pokok untuk PLTN generasi maju
antara lain keunggulan teknis, aman dan akrab dengan pemakai (user-friendly), efisien,
kompatibel/sesuai dengan lingkungan dan andal, keuntungan ekonomi, dapat bersaing
dengan pembangkit listrik lain, pertimbangan biaya operasi dan perawatan, proteksi
investasi, jadwal pembangunan yang realistis dan dapat dikendalikan, ketersediaan
instalasi (plant availability). Perubahan yang menyolok dari desain PLTN maju adalah
digunakannya sistem keselamatan inheren atau pasif yang tidak memerlukan intervensi
maupun kontrol aktif untuk mencegah timbulnya kecelakaan dalam hal terjadinya
multifungsi sistem maupun pengoperasian.
2. Efisiensi
Memanfaatkan thorium fluorida cair, efisiensi dari pembangkit nuklir diharapkan
bisa naik mencapai nilai 50%. Dalam teknologi ini dipakai turbin gas dengan siklus
tertutup yang kapasitasnya bisa mencapai 1000 MWe dengan temperatur pada turbin gas
mencapai 950ºK. Siklus yang digunakan adalah siklus tertutup Brayton. Dengan
menggunakan thorium sebagai bahan bakar akan efisien, untuk mendapatkan 1 GW
diperlukan 4 juta ton batu bara, dengan menggunakan uranium membutuhkan 200 ton,
sedangkan thorium hanya diperlukan 100 ton. Perhitungan efisiensi suat pembangkit listrik
tidak mudah karena sangat tergantung dari keadaan dan peralatan dari pembangkit
tersebut, sehingga perhitungan hanya dimungkinkan dengan metode heat rate atau laju
kalor, untuk membangkitkan tenaga listrik sebesar 5000kWh dengan menggunakan
pemanasan minyak bumi memerlukan 1,1 ton minyak bumi, menggunakan pembakaran
batu bara membutuhkan 1,65 ton dan menggunakan membakaran uranium hanya
membutuhkan 20 gram uranium. Visualisasi perbandingan efisiensi bahan bakar dapat
dilihat pada Gambar 5.
Bagi masyarakat Indonesia tentunya tidak perlu mengkhawatirkan pembangunan
PLTN di Indonesia. Prinsip dan aspek keselamatan untuk menjamin pengoperasian PLTN
yang aman dan selamat telah diimplementasikan pada desain PLTN. Selain itu, bagi
Indonesia yang sedang menyongsong pembangunan PLTN pertama di Indonesia,
diperlukan upaya yang kuat untuk dapat melaksanakannya. Faktor kapasitas PLTN lebih
besar dua kali daripada energi angin atau energi surya.
Gambar 5. Perbandingan Efisiensi Bahan Bakar
(Sumber: http://lampost.co/berita/nuklir-masa-depan-energi-indonesia)
E. Keberlanjutan Sumber Energi Nuklir untuk Masa Depan
Penggunaan nuklir sebagai sumber pasokan energi telah banyak diaplikasikan di
negara-negara maju. Tercatat negara-negara eropa, seperti Prancis dan Amerika, telah mampu
memanfaatkan energi ini untuk kebutuhan listrik nasional mereka dengan proporsi masingmasing sebesar 77, 68%, 27%, dan 19,86%. Alasan ini bukan ingin mereduksi pengaruh negara
luar agar nuklir menjadi bahan yang terbaik bagi listrik nasional. Melainkan, kita harus bisa
membaca pengaruh dan potensi positif dari nuklir sebagai energi masa depan Indonesia.
Menurut BATAN, 1 uranium mempunyai nilai yang setara dengan 13.7 barrell minyak
atau 2.3 ton batubara yang apabila digunakan bisa menghasilkan listrik sampai 1MWd (1 Mega
Watt Days). Jika dilihat dari aspek emisi, nuklir juga menempati posisi paling rendah dalam
menghasilkan buangan CO2, untuk ketersediaan bahan, uranium masih sangat banyak tersedia,
dimana bahan bakar yang lain seperti minyak dan batu bara diperkirakan akan habis beberapa
puluh tahun kedepan. Melihat potensi sumber energi Indonesia ternyata sumber energi nuklir
lumayan besar tapi belum digunakan sama sekali. Indonesia memiliki sumber daya uranium
sebayak 24.112 ton yang setara dengan 33,0 GW yang sumbernya berasal dari Gunung Kalan,
Kalimantan Barat.
Lembaga Riset Nuklir Eropa mengatakan dalam Konferensi Thorium Internasional
2013, ada lebih dari 4.500 kali lebih banyak energi yang terkandung dalam thorium daripada
seluruh sumber daya energi fosil digabungkan. Hal ini membuat energi thorium berkelanjutan
dan cadangan thorium di bumi cukup untuk memenuhi kebutuhan energi dunia selama 20.000
tahun.
Jika berbicara mengenai energi terbarukan, kemandirian dan ketahanan energi, inilah
jawaban sekaligus kekuatan besar yang dimiliki Indonesia. Bukan batubara yang akan habis
dalam 20 tahun atau gas yang akan habis dalam 38 tahun. Menggunakan thorium sebagai bahan
bakar dengan reaktor Molten Salt Reactor (MSR) yang sesuai kegunaan agar menjaga
kehidupan di bumi. Jelas ini tidak akan berbahaya karena tidak menghasilkan limbah berbahaya
dan dapat dipersenjatai seperti tenaga nuklir berbahan uranium. Jika Indonesia fokus dan
beralih pada energi bahan bakar thorium maka tidak perlu menunggu sampai tahun 2050 untuk
nol emisi. Dengan ketersediaan thorium di Bangka Belitung saja dapat memenuhi kebutuhan
Indonesia
BATAN sendiri sebagai instansi yang bertanggung jawab terhadap nuklir di Indonesia
sebenarnya telah membuat suatu roadmap sektor energi nuklir yang terdapat pada buku putih
energi. Dalam roadmap tersebut, kita ketahui dengan jelas seharusnya PLTN I & II di
Indonesia dibangun pada 2010 dan 2011 dengan harapan pada 2016 dan 2017 pembangkit ini
dapat beroperasi. Pembangkit ini diharapkan dapat menghasilkan energi sebesar 4 × 1.000
MWe. Namun, kenyataannya sampai sekarang 2016, pembangunan PLTN ini belum
terealisasi.
Diharapkan dengan penggunaan energi nuklir ini, Peraturan Presiden RI No. 5 Tahun
2006 tentang Kebijakan Energi Nasional dapat terpenuhi dengan energi nuklir memegang
peranan 5% dari energi nasional Indonesia dan penggunaan energi minyak bumi berkurang di
bawah 20% sehingga terjadi keseimbangan energi Indonesia pada 2025. Pembangunan
pembangkit nuklir harus merupakan rencana panjang pemerintah untuk mengatasi krisis
energi.
Pemanfaatan tenaga nuklir dalam bentuk PLTN mulai dikembangkan secara komersial
sejak tahun 1954. Pada waktu itu di Rusia (USSR), dibangun dan dioperasikan satu unit PLTN
yang setahun kemudian mencapai daya 5 Mwe. Pada tahun 1956 di Inggris dikembangkan
PLTN dengan daya 100 Mwe. Pada tahun 1997 diseluruh dunia baik di negara maju maupun
negara sedang berkembang telah dioperasikan sebanyak 443 unit PLTN yang tersebar di 31
negara dengan kontribusi sekitar 18% dari pasokan tenaga listrik dunia dengan total
pembangkitan dayanya mencapai 351.000 Mwe dan 36 unit PLTN sedang dalam tahap
kontruksi di 18 negara.
Pembangkit nuklir memang membutuhkan investasi awal yang besar, waktu
pembangunan yang relatif lama tapi hasil yang akan didapatkan akan sebanding. Lagi pula,
pembangkit tenaga nuklir merupakan pembangkit dengan emisi karbon dioksida (CO2) yang
sangat rendah sehingga negara kita ikut berperan aktif dalam pengurangan emisi untuk
mengurangi global warming.
Sayang sekali kehadiran energi nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir masih
menimbulkan kontroversi dan perdebatan di kalangan masyarakat. Padahal dengan perawatan
dan pengoperasian yang baik, pembangkit listrik tenaga nuklir akan membantu negara dalam
aspek ekonomi dan juga perawatan lingkungan dalam masalah pemanasan global. Bayangkan
saja, menurut penilitian, ketersediaan bahan bakar minyak akan habis sekitar 42 tahun lagi, gas
alam 62 tahun, dan batu bara 224 tahun. Energi nuklir dapat digunakan hingga 3600 tahun.
Dengan adanya potensi energi nuklir tersebut, ketahanan energi nasional dapat terwujud
dalam jangka waktu 10 tahun mendatang. Konsumsi listrik yang besar tidak lagi menjadi
ancaman bagi ketahanan energi Indonesia. Bahkan bisa dibilang pemanfaatan energi nuklir
yang ramah lingkungan merupakan jawaban bagi Indonesia yang hendak menghadapi
perubahan tantangan zaman. Hingga saat ini kebutuhan energi listrik di Indonesia memang
meningkat cepat seiring pesatnya pembangunan di bidang industri dan kebutuhan teknologi
masyarakat. Dalam sepuluh tahun terakhir, kebutuhan energi listrik di Indonesia tercatat
tumbuh sebesar 6,4% per tahun. Dengan demikian, adanya pemanfaatan nuklir ramah
lingkungan dalam PLTN dapat menjadi salah satu solusi bagi ketersediaan pasokan listrik
Indonesia di masa depan. Ketahanan energi dalam rangka mewujudkan Indonesia yang
berdaulat di bidang energi pun dapat tercapai.
Di masa mendatang, pemakaian energi nuklir tentu akan semakin berkembang dan akan
lebih maju lagi, tidak hanya sekedar untuk pembangkit listrik saja, tetapi juga pada bidangbidang lainnya. Mungkin sudah saatnya masyarakat kita untuk terbuka dan menerima
kehadiran energi nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir di kehidupan kita.