Nuklir, Opsi Energi Reliabel dan Murah

Dewasa ini, hal terakhir yang diharapkan oleh para pengguna listrik adalah suplai listrik yang byar-pet. Kurang konsistennya suplai listrik di tanah air semakin terasa ketika kebutuhan suplai listrik semakin besar diimbangi dengan kemajuan teknologi serta masukan daya. Kecenderungan pasokan listrik yang “sebentar nyala, sebentar mati” merisaukan sebagian besar masyarakat Indonesia. Kadang-kadang menyala hanya 8 jam sehari, sisanya tidak ada daya. Ini khususnya sering terjadi di daerah-daerah luar Jawa yang belum tereksplorasi secara penuh, dengan kapasitas listrik terbatas dan sangat minimnya fasilitas infrastruktur (pembangkit listrik daya kecil dan menengah). Utamanya, karena komponen sistem pembangkit yang sudah termakan usia sehingga mengalami derating, kurang handal dan efisiensi yang kurang signifikan.

Di dunia pendidikan, terputusnya listrik dapat sangat mengganggu proses belajar-mengajar dan berlangsungnya proses penelitian. Kala ini, banyak tenaga pendidik yang menggunakan alat bantu mengajar dalam bentuk digital, baik itu presentasi powerpoint ataupun laser projector. Pada kasus lainnya, pada fasilitas umum seperti rumah sakit dan bandara, sebagian besar peralatan bantu yang digunakan harus tersambung dengan suplai listrik dengan asupan daya yang cukup besar dan stabil.

Begitu pula di sektor industri. Bayangkan kerugian yang diperoleh ketika proses produksi harus terhenti sejenak karena fluktuasi atau terputusnya asupan daya listrik atau proses transisi ketika penggunaan generator pada sebuah industri. Masalah ini menjadi perhatian utama, mengingat segala hal bisa terkait dengan resiko kematian. Oleh karena itu, wajarlah jikalau masyarakat membutuhkan suplai listrik yang reliabel dan minim sekali byar-pet.

Kenaikan tarif listrik sendiri setiap periodenya menjadi isu keresahan utama, baru-baru ini dengan diberhentikannya subsidi untuk pengguna dengan daya 900 VA. Mahalnya tarif listrik semakin memberatkan masyarakat yang sudah memiliki permasalahannya sendiri, belum lagi listrik merupakan bahan dasar utama dalam kehidupan pada era sekarang. Ada beberapa faktor yang menyebabkan tarif listrik mahal, salah satu yang paling mendasar adalah pemilihan moda pembangkit listrik yang kurang efisien dan reliabel, baik dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) maupun Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).

Kemudian beberapa faktor tersebut mendasari pertimbangan dari beberapa kalangan ahli dan pemerintah; “Adakah alternatif pembangkit listrik yang sebisa mungkin sangat reliabel dan juga murah?” Jawabannya, ada, yaitu Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), jika mengacu dari kemajuan teknologi nuklir di dunia saat ini. Selanjutnya, pembahasan dalam artikel ini akan mengungkap kehandalan dan efisiensi energi nuklir dari segi operasional.

Reliabilitas pembangkit listrik umumnya dapat diartikan dalam faktor kapasitas. Secara sederhana, faktor kapasitas merupakan definisi dari berapa energi yang dibangkitkan dalam setahun dibandingkan dengan energi yang bisa dibangkitkan dalam kondisi full power selama setahun. Faktor kapasitas sendiri bisa dikaitkan dengan definisi dari efisiensi terhadap daya pakai dalam periode tertentu (satu tahun). Sebagai contoh, dalam suatu pembangkit listrik secara teoretis bisa membangkitkan listrik sebesar 876.000 kWh per tahun. Namun nyatanya, dalam setahun pembangkit listrik itu hanya mampu menghasilkan listrik sebesar 750.000 kWh. Artinya, pembangkit listrik ini memiliki faktor kapasitas sebesar (750.000/876.000)*100% = 85,6% (dalam persentase).

Selisih antara pembangkitan listrik teoretis dengan kenyataannya disebabkan oleh beberapa faktor yang disebut kerugian-kerugian (losses). Salah satu kerugian yang sangat signifikan adalah proses downtime. Waktu yang terhabiskan ketika pembangkit listrik dimatikan untuk melakukan perawatan, perbaikan atau penggantian bahan bakar. Pada kasus energi terbarukan, downtime ini disebabkan tidak adanya sumber energi kinetik (angin) atau panas (surya) yang dapat dikonversi untuk menghasilkan energi listrik.

Dibandingkan pembangkit listrik lain, PLTN memiliki faktor kapasitas yang jauh lebih tinggi. Sebagai contoh, pada gambar 1 ditujukkan nilai faktor kapasitas rerata dari berbagai pembangkit listrik di Amerika Serikat pada tahun 2015.

Gambar 1. Faktor kapasitas berbagai moda pembangkit listrik di Amerika Serikat pada tahun 2015 (diolah dari data US Energy Information Administration)

Dikonversi dalam jam, maka jam operasi tahunan masing-masing pembangkit daya tersebut adalah sebagai berikut:

(diolah dari data US Energy Information Administration)

Semakin lama jam operasi, semakin banyak listrik yang bisa dihasilkan dan semakin minim listrik byar-pet. Menurut data di atas, PLTN tetap menjadi pembangkit listrik yang paling reliabel dibandingkan dengan sistem pembangkit lainnya.

Dalam hal ini, faktor kapasitas PLTN tiap negara memang bisa berbeda-beda, tergantung seberapa baik manajemen, kondisi geografis dan fakor internal lainnya. Namun, tetap saja PLTN masih dapat diunggulkan dalam segi stabilitas asupan daya dan kehandalannya daripada pembangkit listrik lainnya, seperti yang diungkapkan oleh World Nuclear Association. Faktor kapasitas realistis PLTN antara 70-90%, dengan rerata dunia berkisar 80%. Performa ini jauh peningkatannya dari era 1980-an yang hanya berkisar 50-60%, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Hal ini membuktikan kemajuan teknologi nuklir sangat menjamin hasil dan operasional yang maksimal. Belum lagi jika hal ini dikaitkan dengan isu global warming yang sangat menjadi perhatian dunia saat ini, ketika PLTN dinyatakan sebagai pembangkit listrik dengan zero carbon emission.

Gambar 2. Rerata faktor kapasitas PLTN di seluruh dunia dari tahun 1980-2015. Jepang tidak dimasukkan pasca 2011. (sumber: World Nuclear Association)

PLTU dan PLTG membutuhkan proses downtime yang cukup lama dalam hal perawatan. Bahkan untuk pembangkit yang sudah tua, waktu kosong operasinya seringkali memakan waktu lebih lama. PLTU batubara sendiri memiliki faktor kapasitas antara 55-65%, sementara PLTG diantara 40-60%. Menurut data Kementerian ESDM, performa PLTG di Indonesia malah lebih buruk, hanya mampu mencapai faktor kapasitas pada angka kisaran 33%.

Dalam kasus ini kenapa PLTN mampu beroperasi dengan faktor kapasitas tinggi? PLTN itu sendiri memiliki rekam jejak yang relatif minim gangguan (seperti sirkulasi bahan bakar) dan hanya membutuhkan waktu perawatan lebih sedikit. Untuk penggantian bahan bakar, PLTN tipe Light Water Reactor (LWR) hanya perlu mematikan reaktor dalam periode 18 bulan sekali. Bahkan tipe Canadian Deuterium Uranium (CANDU) tidak perlu mematikan reaktor sama sekali, karena pengisian ulang bahan bakar dapat dilakukan ketika reaktor beroperasi. Begitu pula pada PLTN generasi terbaru (Generasi IV) yang diusulkan seperti Molten Salt Reactor (MSR). Sehingga, faktor kapasitas MSR secara teoretis bisa mencapai 95%!

Lebih dari itu, faktor kapasitas PLTN hampir tidak terkait dengan usia reaktor, mengingat PLTN baru ataupun lama (>30 tahun) memiliki performa yang relatif stabil, seperti ditampilkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Rerata faktor kapasitas PLTN berdasarkan usia, antara tahun 2006-2015. (sumber: World Nuclear Association)

Pada PLTN, pengalaman operasional menjadi catatan atau rekam jejak pada siklus penggantian bahan bakar berikutnya, sehingga proses ini bisa mengadaptasi untuk dilakukan secara lebih efisien dan mengurangi proses downtime. Dampak yang terlihat ialah semakin lama performa operasi justru semakin baik. Buktinya, PLTN di Amerika Serikat rerata sudah berusia lebih dari 30 tahun, tapi tiap tahun konsisten mencapai faktor kapasitas sangat tinggi.

Oleh karena itulah, PLTN memiliki usia pakai yang sangat lama, bisa mencapai 60 tahun. Bahkan di Amerika Serikat ada perencanaan untuk memberi lisensi hingga 80 tahun! Bandingkan dengan waktu keekonomisan rerata PLTU batubara dan PLTG yang hanya ± 30 tahun, maksimal 40 tahun.

Pada unit-unit PLTN baru, vendor-vendor reaktor nuklir memberi proyeksi faktor kapasitas hingga 90% dengan usia pakai mencapai 60 tahun. Bersamaan dengan manajemen yang baik, angka ini bukanlah hal mustahil, bahkan bisa saja meningkat hingga 95%, sehingga pasokan listrik yang dibangkitkan bertambah dan listrik byar pet bisa diminimalisir sampai sekecil mungkin.

Reliabilitas ini juga terkait dengan biaya listrik. Di berbagai negara, biaya pembangkitan listrik dari PLTN lebih murah daripada PLTU dan PLTG. Sudah hukum alam bahwa, semakin banyak listrik yang dihasilkan dalam periode tertentu, semakin murah biaya pembangkitan totalnya.

Selain itu, murahnya tarif listrik pada PLTN disebabkan sangat rendahnya biaya bahan bakar nuklir, yang merupakan imbas dari energi spesifik uranium yang sangat tinggi. Satu kilogram uranium alam mampu menghasilkan energi 28 ribu kali lipat lebih tinggi daripada batubara dalam jumlah yang sama! Biaya bahan bakar hanya mencakup 14% dari biaya produksi total. Bandingkan dengan PLTU dan PLTG yang biaya bahan bakarnya mencakup 78-89% dari biaya total. Sekalipun biaya investasi untuk PLTN lebih mahal dari keduanya, tetapi hal tersebut dapat terkompensasi dengan sangat rendahnya biaya bahan bakar pada keberlangsungan operasi. Sehingga, secara kalkulasi, tarif listrik dari PLTN tetap terjaga pada kisaran yang rendah.

Pertanyaan berikutnya, seberapa murah tarif listrik dari sokongan PLTN tersebut? Analisis dari Pusat Pengembangan Energi Nuklir-Badan Tenaga Nuklir Nasional (PPEN-BATAN) tahun 2011 memberikan proyeksi biaya pembangkitan listrik PLTN di Indonesia sebesar US$ 4,8 sen/kWh, atau sekitar Rp. 624/kWh (asumsi kurs Rupiah terhadap Dollar AS = 13.000). Penelitian lain di tahun 2013 memberikan proyeksi US$ 5,56 sen/kWh atau Rp. 728/kWh. Salah satu vendor PLTN Generasi IV, ThorCon, memberi proyeksi bahwa biaya produksi listriknya ada pada kisaran US$ 3,3 sen/kWh atau Rp. 429/kWh. Sebagai perbandingan, pada analisis yang sama, PPEN-BATAN menunjukkan bahwa PLTU batubara menghasilkan listrik dengan biaya US$ 6,125 sen/kWh atau sekitar Rp. 796/kWh. Artinya, biaya listrik yang dihasilkan PLTU hampir 1,5 kali lipat lebih tinggi dari biaya listrik PLTN.

Sebagai contoh, satu unit PLTN tipe APR-1400 berdaya 1,4 gigawatt, dengan konsumsi listrik penduduk Indonesia saat ini sebesar 911 kWh/kapita, mampu menghasilkan listrik untuk lebih dari 12 juta orang dengan tingkat byar-pet yang sangat rendah dan biaya produksi listrik kurang lebih Rp. 600/kWh. Ketika konsumsi energi listrik meningkat menjadi 2000 kWh/kapita, suplai listrik yang dihasilkannya masih cukup untuk dikonsumsi oleh sekitar 5,5 juta orang. PLTN tipe ThorCon berdaya 1 gigawatt mampu menghasilkan listrik untuk 8,6 juta orang dengan konsumsi 911 kWh/kapita dan 3,9 juta orang untuk konsumsi 2000 kWh/kapita, dengan biaya pembangkitan listrik Rp. 429/kWh.

Pada era kemajuan teknologi ini, adalah tidak berlebihan jika menganggap bahwa PLTN merupakan opsi pembangkitan listrik paling reliabel dan murah yang pernah ada. PLTN mampu menyuplai listrik dalam jumlah besar, murah dan reliabilitas tinggi. Menilik krisis listrik yang seringkali menimpa banyak daerah, khususnya luar Jawa, serta mahalnya biaya listrik yang harus ditanggung warga, sudah selayaknya PLTN diimplementasikan untuk mengatasi persoalan-persoalan listrik tersebut.

Referensi:

  1. Jack Devanney dkk. 2015. ThorConTM The Do-able Molten Salt Reactor: Executive Summary. Tavernier: Martingale Inc.
  2. Kementerian ESDM. 2014. Sektor Pasokan Energi Pembangkit Berbahan Bakar Fosil: Indonesia 2050 Pathway Calculator.
  3. Mochamad Nasrullah. 2011. Analisis Komparasi Ekonomi PLTN dan PLTU Batubara Untuk Bangka Belitung. Jakarta: Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV PPEN-BATAN.
  4. Mochamad Nasrullah, Nuryanti. 2013. Studi Perbandingan Biaya Pembangkitan Listrik Teraras Pada Pembangkit Energi Terbarukan dan PLTN. Bandung: Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN.
  5. Perusahaan Listrik Negara. 2014. Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik – Perusahaan Listrik Negara 2015-2024. Jakarta: PLN.
  6. US EIA. Electric Power Monthly Capacity Factors for Utility Scale Generators Not Primarily Using Fossil Fuels, January 2013-October 2016. https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.cfm?t=epmt_6_07_b
  7. US EIA. Electric Power Monthly: Capacity Factors for Utility Scale Generators Primarily Using Fossil Fuels, January 2013-October 2016. Diakses dari https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.cfm?t=epmt_6_07_a
  8. World Nuclear Association. The Economics of Nuclear Power. Diakses dari http://www.world-nuclear.org/information-library/economic-aspects/economics-of-nuclear-power.aspx
  9. World Nuclear Association. 2016. World Nuclear Performance Report 2016. London: WNA.

 

Ditulis Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto,

Rando Tungga Dewa, Dwi Rahayu, Nugroho Adi S.

Tim Kajian Nuklir – PPI  Dunia

Share on LinkedInShare on FacebookEmail this to someoneTweet about this on TwitterShare on Google+Pin on Pinterest

You May Also Like

Leave a Reply

%d bloggers like this: