Potensi Pengurangan Karbon dari pemanfaatan energi nuklir

Tantangan yang dihadapi adalah bagaimana menemukan pembangkit listrik yang memilliki kapasitas tinggi, memiliki nilai ekonomis sekaligus tetap menjamin kelestarian lingkungan. Teknologi pembangkit yang dipakai untuk semua pembangkit tidak banyak berbeda, yang memberikan perbedaan adalah energi yang dipakai untuk pembangkitan.

Secara umum pembangkit tenaga listrik bekerja dengan prinsip elektromagnetik yakni perpotongan medan magnet akibat dari pergerakan kutub magnet (rotor) didalam kutub magnet tetap (stator) akan menghasilkan arus tegangan. Proses ini terjadi di generator listrik yakni mesin listrik yang mengkonversi energi mekanik atau gerak menjadi energi litrik. Untuk membangkitkan energi listrik, generator digerakakan oleh berbagai energi pada umumnya tiga glongan yakni energi pertama  energi fosil: minyak, batubara, dan gas alam, kedua  energi terbarukan, seperti: hidro, matahari/solar, angin, dan panas bumi serta energi nuklir.

Produksi listrik Indonesia pada tahun 2007 bersumber dari energi fosil   sebesar 80% terdiri dari batubara 52%, BBM 5%, gas 23%, hidro 9% dan panas bumi 9% dengan kapasitas listrik terpasang  sekitar 25.681 MWe yang terdiri dari 22.231 MWe atau 86,6 % diproduksi oleh PLN dan 3.450 MWe atau 13,4 % diproduksi oleh perusahaan listrik swasta.

Kondisi ini menunjukan bahwa ketergantungan pembangkit listrik di Indonesia terhadap energi fosil cukup besar dan hal ini  telah memicu krisis ekonomi di Indonesia sekaligus menyebabkan krisis ekologi. Krisis ekologi dimungkinkan karena setiap penggunaan BBM akan menghasilkan emisi gas buang yang cukup signifikan.

Dengan demikian salah satu solusi untuk mengurangi penyebab krisis lingkungan hidup global adalah pembenahan di sektor kelistrikan melaui upaya pemanfaatan sumber energi listrik yang ramah lingkungan dan juga secara ekonomis memberikan keuntungan sehingga mudah dijangkau oleh kalangan ekonomi yang paling bawah.

Beberapa alternatif yang dapat ditawarkan yang dapat dilaksanakan di Indonesia dalam konteks saat ini adalah pengembangan penggunaan energi panas bumi dan penggunaan energi nuklir serta penggunaan peralatan penangkap karbon (Carbon Capture and Storage, CCS). Energi terbarukan lainnya untuk jangka pendek belum dapat dimanfaatkan secara maksimal berdasarkan pertimbangan efisiensi danekonomi. Kedua jenis energi ini, yaitu energi nuklir dan panas bumi memiliki keunggulan dibandingkan dengan energi fosil dari aspek lingkungan dan ekonomi.

Hasil studi Re-evaluasi CADES menunjukkan bahwa  emisi CO₂ di Jamali dengan skenario dasar dan asumsi tanpa upaya penurunan emisi,meningkat sangat pesat dari 97 juta ton pada tahun 2005 menjadi 478 juta ton pada tahun 2025 dan meningkat sebesar 3.322 juta ton pada tahun 2050. Dengan melakukan upaya bauran energi sesuai Perpres Nomor 5 Tahun 2006 yaitu dengan penggunaan 4% energi nuklir, maka kemampuan untuk menekan emisi CO₂ masih sangat kecil yaitu hanya sebesar 9,1%. Sedangkan hasil optimasi dengan menggunakan opsi nuklir secara masif yaitu 38 GWe pada tahun 2025 dan 226 GWe pada tahun 2050, akan dapat mengurangi emisi CO₂ secara signifikan sebesar 36,6% pada tahun 2025 dan 56,6% pada tahun 2050 (Gambar 2).

Gambar 2. Perbandingan emisi CO₂.

PLTN atau Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir merupakan pembangkit yang menggunakan reaktor nuklir untuk menghasilkan listrik. Cara kerja PLTN tidak jauh berbeda dengan pembangkit listrik lainnya, bedanya hanyalah bahan bakar yang digunakan adalah uranium
  

Sejak isu pemanasan global yang lebih dikenal dengan global warning ramai dibicarakan orang, baik ditingkat internasional maupun lokal, kepedulian akan lingkungan telah menjadi isu utama dalam kehidupan manusia. Gerakan peduli lingkungan menjadi gerakan dari tingkat nasional sampai tingkat RT/RW. Semboyan Go Green menjadi begitu popular dan bergerak secara serempak di hampir seluruh penjuru dunia.

Isu pemanasan global saat ini bukan sekedar isu, tetapi memang nyata dan dapat dilihat serta rasakan dari fenomena yang ada seperti perubahan iklim, kenaikan permukaan air laut, penurunan hasil panen pertanian dan perikanan, serta perubahan keanekaragaman hayati.

Praktek dari gerakan go green, termasuk mengurangi konsumsi karbon tiap orang per kapita (carbon footprint) atas berbagai sumber daya; baik yang tidak bisa diperbarui seperti; minyak bumi, gas dan mineral, dan sumber daya kritis seperti pohon, air, lahan marginal, bahan-bahan kimia pembuat polymer(plastik), dan turunannya.

Pada prinsipnya, Go Green bukan sekedar gerakan moral dalam membangun kesadaran terhadap lingkungan, tetapi lebih jauh merupakan gerakan taktis dan strategi guna mengantisipasi perubahan iklim di masa sekarang dan yang akan datang. Singkatnya, gerakan Ini tentang suatu era pembaruan pikiran dan perbuatan konkrit yang taktis untuk mengintegrasikan kehidupan. Karena itu tidak salah jika Go Green merupakan hadiah termahal yang dapat kita berikan pada anak cucu kita. Konsep Go Green atau kembali ke alam dengan memperhatikan kondisi lingkungan, sangat besar pengaruhnya terhadap keberhasilan mengurangi ancaman pemanasan global.

Sektor energi memiliki peranan penting dalam mendukung pembangunan berkelanjutan karena segala aktivitas manusia membutuhkan pasokan energi, baik secara langsung maupun tidak langsung. Hingga saat ini, pasokan energi nasional masih bergantung pada sumber energi fosil yaitu minyak bumi, gas, dan batu bara. Selain untuk memenuhi kebutuhan energi di dalam negeri, sumber energi fosil tersebut juga diekspor ke negara lain dan merupakan salah satu sumber penerimaan negara dan devisa yang utama.

Namun dalam perkembangannya ke depan, keberlanjutan sektor energi dalam mendukung pembangunan nasional akan menghadapi berbagai kendala, terkait dengan ketidakseimbangan antara laju penyediaan energi dan laju kebutuhan energi dan ketergantungan pada sumber energi fosil yang masih tinggi sedangkan cadangan sumber energi alternatif (termasuk sumber energi terbarukan), belum banyak dikembangkan dan dimanfaatkan karena berbagai faktor dan kebijakan yang belum sepenuhnya mendukung.

Penggunaan sumber energi fosil diproyeksikan akan masih terus meningkat karena upaya peningkatan rasio elektrifikasi (saat ini masih 54%), penanggulangan krisis pasokan listrik di berbagai wilayah di Indonesia, serta keterbatasan dana untuk pembangunan infrastruktur yang terkait dengan penggunaan sumber energi alternatif dan sumber energi terbarukan. Dengan demikian, beban lingkungan akibat pembakaran bahan bakar fosil masih tetap akan berlanjut dan dalam kurun waktu dekat justru akan semakin meningkat. Beban lingkungan ini berupa peningkatan pemanasan global (global warming) akibat meningkatnya Gas Rumah Kaca (GRK)atau Green House Gases, (GHG)yang dihasilkan oleh pembangkit berbahan bakar fosil, khususnya minyak, gas dan batubara.

Peningkatan beban lingkungan karena penggunaan bahan bakar fosil telah dicoba diantisipasi dan dikurangi dengan berbagai upaya antara lain melalui ”Blue Print Pengelolaan Energi Nasional” (Pepres No 5 Tahun 2006) yang dilengkapi dengan ”road map” untuk masing-masing sektor pemangku kepentingan maupun sektor pendukungnya.

Hal yang menggembirakan adalah bahwa Pemerintah melalui pernyataan Presiden RI pada Forum G-20 di Pittsburgh, USA tahun 2009 dan pada COP 15 di Copenhagen menyampaikan bahwa Indonesia bisa menurunkan emisi sebesar 26% dan bahkan bisa mencapai sebesar 41% dengan bantuan negara maju hingga tahun 2020. Hal ini diulangi lagi pada kunjungan Presiden ke Norwegia akhir bulan Mei 2010.

 

Nuklir Green Energy?

Sektor tenaga listrik memberikan kontribusi paling besar bertambahnya konsentrasi gas rumah kaca di atmosfir karena sebagian besar pembangkit di Indonesia yakni  89,5%  menggunakan bahan bakar fosil.Sebagai ilustrasi setiap kWh energi listrik yang diproduksi oleh penggunaan energi fosil menghasilkan gas rumah kaca sebesar 974 gr CO₂, 962 mg SO₂ dan 700 mg NO_X.

 

 

 

Gambar 1. Besarnya Emisi CO₂ dari pembangkit listrik

Dari data diperoleh dari IAEA (International Atomic Energy Agency) bahwa polusi yang dihasilkan oleh pembangkit paling banyak bersumber pada pada pembangkit yang menggunakan bahan bakar fosil yakni batu bara, minyak bumi atau solar dan gas alam (gambar 1).  Sedangkan energi nuklir hanya menghasilkan 9 – 21 gram CO₂/kWH. Studi ini berdasarkan dengan metode Life Cycle Analysis, suatu analisis yang menyeluruh dari hulu sampai hilir. Dari penambangan, transportasi, konstruksi pembangkit sampai operasi. Hal ini menunjukkan bahwa diantara pembangkit listrik, nuklir merupakan pembangkit yang bersih, sehingga nuklir digolongkan ke dalam energi hijau (green energy)

Minggu, 13/03/2011 10:03 WIB

Bahaya-bahaya Kesehatan Jika Terkena Radiasi Nuklir

AN Uyung Pramudiarja - detikHealth

<p>Your browser does not support iframes.</p>

foto: Thinkstock

Jakarta, Bencana di Jepang memicu kekhawatiran akan adanya kebocoran reaktor nuklir seperti yang terjadi di Chernobyl tahun 1986. Dampak radiasi bermacam-macam, ada yang bisa dirasakan seketika dan ada yang baru muncul dalam jangka panjang.

Kebocoran reaktor nuklir terburuk dalam sejarah terjadi di Chernobyl, Ukraina pada April 1986. Selain memicu evakuasi ribuan warga di sekitar lokasi kejadian, dampak kesehatan masih dirasakan para korban hingga bertahun-tahun kemudian misalnya kanker, gangguan kardiovaskular dan bahkan kematian.

Secara alami, tubuh manusia memiliki mekanisme untuk melindungi diri dari kerusakan sel akibat radiasi maupun pejanan zat kimia berbahaya lainnya. Namun seperti dikutip dari Foxnews, Minggu (13/3/2011), radiasi pada tingkatan tertentu tidak bisa ditoleransi oleh tubuh dengan mekanisme tersebut.

Editor kesehatan dari Foxnews Health, Dr Manny Alvarez mengatakan ada 3 faktor yang mempengaruhi dampak radiasi nuklir. Ketiganya meliputi total radiasi yang dipejankan, seberapa dekat dengan sumber radiasi dan yang terakhir adalah seberapa lama korban terpejan oleh radiasi.

Ketiga faktor tersebut akan menentukan dampak apa yang akan dirasakan para korban. Radiasi yang tinggi bisa langsung memicu dampak sesaat yang langsung bisa diketahui, sementara radiasi yang tidak disadari bisa memicu dampak jangka panjang yang biasanya malah lebih berbahaya.

Dampak sesaat atau jangka pendek akibat radiasi tinggi di sekitar reaktor nuklir antara lain sebagai berikut.

1. Mual muntah
2. Diare
3. Sakit kepala
4. Demam.

Sementara itu, dampak yang baru muncul setelah terpapar radiasi nuklir selama beberapa hari di antaranya adalah sebagai berikut.

1. Pusing, mata berkunang-kunang
2. Disorientasi atau bingung menentukan arah
3. Lemah, letih dan tampak lesu
4. Kerontokan rambut dan kebotakan
5. Muntah darah atau berak darah
6. Tekanan darah rendah
7. Luka susah sembuh.

Dampak kronis alias jangka panjang dari radiasi nuklir umumnya justru dipicu oleh tingkat radiasi yang rendah sehingga tidak disadari dan tidak diantisipasi hingga bertahun-tahun. Beberapa dampak mematikan akibat paparan radiasi nuklir jangka panjang antara lain sebagai berikut.

1. Kanker
2. Penuaan dini
3. Gangguan sistem saraf dan reproduksi
4. Mutasi genetik.(up/ir)

NUKLIR

Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini.

Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan.

Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi.

Fisi Nuklir

Secara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi. Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir, yaitu reaksi fisi nuklir.

Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain. Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir. Contoh reaksi fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat.

Reaksi fisi uranium seperti di atas menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan. Neutron ini dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi fisi berikutnya. Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat membentuk reaksi berantai tak terkendali. Akibatnya, terjadi pelepasan energi yang besar dalam waktu singkat. Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir yang menghasilkan ledakan yang dahsyat. Jadi, reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.

reaksi fisi berantai (sumber: www.scienceclarified.com)

Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir, pelepasan energi yang dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih berguna. Untuk itu, reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat lebih terkendali. Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir. Reaksi berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang lebih berguna, misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik.

reaksi fisi berantai terkendali (sumber: www.atomicarchive.com)

Di dalam reaksi fisi yang terkendali, jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya. Dengan mekanisme ini, diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna.

Reaktor Nuklir

Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna. Untuk itu, reaksi fisi harus berlangsung secara terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir. Sebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen bahan bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.

skema reaktor nuklir (sumber: http://personales.alc.upv.es)

Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.

Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup tinggi. Adapun, neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.

Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya, digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor. Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.

Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras reaktor. Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron), untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang diizinkan.

Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat membahayakan lingkungan di sekitar reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Instalasi pembangkitan energi listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).

skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber: http://reactor.engr.wisc.edu)

Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water reactor/PWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar. Energi yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-batang bahan bakar. Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menuju alat penukar panas (heat exchanger). Di sini uap panas dipisahkan dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor. Uap air dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor.

Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300^oC) tidak mendidih (air mendidih pada suhu 100^oC dan tekanan 1 atm), air dijaga dalam tekanan tinggi sebesar 160 atm. Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor air bertekanan.

Lusia Kus Anna | Selasa, 15 Maret 2011 | 16:20 W IB

Kompas.com- Pasca gempa besar di Jepang, publik dikhawatirkan akan terjadinya ledakan nuklir pada reaktor Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Fukushima, Jepang. Ketakutan itu  mungkin beralasan mengingat efek radiasi pada tubuh tidak bisa dianggap enteng.
Dampak radiasi menurut Dr. David J. Brenner, direktur Center for Radiological Research at Columbia University, tidak bersifat langsung. "Bisa berminggu kemudian baru muncul gejalanya," katanya.
Ia menyebutkan dampak radiasi pada tubuh tergantung pada material radioaktif yang dilepaskan dan durasi paparan. Level paparan yang tinggi bisa menyebabkan sindrom radiasi akut, bahkan kematian. Sindrom tersebut akan menimbulkan gejala mual, muntah, kelelahan, rambut rontok, serta diare.
Pada level yang lebih tinggi, korban yang terpapar bisa meninggal dalam hitungan minggu. "Penyebabnya adalah usus yang gosong," katanya.
Radiasi nuklir akan menganggu kemampuan sel untuk membelah diri dan berproduksi. Sel-sel di usus besar biasanya merupakan bagian tubuh yang paling cepat membelah diri. Demikian juga halnya dengan sel pembentuk darah di sumsung tulang yang sangat rentan terkena radiasi.
Sementara itu pada penduduk yang termasuk dalam kelompok risiko rendah, radiasi nuklir bisa memicu risiko kanker dalam beberapa tahun. Namun, hal ini juga tergantung pada lamanya paparan dan jenis radioaktif yang dikeluarkan reaktor nuklirnya.
Beberapa jenis material radioaktif ada yang dengan mudah diserap tubuh dan bertahan. Misalnya saja Iodin yang akan langsung diserap kelenjar tiroid atau strontium yang akan masuk tulang. Jenis radioaktif lainnya, seperti tritium, akan dengan cepat dikeluarkan tubuh.
Untuk mencegah bahaya radiasi, pemerintah Jepang telah memberikan pil potasium iodine yang bisa menetralkan pengaruh iodine tadi dengan cara mencegah kelenjar tiroid menyerap iodine. Namun menurut Brenner, iodine bisa masuk ke dalam tubuh manusia lewat berbagai cara, yakni udara atau makanan yang terpapar radiasi.
"Radioaktif iodine tidak harus masuk ke tubuh secara langsung. Iodine yang ada di udara bisa terserap ke tanah kemudian ternak memakan rumput yang tanahnya terpapar radiasi. Kemudian manusia memakan daging atau susu sapi itu," katanya.
Karena itu ia berpendapat pil potasium idodide kurang efektif mencegah kanker tiroid akibat radiasi nuklir. "Epidemi kanker tiroid pada korban nuklir Chernobyl bisa dicegah jika pemerintah segera melarang warganya minum susu sapi atau makan buah yang tumbuh dari tanah yang terkena radiasi," katanya.
Anak-anak berusia kurang dari 18 tahun, bayi, serta janin di dalam kandungan merupakan kelompok yang paling beresiko pada paparan radiasi karena sel-sel dalam tubuh mereka masih aktif membelah diri.