Solusi Terbarukan Bagi Energi Terbarukan

Kehidupan kita itu hanyalah perpindahan dari satu titik peristiwa ke titik peristiwa selanjutnya. Perpindahan itu terus berlangsung meskipun termanifestasi pada bentuk dan sifat yang berbeda-beda. Selayaknya hidup selayaknya energi, energi pun terus mengalami perpindahan yang lebih dikenal dengan konversi. Energi terkonversi dari bentuk satu ke bentuk yang lainnya. Ini sesuai dengan hukum kekekalan energi yang berbunyi “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah dari bentuk energi satu ke bentuk lainnya”.

Kebutuhan manusia akan energi merupakan suatu hal yang sangat penting. Hal ini tidak dapat disepelekan karena apabila telah menyangkut kehidupan manusia, secara meluas akan menyangkut bangsanya pula. Bahkan ada sebuah kutipan yang berbunyi “Bangsa yang kuat adalah bangsa yang menguasasi energi.” Dari situ dapat kita ambil kesimpulan bahwa betapa luar biasanya energi mempengaruhi kehidupan manusia dan kehidupan bangsa.

Sampai saat ini yang masih menjadi sumber daya energi primer adalah sumber daya energi fosil. Menurut Dr. Ir. Andang Widi Harto, M. T., Sumber daya energi fosil adalah sumber daya energi yang terbentuk dari proses pemfosilan sisa-sisa makhluk hidup (tumbuhan, binatang, mikrooganisme) purba akibat proses geologi lapisan kerak bumi. Sumber daya energi fosil ini hingga 2006 kemarin memberikan kontribusi besar (85%) dalam pemenuhan kebutuhan energi dunia.

Wujud sumber daya energi fosil yang digunakan itu berupa batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Dari ketiga wujud itu ketersediaan di alamnya diperkiran sudah akan habis. Diestimasikan cadangan batu bara akan bertahan sampai 155 tahun kedepan. Sedangkan ketersediaan sumber daya minyak bumi terbukti dunia secara rata-rata adalah 42 tahun. Sementara itu ketersedian cadangan terbukti gas alam dunia sekitar 65 tahun. Data tersebut adalah data ketersediaan kategori terbukti yang ada dunia tanpa memasukkan kategori-kategori lainnya.

Selain itu penggunaan sumber-sumber daya energi diatas juga memberikan dampak buruk bagi lingkungan. Instalasi bangunan pembangkit listrik dengan sumber daya energi tersebut menyumbangkan emisi CO₂ yang cukup untuk menciptakan efek rumah kaca di bumi ini. Akibatnya pemanasan global pun dapat terjadi di bumi ini. Apabila pemanasan global telah terjadi maka seruntutan kerusakan lingkungan pun akan ikut terjadi. Selain itu kerusakan lingkungan area pertambangan akibat eksplorasi sumber daya energi ini pun juga terjadi. Ada satu lagi dampak buruk dari penggunaan sumber daya energi ini yaitu emisi gas NO_x dan SO_x yang menjadi penyebab hujan asam.

Dari uraian di atas dapat kita ambil kesimpulan bahwa sebaiknya kita menggantikan sumber daya energi primer kita sekarang ini dengan sumber daya energi yang lebih baik. Kita harus mencari sumber daya energi lain yang memenuhi energi dalam jangka waktu panjang dan juga harus memiliki tingkat polusi yang cukup rendah. Dan sumber daya energi semacam itu biasa disebut dengan sumber daya energi terbarukan. Pengertian sumber daya energi terbarukan adalah sumber daya energi yang tersedia secara terus menerus dalam waktu sangat lama karena siklus alaminya. Yang termasuk energi terbarukan adalah angin, surya, air, geotermal, biomass. Dan ada beberapa orang yang memasukkan energi nuklir sebagai energi terbarukan.

Dari beberapa energi terbarukan itu pun kita masih harus memilih mana yang paling tepat sebagai sumber daya energi primer pengganti bahan bakar fosil. Dari situ mari kita analisa beberapa energi terbarukan, yang pertama adalah angin. Angin adalah sumber energi yang  dimanfaatkaan energi dorong dari angin itu sendiri untuk menggerakkan turbin yang akan menggerakkan generator. Ketersediaan sumber daya energi angin di Indonesia setara dengan 9290 MW (9,29 GW) dan baru dimanfaatkan sebesar 500 kW^[[1]^]. Sementara itu, potensi energi angin di seluruh dunia adalah sebesar 3700 GW^[[2]^]. Energi angin memang merupakan sumber daya energi yang bersih. Namun, instalasi dari pembangkit energi ini cukup mahal. Dan juga energi yang dihasilkan dari setiap satu instalasi itu relatif kecil. Meskipun lahan yang dibutuhkan itu relatif sempit tetapi karena energi yang dihasilkan kecil, jadi tetap membutuhkan lahan yang luas untuk membangun instalasi dengan jumlah yang banyak.

Kedua yang akan kita bahas adalah energi surya. Energi surya memanfaatkan radiasi sinar dari sinar matahari yang nantinya akan dikonversikan melalui panel surya. Ini adalah energi terbarukan yang bersih pula, bahkan pembangkit energi surya ini bisa dibilang tidak menghasilkan polusi. Potensi energi matahari di daratan Indonesia (dengan luas daratan 1,9 juta km², terletak di katulistiwa, dengan asumsi 50 % cuaca cerah sepanjang tahun) adalah  238 trilyun Watt (238 ribu GW). Sedangkan kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga surya di Indonesia sekarang baru sebesar 8 MW ^[[3]^]. Kekurangan dari instalasi pembangkit tenaga surya ini adalah pada biaya dan kebutuhan lahan dalam pembangunan. Biaya perawatan dari instalasi pembangkit tenaga surya ini bisa dibilang mahal dan lahan yang dibutuhkan untuk meletakkan panel-panel surya tersebut sangatlah luas. Dan saya rasa pembangkit ini akan mencapai keefektifannya hanya pada musim panas saja, pada musim penghujan maka produktivitas energi akan menurun karena berkurangnya intensitas paparan sinar matahari ke panel surya. Untuk sumber daya energi air dan biomass yang menjadi kendala bagi sumber daya energi air itu adalah lagi-lagi besarnya produktivitas energi.

Dari beberapa energi terbarukan di atas belum ada yang cukup efektif untuk menggantikan sumber daya energi primer yang sekarang. Dan bagaimana dengan sumber daya energi nuklir ? Sumber daya energi nuklir adalah sumber daya yang memanfaatkan energi yang ditimbulkan dari reaksi inti. Sumber bahan bakar energi nuklir itu bisa berupa sumber daya energi fisi nuklir (uranium, torium), material radioaktif alami, sumber daya energi fusi nuklir (deuterium, litium). Kerapatan energi dari uranium itu sendiri sangat besar, yaitu 1 kg uranium dapat menghasilkan energi sekitar 50.000 kwh dibandingkan dengan 1 kg minyak bumi yang hanya dapat menghasilkan sekitar 4 kwh. Ketersediaan sumber daya energi nuklir di dunia dapat dilihat dari tabel 1.

Tabel 1. Sumber daya energi nuklir (uranium dan thorium) terbukti ^[[4]^]

Salah satu faktor pendukung pemanfaatan sumber daya energi nuklir adalah reaktornya. Reaktor ini memberikan pengaruh yang sangat besar pada produktivitas dan keefektivitasan penghasilan energi dengan sumber nuklir ini. Secara historis, perkembangan reaktor nukir itu dibagi pada beberapa generasi, yaitu generasi 1, generasi 2, generasi 3, generasi 3+, generasi NTD (Near Term Deployment), dan generasi 4 atau biasa disebut reaktor nuklir lanjut. Disini saya tidak akan membahas semuanya, yang akan saya bahas hanyalah generasi yang paling baru yaitu generasi 4.

Secara umum kriteria reaktor generasi 4 adalah reaktor yang mempunyai kemampuan pembiakkan (breeding) dan memiliki efisiensi konversi yang lebih tinggi. Dan juga pada beberapa jenis reaktor jenis 4 ini ada yang dapat memanfaatkan kembali limbah dari reaktor lainnya untuk dijadikan sebagai bahan bakar reaktor tersebut.

Berbagai desain reaktor nuklir maju (advanced nuclear reactor) yang didesain untuk mampu membiakkan Pu-239 dari U-238 adalah GFR (Gas Cooled Fast Reactor), SCR (Sodium Cooled Reactor), LFR (Liquid Metal Reactor), dan SCWR (Supercritical Water Reactor). Sedangkan berbagai desain reaktor nuklir maju yang didesain untuk mampu membiakkan U-233 dari Th-232 adalah LWBR (Light Water Breeder Reactor), SCWR (Supercritical Water Reactor), dan MSR (Molten Salt Reactor). Dengan kemampuan pembiaakan ini secara rasional diharapkan dapat mencapai efisiensi pemanfaatan bahan bakar hingga 90%. Itu sama saja dengan peningkatan pemanfaatan bahan bakar sampai 150 kali dari teknologi reaktor sebelumnya (LWR/Light Water Reactor). Reaktor LWR dan beberapa di bawah generasi 4 belum bisa melakukan fungsi breeding dan belum bisa memanfaatkan torium.

Ada asumsi yang harus dilakukan untuk mengestimasi rentang ketersediaan sumber daya energi nuklir dengan penggunaan reaktor nuklir maju. diambil asusmsi bahwa semua LWR telah diganti dengan reaktor nuklir maju. Dengan mengunakan reaktor maju, torium, DU dan bahan bakar bekas LWR dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar nuklir. Jika seluruh uranium dan torium RAR digunakan sebagai bahan bakar maka ketersediaan itu mampu menyediakan energi selama sekitar 1040 tahun. Jika ditambah dengan pemanfaatan DU dan bahan bakar bekas LWR, maka rentang ketersediaan bahan bakar nuklir RAR (uranium dan torium) ditambah DU dan bahan bakar bekas LWR dengan skenario mengganti semua LWR dengan reaktor maju  maka menjadi 1580 tahun. Jika sumber daya IR diperhitungkan, rentang keberadaanya menjadi 3440 tahun. Bahkan dalam berjalannya waktu ribuan tahun itu apabila akhirnya ditemukan reaktor fusi nuklir maka rentang ketersediaan sumber daya energi nuklir bisa mencapai jutaan tahun dengan sumber daya energi dari deuterium dan litium yang dapat diperoleh dari air laut.

Selain produktivitas energinya yang besar dan rentang ketersediaannya yang panjang, instalasi pembangkitannya tidak membutuhkan lahan yang luas. Polusi yang dihasilkan pun hampir tidak ada karena limbah dari reaktor masih bisa dimanfaatkan lagi. Bahkan ada prosedur tersendiri dalam penanganan limbah agar tidak merusak lingkungan. Masalah keamanan reaktor pun semakin meningkat generasinya semakin meningkat pula keamanannya.

Dari ketersediaan bahan bakar nuklir yang mencapai ribuan tahun itu dan polusi yang terminimalisasi dengan baik serta berbagai uraian diatas. Apalagi apabila reaktor fusi nuklir itu telah dapat dikembangkan dan dimanfaatkan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa energi nuklir ini menurut saya termasuk dalam energi terbarukan. Dan energi nuklir ini juga sebagai sumber daya energi yang cocok untuk pengganti sumber daya primer kita yang sekarang akan habis. Dengan begitu energi nuklir menjadi solusi terbarukan bagi energi terbarukan untuk menjawab problematika energi dunia.

Glosarium :

-        RAR (reasonably assured resources), atau sumber daya terbukti (proven resources)

-        IR (inferred resorces) atau EAR (estimated additional resources) atau sumber daya terindikasi

-    DU (Depleted Uranium) adalah uranium dengan kandungan isotop fissile U-235 yang lebih rendah daripada uranium alami. 

Daftar bacaan :

·     TEKNOLOGI REAKTOR MAJU (oleh : Dr. Ir. Andang Widi Harto, M. T.)

·     KOGENERASI NUKLIR (oleh : Dr. Ir. Andang Widi Harto, M. T.)

---

[1]  Pemerintah Republik Indonesia, Blue Print Pengelolaan Energi Nasional 2005 – 2025, Lampiran B1, Jakarta, 2005     

[2] World Energy Resources and Consumption – Wikipedia, free encyclopedia, Bab 2 Resources

[3]  Pemerintah Republik Indonesia, Blue Print Pengelolaan Energi Nasional 2005 – 2025, Lampiran B1, Jakarta, 2005     

[4]  Diolah dari sumber-sumber yang disebutkan dalam tabel tersebut