Energi Nuklir : Pemasok Energi Panas Alternatif untuk Perumahan

ELEKTRO INDONESIA
Edisi ke Tiga Belas, Juni 1998
Energi Nuklir :
Pemasok Energi Panas Alternatif untuk Perumahan dan Kawasan Industri
Terlepas dari pro dan kontra terhadap energi nuklir, sumber energi ini telah mampu menyumbang sekitar 17%
listrik dunia. Kecenderungan semakin menipisnya bahan bakar fosil, serta tidak meratanya kontribusi sumber
daya energi fosil, akan mengakibatkan energi nuklir masih tetap memiliki peran yang penting. Untuk lebih
meningkatkan peran energi nuklir, banyak negara maju mengembangkan suatu sistem yang memungkinkan
energi nuklir tidak saja sebagai sumber listrik, tetapi juga sebagai sumber energi panas. Meskipun
kontribusinya dalam menyumbang aplikasi energi panas masih relatif kecil, tetapi pada perkembangannya
diharapkan peran energi nuklir sebagai pemasok energi panas bisa lebih ditingkatkan. Untuk memenuhi ambisi
ini, sejumlah konsep reaktor nuklir maju, seperti 'small dan medium reactor', reaktor temperatur tinggi, dan
reaktor-reaktor maju lainnya akan terus dikembangkan. Reaktor-reaktor maju ini memilih karakteristik yang
unggul seperti sistem keselamatan pasif yang andal, modular, dan berpotensi untuk suatu sistem kogenerasi
panas/kukus dan listrik. Dalam tulisan ini ditinjau berbagai aspek berkaitan dengan aplikasi nuklir sebagai
pemasok energi panas, serta prospeknya dimasa depan.
Ketika reaktor Calder Hall, yang merupakan reaktor nuklir pertama di Inggris beroperasi secara komersial pada
bulan Oktober 1956, reaktor ini menghasilkan listrik untuk disambungkan ke jaringan listrik, sekaligus
menghasilkan energi panas yang dibutuhkan oleh pabrik proses olah ulang bahan bakar di wilayah itu. Setelah
lebih dari 40 tahun, empat unit reaktor Calder Hall dengan kapasitas masing-masing 50 MWe masih
beroperasi sampai sekarang. Di Swedia, Reaktor Agesta menyediakan air panas untuk 'district heating' daerah
pinggiran kota Stockhlom selama 1 dasawarsa, yang dimulai pada tahun 1963.
Gambar 1. Skema teknologi kunci dalam produksi gas sintesis, hidrogen, metanol, dan bahan-bahan
kimia C1
Gasifikasi batubara dan atau steam reforming LNG merupakan kunci untuk memproduksi gas sistesis yang
merupakan bahan dasar industri petrokimia. Kedua proses tersebut beroperasi pada suhu tinggi (900C), dan
endotermik sehingga membutuhkan energi panas suhu tinggi dalam jumlah besar. HTGR (high teperatur gascooled) yang merupakan salah satu jenis reaktor maju suhu tinggi sangat potensial sebaagi alternatif pemasok
kebutuhan energi panas tersebut. Studi sangat intensif pemanfaatan bahan bakar fosil dan nuklir secara
bersamaan seperti proses pada gambar di atas, dilakukan di negara-negara maju seperti Jerman, Jepang,
Amerika dan Rusia.
Contoh-contoh di atas memperlihatkan manfaat lain dari energi nuklir yang tidak begitu dikenal secara umum
oleh masyarakat, yaitu kemampuannya untuk menghasilkan energi panas untuk proses-proses industri dan
bagi kebutuhan perumahan penduduk. Belakangan ini beberapa aplikasi telah dimulai, khususnya pada saat
yang bersamaan ketika pertama kali reaktor nuklir dioperasikan sebagai pembangkit tenaga listrik.
Sejak saat itu pengembangan reaktor nuklir lebih diperluas, dimana energi panas yang dihasilkan dalam
reaktor langsung dimanfaatkan. Negara-negara seperti Bulgaria, Canada, China, Republik Czech, Jerman,
Hungaria, India, Jepang, Kazakstan, Russia, Slovakia, Swedia, Switzerland, dan Ukraina menyimpulkan
bahwa adalah lebih praktis menggunakan panas nuklir untuk 'district heating' atau untuk proses-proses
industri, atau keduanya, disamping sebagai pembangkit listrik. Walaupun pemanfaatan energi panas panas
yang dihasilkan reaktor nuklir untuk 'district heating' dan proses industri masih kurang dari 1%, tetapi hal ini
menandakan adanya peningkatan perhatian pada aplikasi penggunaan reaktor nuklir.
Penggunaan langsung dari panas nuklir sebetulnya bukanlah hal yang baru, seperti telah diketahui, hasil
proses fisi nuklir adalah panas yang dihasilkan dalam reaktor. Panas dipindahkan dengan cara pensirkulasian
pendingin melalui teras reaktor (core), yang lalu digunakan sebagai pembangkit listrik atau digunakan untuk
menyediakan air panas atau kukus (steam) untuk industri atau untuk tujuan-tujuan yang berhubungan dengan
pemanfaatan energi panas. Bagaimanapun juga, ada perbedaan utama antara sifat-sifat aplikasi pada listrik
dan panas, demikian juga perbedaan antara pasar untuk bentuk-bentuk energi yang berbeda. Perbedaanperbedaan sifat intrinsik pada reaktor nuklir adalah penyebab utama mengapa energi nuklir yang mempunyai
daya tembus yang baik pada pasar listrik, tapi kurang mampu menembus pangsa pasar energi panas.
Pasar Energi
Sekarang ini sekitar 33% total konsumsi sumber energi dunia digunakan untuk pembangkit listrik. Konsumsi ini
akan terus meningkat dan diperkirakan pada tahun 2015 akan mencapai sekitar 40 %. Sedang sisanya yang
sekitar 65 ~ 75 %, digunakan sebagai sumber energi untuk konsumsi perumahan, perindustrian dan
transportasi. Pemanfaatan disektor transportasi merupakan komponen yang utama, meskipun sektor
perumahan dan perindustrian juga mempunyai porsi pemakaian yang besar. Sampai saat ini hampir seluruh
pasar energi panas dipasok dengan cara membakar bahan bakar fosil seperti batubara, minyak, gas, atau
kayu.
Penggunaan energi terus meningkat dan peningkatan ini diperkirakan terus berlanjut sampai abad mendatang.
Secara umum konservasi dan peningkatan efisiensi akan mampu mengurangi rata-rata kenaikan pemakaian
energi, tetapi pengaruhnya tidak cukup besar untuk menstabilkan tingkat pemakaian saat ini.
Diharapkan dalam 2 dasawarsa mendatang, ada peningkatan pada pembangkitan listrik tenaga nuklir.
Diperkirakan hampir tidak ada aplikasi energi nuklir untuk sektor transportasi, kecuali melalui peningkatan
penggunaan listrik secara tidak langsung.
Pasar energi panas adalah tantangan yang masih terbuka lebar. Walaupun energi nuklir telah digunakan untuk
memasok permintaan energi panas, tetapi jumlahnya masih belum berarti jika dibandingkan sumber energi
bahan bakar fosil. Seberapa jauh dan seberapa cepat energi nuklir dapat memasuki sebagian pasar energi
panas, ini tergantung dari bagaimana karakteristik reaktor nuklir dapat dipadukan dengan karakteristik pasar
energi panas, agar dapat berkompetisi dengan sumber-sumber energi alternatif yang lain.
Karakteristik Pasar Energi Panas
Pengangkutan energi panas adalah hal yang sulit dan mahal. Kebutuhan untuk pipa, isolasi termal, pompa,
dan berbagai investasi terkait, kehilangan panas, perawatan, dan pemompaan membuatnya tidak praktis untuk
pengangkutan energi panas ini pada jarak beberapa kilometer saja atau katakanlah untuk jarak beberapa
puluh kilometer. Juga ada pengaruh yang kuat terhadap volume. Biaya spesifik pengangkutan energi panas
akan meningkat secara tajam sebanding dengan pengurangan jumlah energi panas yang diangkut.
Dibandingkan dengan pengangkutan panas, pengangkutan listrik dari pembangkit listrik ke pemakai terakhir
jauh lebih mudah dan murah, bahkan untuk jarak ratusan kilometer.
Sektor perumahan dan industri merupakan dua komponen utama pasar energi panas. Dalam sektor
perumahan, panas untuk memasak segera dihasilkan di tempat di mana panas tersebut digunakan,
permintaan untuk panas dapat di pasok atau sering dipasok dari jarak yang memungkinkan dengan sistem
sentralisasi panas melalui transmisi 'district heating' dan distribusi jaringan yang melayani pelangganpelanggan yang jumlahnya relatif besar.
'District heating'
Secara umum jaringan 'district heating' dalam kota besar kapasitasnya di rancang dengan range antara 600 1200 megawatt-thermal (MWth), sedang untuk wilayah pedesaan atau yang jumlah penduduknya sedikit
kapasitasnya kira-kira 10 - 50 MWth. Terdapat juga kapasitas yang sangat besar, yaitu antara 3000 - 4000
MWth. Kelihatannya pasar panas untuk 'district heating' hanya potensial untuk daerah yang iklim dinginnya
relatif panjang dan lebih dingin. Sebagai contoh Eropa Barat, yaitu : Finlandia, Swedia, Denmark adalah
negara-negara pengguna 'district heating' terbesar. 'District heating' juga digunakan di Austria, Belgia, Jerman,
Prancis, Itali, Switzerland, Norwagia, dan Netherland, walaupun tingkat penggunaannya lebih rendah. Faktor
beban tahunan pada sistem 'district heating' tergantung pada panjangnya musim dingin, dan kira-kira sampai
50% pemakaian ini masih dibawah kebutuhan untuk pembangkit dengan pengoperasian beban dasar. Untuk
menjamin pasokan panas ke perumahan yang dilayani oleh jaringan 'district heating', harus didukung dengan
tersedianya pembangkit panas yang kapasitasnya besar. Range suhu yang dibutuhkan oleh sistem 'district
heating' berkisar antara 100 sampai 150oC.
Secara umum, pasar 'district heating' diharapkan akan lebih meluas lagi. Secara ekonomi tidak hanya karena
dapat berkompetisi di daerah yang populasinya padat dan mempunyai jaringan pemanas sendiri, tetapi juga
karena memberikan kemungkinan berkurangnya polusi udara daerah perkotaan. Walaupun emisi yang
dihasilkan dari pembakaran bahan bakar di dalam pusat pembangkit jumlahnya relatif besar dan dapat
dikontrol serta dikurangi, masalah ini akan tidak praktis untuk instalasi pemanas perorangan (individu) dengan
bahan bakar gas, minyak, batubara atau kayu.
Proses Industri
Dalam sektor industri, panas proses digunakan untuk banyak aplikasi yang bervariasi dan kebutuhan
panasnya berbeda serta suhunya mempunyai range spektrum yang lebih besar. Walaupun di dalam industri
biaya komponen energi menggambarkan fraksi yang cukup besar mempengaruhi biaya produk akhir, tetapi
sebagian proses-proses lain kontribusinya hanya beberapa persen saja. Meskipun demikian, pasokan energi
mempunyai sifat yang khusus. Tanpa energi, produksi akan terhenti. Ini berarti bahwa ciri-ciri dasar pada
seluruh pemakai industri membutuhkan jaminan dengan tingkat sangat tinggi akan ketersedian pasokan
energi, jaminan ini tingkatnya mendekati 100% khususnya untuk instalasi industri-industri besar dan prosesproses dengan kebutuhan energi panas yang besar.
Gambar 2. Skema pemanfaatan panas nuklir untuk proses steam reforming LNG
Gambar ini merupakan salah satu konsep pemanfaatan reaktor nuklir untuk proses non nuklir. Di sini peran
reaktor nuklir adalah sebagai pemasok energi panas untuk menjalankan proses kimia. Skema di atas
merupakan salah satu kandidat proses aplikasi panas nuklir suhu tinggi yang akan diujicobakan di Jepang.
Berkaitan dengan range daya pada sumber-sumber panas yang digunakan, secara umum ditemukan pola
yang sama di sebagian besar negara-negara industri. Pada umumnya, sekitar separuh pemakai daya
membutuhkan daya kurang dari 10 MWth, dan sekitar 40% pemakai adalah yang kebutuhannya berkisar
antara 10 sampai 50 MWth. Jumlah pemakai daya terus menurun ketika persyaratannya menjadi lebih tinggi.
Sekitar 99% pemakai daya, kebutuhannya berkisar antara 1 sampai 300 MWt, dimana angka ini merupakan
80% dari total energi yang dikonsumsi. Pemakai skala besar adalah proses-proses industri besar yang
kebutuhannya bisa mencapai 1000 MWth, atau bahkan lebih.
Pengenalan sistem distribusi energi panas skala besar yang dipasok dari sumber pembangkit energi panas
terpusat, yang melayani kebutuhan energi panas untuk beberapa pemakai yang terkonsentrasi pada suatu
kawasan industri, boleh jadi masih menjadi angan-angan untuk saat ini, tetapi untuk jangka panjang sistem ini
dapat dilakukan. Kebalikan dengan 'district heating', faktor beban pada pemakai industri tidak tergantung pada
keadaan iklim. Kebutuhan energi panas bagi pemakai industri skala besar biasanya mempunyai karakteristik
beban dasar.
Persyaratan suhu tergantung pada jenis industri meliputi, suhu tinggi sampai sekitar 1500oC. Suhu di atas
1000oC didominasi oleh industri besi/baja. Beberapa industri seperti desalinasi air laut, pulp dan kertas, atau
tekstil suhunya antara 200-300oC. Industri kimia, pengilangan minyak dan gasifikasi batubara adalah beberapa
contoh industri dengan suhu antara 500-600oC. Industri logam non besi, pemurnian batubara dan lignite, serta
produksi hidrogen dengan 'water spliting' adalah aplikasi-aplikasi yang menggunakan suhu antara 600 1000oC.
Seluruh pemakai industri yang menggunakan energi panas juga mengkonsumsi listrik. Variasi pemakaiannya
tergantung pada jenis prosesnya, dimana panas atau listrik merupakan komponen yang utama. Permintaan
akan listrik dapat disuplai dari jaringan listrik, atau dengan pembangkit tenaga listrik yang resmi. Sistem
kogenerasi listrik dan panas merupakan sebuah pilihan alternatif yang menarik. Hal itu akan meningkatkan
seluruh efisiensi listrik dan memberikan keuntungan ekonomis. Sistem kogenerasi yang dibangun di
lingkungan kawasan industri yang besar, dapat segera diintegrasikan ke dalam sistem jaringan listrik, sehingga
listrik yang berlebih bisa dipasok ke jaringan. Dengan begitu sistem pembangkit kogenerasi akan dapat
melayani sebagai pendukung untuk menjamin pasokan listrik.
Karakteristik Sumber Panas Nuklir
Dari sudut pandang teknik, pada dasarnya reaktor nuklir adalah alat untuk menghasilkan panas. Cukup banyak
pengalaman pada penggunaan panas nuklir untuk 'district heating' dan untuk proses-proses indutri sehingga
aspek-aspek tekniknya dapat terjamin dengan baik. Secara teknis tidak ada halangan untuk mengaplikasikan
reaktor nuklir sebagai sumber energi panas untuk district heating atau proses panas. Secara prinsip, setiap
jenis dan ukuran reaktor nuklir dapat digunakan untuk tujuan-tujuan ini.
Kontaminasi radioaktif yang besar pada jaringan 'district heating' atau pada proses-proses industri dapat
dihindari dengan langkah-langkah yang sesuai, seperti pemakaian rangkaian sistem penukar panas
intermediate dengan tekanan tinggi yang bertindak sebagai penghalang yang efektif. Sampai saat ini, tidak
pernah dilaporkan adanya kejadian yang menyangkut kontaminasi radioaktif dari setiap reaktor yang
digunakan untuk tujuan-tujuan ini
Berkaitan dengan range suhu yang digunakan, suhu sampai 300oC ada pada reaktor air ringan dan air berat,
suhu sampai 540oC ada dalam reaktor cepat berpendingin logam, suhu sampai 650oC pada reaktor
berpendingin gas, dan sampai suhu 1000oC pada reaktor temperatur tinggi berpendingin gas (High
Temperature Gas-Cooled Reactor, HTGR).
Ada 2 pilihan mendasar untuk aplikasi 'district heating' atau proses panas, yaitu kogenerasi listrik dan panas,
serta reaktor yang hanya digunakan untuk menghasilkan panas ('heat-only reactor'). Kogenerasi telah
digunakan secara luas, sementara untuk 'heat-only reactor' tidak banyak pengalaman yang ada. Pada
prinsipnya, ada sejumlah panas yang dapat diambil dari reaktor kogenerasi, ini merupakan bahasan yang
utama dalam mendisain reaktor. Panas apapun yang tidak dibutuhkan untuk mensuplai permintaan panas
dapat digunakan untuk menghasilkan listrik, artinya tingkat fleksibilitasnya tinggi. Dengan kata lain 'heat-only
reactors', hanya mempunyai satu tujuan, yaitu reaktor ini tidak diharapkan untuk menghasilkan listrik.
Secara umum, keberadaan reaktor nuklir, sama dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Dari
pengalaman yang ada dapat ditunjukan bahwa faktor keberadaannya adalah 70% - 80% atau bahkan dapat
mencapai 90%. Frekuensi dan lamanya waktu pasokan listrik yang tidak direncanakan tetap sangat rendah
dengan pencegahan yang baik dan perawatan yang direncanakan. Meskipun begitu tingkat keberadaan dan
keandalan reaktor, yang dibutuhkan oleh sebagian besar pemakai tidak pernah sampai 100%. Sebagai
akibatnya, sumber energi panas berbahan bakar fosil, lebih dibutuhkan. Pembangkit listrik kogenerasi dengan
unit ganda, didisain secara modular, atau yang dapat mendukung sumber-sumber energi panas merupakan
alternatif penyelesaian yang sesuai.
Reaktor nuklir membutuhkan modal yang sangat besar. Hal utama yang berpengaruh pada biaya akhir energi
adalah komponen biaya tetap. Oleh karena itu, pengoperasian beban dasar dengan pencapaian faktor beban
setinggi-tingginya dibutuhkan sehingga dapat berkompetisi dengan sumber-sumber energi alternatif lain. Ini
hanya dimungkinkan ketika permintaan pasar energi panas yang dipasok mempunyai karakteristik beban
dasar, atau kemungkinan lainnya adalah ketika listrik dan pasar energi panas dikombinasikan dengan sistem
pembangkit kogenerasi yang seluruhnya dioperasikan dengan beban dasar.
Secara teknis reaktor nuklir dapat dijamin, aman, dapat diandalkan dan merupakan sumber energi yang bersih
lingkungan, tetapi untuk pemanfaatan komersial reaktor nuklir harus dapat berkompetisi secara ekonomi
dengan sumber-sumber energi alternatif lainnya. Dibanding sumber-sumber energi berbahan bakar fosil,
reaktor nuklir dikarakterisasikan dengan biaya investasi yang lebih tinggi tetapi diimbangi dengan biaya bahan
bakar yang jauh lebih rendah. Daya tembus tenaga nuklir kedalam pasar listrik tidak dapat dimungkinkan tanpa
memenuhi daya saing secara ekonomi tersebut. Bahkan dengan tingkat harga bahan bakar fosil yang
umumnya rendah, kedudukan tenaga nuklir masih dapat berkompetisi di dunia. Harga bahan bakar fosil
diharapkan naik, sehingga posisi tenaga nuklir yang akan dimanfaatkan baik untuk pembangkit listrik maupun
untuk suplai panas secara ekonomi dapat bersaing.
Secara umum reaktor nuklir akan lebih ekonomis untuk unit dengan ukuran yang besar. Ini menyebabkan
reaktor ukuran besar di negara-negara industri dengan sistem jaringan listrik yang sangat besar dapat
berkembang dan meluas. Walaupun begitu, ada reaktor dengan ukuran kecil dan sedang (small and medium
sized reactors, SMRs) yang terus dipasarkan. Disain SMR sekarang ini bukan versi 'scaled down' dari reaktor
komersial yang besar, tetapi merupakan penerapan teknologi maju berkaitan dengan sistem keselamatan pasif
melekat, serta penyederhanaan beberapa sistem sehingga secara ekonomi diharapkan dapat bersaing.
Penempatan pembangkit listrik tenaga nuklir menjadi masalah yang utama, bahkan dinegara-negara dimana
program nuklirnya masih melanjutkan proyek-proyek barunya. Pembangunan unit-unit tambahan pada lokasi
pembangkit listrik tenaga nuklir yang sudah ada merupakan hal yang praktis sampai saat ini. Pembukaan
tempat baru untuk pembangkit listrik tenaga nuklir merupakan peristiwa yang jarang terjadi. Untuk
meningkatkan faktor-faktor ekonomi, penempatan pembangkit harus sedekat mungkin dengan pusat beban
bahkan untuk pembangkit daya yang menghasilkan listrik. Keadaan ini penting dipenuhi untuk reaktor
kogenerasi atau 'heat-only reactor'. Bagaimanpun juga sindrome NIMBY (not in my back yard : silakan bangun
tetapi jangan diwilayah saya), adalah sebuah faktor penting yang mempengaruhi pemilihan lokasi.
Kecenderungan itu meningkatkan untuk pemilihan lokasi dengan jarak yang jauh tetapi tetap dapat dijangkau,
agar dapat menghindari konflik besar dari para penentang. Penempatan pada jarak yang jauh dari daerah
berpenduduk padat membuatnya juga mudah disesuaikan dengan syarat-syarat peraturan yang ada, karena
banyak peraturan yang kian lama kian banyak persyaratannya. Disain reaktor maju, khususnya dengan range
SMR, faktor keselamatannya lebih diutamakan, karena pembangkit dengan range SMR ini akan lebih sesuai
jika dibangun dekat dengan perumahan penduduk. SMR dapat lebih mudah didekati dengan syarat-syarat
peraturan dan dapat membiayai ongkos transmisi panas untuk tingkat yang pantas.
Tidak seperti dalam kebanyakkan usaha-usaha perindustrian, sudut pandang jangka panjang dalam
pembangkit tenaga nuklir adalah hal yang utama. Perencanaan, disain, aktivitas persiapan proyek, dan tahun
perolehan perizinan harus dilengkapi untuk setiap reaktor nuklir. Reaktor didisain dan dibangun untuk jangka
waktu operasi 40 tahun atau lebih, dan untuk mencapai keuntungan ekonomi yang diharapkan, pembangkit
dioperasikan dengan faktor beban yang tinggi selama waktu hidup pembangkit ekonomis. Ada juga syaratsyarat data dukung, yang memerlukan waktu dan usaha-usaha perkembangan yang sungguh-sungguh.
Usaha-usaha ini hanya dapat dibenarkan untuk program nuklir jangka panjang.
Prospek untuk Aplikasi Panas Nuklir
Secara teknis pemahaman pada kelangsungan hidup sumber-sumber panas nuklir untuk 'district heating' atau
untuk proses-proses industri telah ada sejak dimulainya perkembangan nuklir. Bagaimanapun juga daya
tembus yang kuat kedalam pasar energi panas komersial, belum terjadi. Prospek yang utama tergantung pada
dimana dan bagaimana karakteristik permintaan pasar energi panas dapat disesuaikan dengan apa yang
dapat ditawarkan oleh reaktor nuklir.
Pasar 'district heating'
Salah satu pilihan untuk memasok pasar 'district heating', adalah pembangkit tenaga nuklir kogenerasi. Untuk
reaktor nuklir ukuran sedang sampai reaktor nuklir dengan ukuran besar, listrik merupakan produk utamanya
karena pasar panas dibatasi oleh persyaratan listrik dan faktor beban yang relatif rendah. Dengan perhitungan
dari seluruh energi yang dihasilkan, 'district heating' merupakan fraksi yang kecil saja. Reaktor-reaktor ini,
termasuk juga penempatannya, keadaannya akan dioptimalkan untuk pasar listrik, sehingga secara praktis
'district heating' hanya merupakan hasil sampingan saja. Seharusnya beberapa pembangkit listrik ditempatkan
cukup dekat dengan pusat pemukiman penduduk di daerah beriklim dingin, karena pembangkit tersebut juga
dapat menyediakan kebutuhan 'district heating'. Sistem Ini telah dilakukan di Russia, Ukraina, Republik Cheko,
Slovakia, Hungaria, Bulgaria, dan Switzerland, yang pemanfaatan energi panasnya per PLTN kira-kira 100
MWth. Untuk masa depan dan dengan syarat-syarat batas yang sama diharapkan adanya aplikasi dari
pembangkit listrik tersebut.
Untuk reaktor kogenerasi yang kecil dengan daya antara 150 - 300 MWe, pembagian energi panas untuk
'district heating' akan lebih besar. Tetapi diharapkan listrik tetap sebagai produk utamanya, karena alasan
ekonomi dengan asumsi pengoperasian pada beban dasar. Bidang aplikasi reaktor-reaktor ini kasusnya akan
sama dengan kasus reaktor kogenerasi ukuran sedang atau besar. Sebagai tambahan, reaktor-reaktor juga
dapat ditempatkan untuk tujuan yang khusus, misalnya untuk memasok energi dengan beban yang dipusatkan
untuk daerah-daerah terpensil dan musim dinginnya panjang.
Pilihan lain untuk 'district heating' adalah 'heat-only reactor'. Untuk skala yang sangat kecil (beberapa MWth)
beberapa aplikasi telah dilaksanakan pada proyek percobaan atau proyek peragaan. Pada tahun 1983-1985
Russia telah memprakarsai pembangunan dua unit reaktor dengan daya 500 MWth, tetapi kemudian
dihentikan. Ada beberapa disain yang dapat diikuti, China merencanakan segera membangun reaktor dengan
daya 200 MWth. Jadi jelaslah banyak aplikasi pada 'heat-only reactor' yang untuk 'district heating' dibatasi
pada reaktor dengan ukuran yang sangat kecil. Reaktor-reaktor ini di disain untuk ditempatkan di pusat atau di
daerah yang sangat dekat dengan pemukiman penduduk sehingga biaya transmisi dapat diminimalkan.
Meskipun demikian, daya saingnya secara ekonomi sangat sulit dicapai karena faktor beban yang dibutuhkan
relatif rendah, kecuali di lokasi yang jaraknya jauh dimana biaya bahan bakar fosilnya sangat tinggi dan musim
dinginnya sangat dingin dan panjang.
Sebagai ringkasan, prospek tenaga nuklir untuk 'district heating' adalah hal yang nyata, tetapi terbatas untuk
aplikasi yang khusus dimana dapat dipadukannya keadaan pasar 'district heating' dan reaktor nuklir secara
efektif. Kelihatannya prospek untuk reaktor kogenerasi, khususnya dengan range SMR (small-medium reactor)
lebih baik dari pada untuk reaktor yang hanya digunakan untuk panas, terutama karena faktor ekonomis.
Energi Panas untuk Industri
Karakteristik-karakteristik pasar energi panas proses agak berbeda dengan 'district heating', walaupun ada
beberapa kesamaannya, khususnya yang berhubungan dengan kebutuhan untuk meminimalkan jarak
pengangkutan panas. Bagaimanapun juga, pemakai panas proses untuk industri, jangan menempatkannya di
dalam daerah berpopulasi padat, yang menurut definisi merupakan pasar 'district heating'. Banyak pemakai
panas proses, khususnya untuk pemakai dalam jumlah yang besar, biasanya ditempatkan di daerah luar kota
(kawasan-kawasan industri besar), sering pada jarak-jarak yang sudah dipertimbangkan. Ini membuat
penempatan reaktor nuklir dan pemakai panas proses untuk industri secara bersamaan tidak hanya dapat
terus berlangsung, tetapi secara drastis juga diinginkan dapat mengurangi atau bahkan mengeliminasi biaya
pengangkutan panas.
Untuk reaktor ukuran besar, biasanya pendekatannya adalah dengan membangun stasiun dengan unit ganda.
Ketika digunakan dalam model kogenerasi, biasanya listrik merupakan produk utama. Oleh karena itu,
beberapa pembangkit, telah diintegrasikan kedalam sistem jaringan listrik dan dioptimalkan untuk produksi
listrik. Untuk reaktor dengan ukuran kecil dan menengah, dan khususnya untuk reaktor kecil dan sangat kecil,
pembagian panas proses yang dihasilkan oleh pembangkit akan lebih besar, dan bahkan panas dapat menjadi
produk yang utama. Hal ini dapat mempengaruhi pengoptimalan kriteria pembangkit, tetapi sekarang
keadaannya dapat lebih menarik bagi pemakai panas proses yang besar. Sebagai akibatnya, prospek SMR
sebagai pembangkit kogenerasi pensuplai listrik dan panas proses akan lebih dipertimbangkan dari pada
reaktor-reaktor dengan ukuran besar.
Dalam pengoperasian beberapa pembangkit tenaga nuklir kogenerasi, panas proses segera disediakan untuk
digunakan dalam industri. Proyek-proyek yang lebih besar dilaksanakan di Kanada (Bruce, produksi air berat
dan pemakai industri/pertanian) dan di Kazakstan (Aktau, desalinasi). Saat ini reaktor daya lainnya yang hanya
memproduksi listrik, dapat dikonversikan untuk kogenerasi. Seharusnya ada pamakai panas proses dalam
jumlah besar dan dekat dengan pembangkit, tertarik untuk menerima produk ini, karena secara teknis konversi
yang sesuai untuk kogenerasi akan layak. Bagaimanapun juga, konversi ini akan berkaitan dengan
penambahan biaya, yang harus dieliminasi dengan analisis keuntungannya. Secara umum beberapa proyek
konversi dapat dilaksanakan, meskipun prospeknya agak sedikit rendah.
Instalasi pembangkit nuklir kogenerasi baru mempunyai prospek yang lebih baik karena pemakai industri ada
dan tertarik. Bahkan akan lebih baik lagi bagi proyek-proyek yang digabungkan, yaitu pembangkit nuklir
kogenerasi dan kawasan industri skala besar yang membutuhkan panas proses direncanakan, di disain, di
bangun, dan akhirnya dioperasikan bersama-sama sebagai sebuah kawasan industri terintegrasi
Reaktor air ringan dan reaktor air berat yang sudah ada dan yang jenis maju (advanced) menawarkan panas
dengan suhu yang rangenya rendah, pada saat ini kelihatannya sesuai dengan persyaratan beberapa proses
yang berhubungan dengan industri. Pada saat ini, diantara proses-proses tersebut kelihatannya desalinasi air
laut adalah aplikasi yang menarik. Reaktor jenis lainnya, seperti reaktor cepat berpendingin logam cair (liquid
metal-cooled fast reactors) dan reaktor temperatur tinggi berpendingin gas (high temperature gas-cooled
reactors) juga dapat menawarkan panas proses dengan suhu yang rendah, tetapi sebagai tambahannya,
reaktor-reaktor ini juga dapat mencakup suhu dengan range yang lebih tinggi. Secara potensial, bidang
aplikasinya dapat diperluas. Reaktor-reaktor ini masih membutuhkan pengembangan yang lebih baik lagi agar
supaya daya saing secara ekonomis seperti yang diharapkan dapat dicapai. Kelihatannya untuk jangka
menengah sampai jangka panjang aplikasi dalam industri akan memberikan harapan, khususnya aplikasi
dalam industri untuk suhu tinggi.
Reaktor yang hanya memproduksi panas yang digunakan untuk menyediakan panas proses belum digunakan
pada skala industri/skala komersial. Beberapa disain telah dikembangkan dan telah dibangun beberapa
reaktor peragaan. Kelihatannya daya saing secara ekonomi sasarannya dapat dicapai, hal ini sesuai dengan
pengkajian-pengkajian yang telah dilakukan, tetapi dalam prakteknya beberapa hal masih belum dibuktikan.
Pasar yang besar untuk beberapa 'heat-only reactor' dapat dibatasi untuk reaktor yang ukurannya sangat kecil,
yaitu dibawah 500 MWth.
Prospek penggunaan energi nuklir untuk 'district heating' dan 'process heating' adalah masih terbatas,
tujuannya adalah untuk penyebar luasan pemakaian SMR. Baru-baru ini diperoleh pengkajian bahwa pasar
untuk SMR sampai dengan tahun 2015 direncanakan di 30 negara dengan jumlah 70 sampai 80 unit.
Diharapkan sepertiga dari unit ini khusus digunakan untuk desalinasi dengan reaktor nuklir.
Penutup
Indonesia adalah negara tropis yang tidak memiliki musim dingin, tetapi negara ini terdiri dari beribu-ribu pulau
yang banyak diantaranya merupakan pulau-pulau kecil terpencil yang relatif belum dikembangkan karena
keterbatasan infrastruktur dan sumber energinya. Pasokan energi konvensional terkendala oleh keterbatasan
infrastruktur pendukung yang berakibat akan mahalnya harga energi konvensional. Modul nuklir berdaya mini
boleh jadi bisa menjadi alternatif guna mengembangkan kawasan-kawasan terpencil Indonesia. Disini nuklir
bisa sebagai sumber energi listrik sekaligus pemasok energi panas untuk mengembangkan potensi industri
kawasan terpencil tersebut .
Disamping itu Indonesia negara yang cukup kaya akan batubara, dan selama ini pemanfaatannya terbesar
hanya dengan pembakaran langsung untuk dikonversi menjadi listrik maupun sebagai sumber energi panas
bagi industri. Sistem pembakaran langsung seperti ini kurang menguntungkan ditinjau dari aspek lingkungan
global. Suatu sistem sinergi nuklir-batubara mungkin bisa menjadi alternatif dimasa depan. Proses gasifikasi
batubara yang beroperasi pada suhu tinggi, energi panasnya bisa dipasok oleh nuklir (reaktor suhu tinggi).
Dari sini bisa diperoleh penghematan sumber daya batubara karena dengan sumber energi nuklir, cadangan
batubara bisa dihemat sampai 40%. Gasifikasi batubara sendiri akan menghasilkan produk gas sintesis yang
merupakan basis untuk pengembangan industri petrokimia berbasis batubara. Disamping itu gas sintesis juga
bisa dikonversi dengan teknologi yang telah proven, menjadi berbagai bahan bakar minyak sintetis.
Daftar Pustaka
1. BELA J. CSIK AND JUERGEN KUPITZ, 'Nuclear Power Applications : Suppliying Heat For Homes
and Industries', IAEA Bulletin, Vol 39, February, 1997.
2. K. HADA, et.al, 'JAERI design for HTTR-steam reforming system', The 3rd JAERI Symposium on
HTGR Technologies, Japan 15-16 February 1996.
3. NUCLEAR HEAT APPLICATION, Proceeding of a Technical Committee Meeting and Workshop on
Nuclear Heat Application, IAEA, VIENNA, 1984.
Oleh : Veronika Tuka, Djati H.S.
SUMBER : ELEKTRO INDONESIA. www.elektroindonesia.com