Tenaga Nuklir: Sumber Energi yang Bersih namun Berisiko

Tenaga Nuklir: Sumber Energi yang Bersih namun Berisiko

Bagaimana energi nuklir bekerja, apa saja keuntungan dan kerugiannya, dan apa saja tantangan dalam mengelola limbahnya.

Energi nuklir, yang juga dikenal sebagai energi atom, adalah energi yang terdapat di dalam inti atom. Atom adalah unit materi terkecil yang mengandung sifat-sifat sebuah elemen, dan nukleus adalah inti pusatnya yang padat, yang disatukan dengan energi yang kuat. Berbagai jenis reaksi nuklir melepaskan energi yang ditangkap dalam reaktor nuklir, biasanya sebagai metode untuk menghasilkan listrik.

Menurut Asosiasi Nuklir Dunia, energi nuklir menyumbang sekitar 10,5 persen dari pembangkit listrik dunia pada tahun 2020 dan merupakan sumber terbesar kedua dari tenaga rendah karbon setelah tenaga air. Namun, pangsa energi nuklir dalam bauran listrik global telah menurun dari puncaknya sebesar 17,5 persen pada tahun 1996 karena berbagai faktor seperti reaktor yang sudah tua, harga bahan bakar fosil yang rendah, penolakan publik, dan masalah keamanan.

Sementara beberapa negara memiliki rencana untuk memperluas atau mempertahankan kapasitas tenaga nuklir mereka, negara lain telah memutuskan untuk menghentikan atau mengurangi ketergantungan mereka pada tenaga nuklir. Sebagai contoh, Cina bertujuan untuk meningkatkan kapasitas nuklirnya dari 51 GWe pada tahun 2020 menjadi 70 GWe pada tahun 2025, sementara Jerman berencana untuk menutup semua reaktor nuklirnya pada tahun 2022.

Indonesia merupakan salah satu negara yang telah menyatakan minatnya untuk mengembangkan tenaga nuklir untuk tujuan damai. Indonesia memiliki sejarah panjang dalam penelitian dan pengembangan nuklir sejak tahun 1954 dan memiliki tiga reaktor riset yang beroperasi di Serpong, Bandung, dan Yogyakarta. Indonesia juga memiliki Badan Pengawas Tenaga Nuklir Nasional (BAPETEN) dan Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) yang mengawasi sektor nuklir.

Kebijakan Energi Nasional (NEP) Indonesia tahun 2014 menetapkan target 4 GWe untuk kapasitas nuklir terpasang pada tahun 2050 sebagai bagian dari sumber energi baru dan terbarukan. Namun, target ini tidak termasuk dalam Rencana Umum Energi Nasional (RUEN) tahun 2017, yang lebih berfokus pada minyak, gas, dan energi terbarukan. Pembangkit listrik Indonesia saat ini didominasi oleh batu bara (62 persen) dan gas alam (18 persen), diikuti oleh tenaga air (7 persen), panas bumi (5 persen), bahan bakar nabati dan sampah (5 persen), minyak (3 persen), dan angin (0,2 persen).

Indonesia menghadapi beberapa tantangan dan peluang dalam mengembangkan tenaga nuklir. Di satu sisi, Indonesia memiliki permintaan listrik yang terus meningkat, terutama di daerah-daerah terpencil di mana akses jaringan listrik terbatas atau tidak dapat diandalkan. Tenaga nuklir dapat menyediakan sumber listrik yang stabil, rendah karbon, dan hemat biaya yang dapat mendukung pembangunan ekonomi dan tujuan iklim Indonesia. 

Di sisi lain, Indonesia juga memiliki potensi yang melimpah untuk sumber energi terbarukan lainnya seperti tenaga surya, angin, air, dan panas bumi yang lebih murah dan lebih aman daripada tenaga nuklir. Selain itu, Indonesia juga harus berhadapan dengan penolakan masyarakat, risiko lingkungan, rintangan peraturan, dan ancaman keamanan yang dapat menghambat implementasi proyek-proyek tenaga nuklir.

Para pendukung energi nuklir berargumen bahwa energi nuklir merupakan alternatif yang bersih dan berkelanjutan untuk bahan bakar fosil yang dapat membantu mengurangi emisi gas rumah kaca dan memerangi perubahan iklim. Mereka juga menunjukkan bahwa tenaga nuklir dapat diandalkan, efisien, dan berteknologi maju dibandingkan dengan sumber energi lainnya. 

Pada Konferensi Perubahan Iklim Perserikatan Bangsa-Bangsa (COP26) tahun 2021, para pendukung tenaga nuklir menyatakan bahwa kapasitasnya perlu ditingkatkan lebih dari 200 persen pada tahun 2050 agar negara-negara dapat mencapai target pengurangan emisi. Para penentang berpendapat bahwa energi nuklir mahal, berisiko, dan berbahaya bagi lingkungan karena bergantung pada penambangan mineral langka seperti uranium dan menghasilkan bahan limbah radioaktif yang sulit dibuang dengan aman. 

Mereka juga mengutip kekhawatiran tentang keselamatan dan keamanan pembangkit listrik tenaga nuklir, termasuk kemungkinan kecelakaan atau serangan teroris yang dapat menyebabkan konsekuensi bencana bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Mereka juga khawatir bahwa teknologi nuklir sipil dapat digunakan untuk tujuan militer atau proliferasi.

Cara Kerja Energi Nuklir

Inti atom terdiri dari partikel subatomik padat yang dikenal sebagai proton dan neutron. Energi yang mengikat komponen-komponen inti atom merupakan salah satu kekuatan alam terkuat yang diketahui. Melepaskan dan menangkap energi ini adalah tujuan akhir dari pembangkit listrik tenaga nuklir. Ada tiga teknik yang dapat digunakan untuk mencapai tujuan ini: fisi, fusi, dan peluruhan radioaktif. 

Fisi nuklir melibatkan pemboman inti atom dengan neutron tambahan, dengan tabrakan yang dihasilkan menyebabkan atom-atom terpecah dan melepaskan sejumlah besar energi. 

Fusi nuklir adalah kebalikan dari fisi: fusi nuklir dicapai dengan memaksa partikel atom yang lebih ringan dari satu elemen (hidrogen) untuk bertabrakan, yang meleburnya menjadi partikel yang lebih berat yang membentuk inti elemen lain (helium) dalam proses yang melepaskan sejumlah besar energi. Peluruhan radioaktif terjadi ketika inti atom terurai, melepaskan energi panas yang dapat dipanen oleh jenis reaktor nuklir khusus.

Pada tahun 2022, sebagian besar tenaga nuklir dihasilkan oleh fisi nuklir, dan fusi nuklir masih merupakan proses eksperimental dalam pembangkit listrik. Dibandingkan dengan fisi, fusi lebih aman, menghasilkan lebih sedikit limbah radioaktif, dan mengandalkan elemen yang lebih umum tersedia seperti hidrogen.
Pada awal tahun 2022, para ilmuwan di Inggris melaporkan keberhasilan memproduksi energi melalui fusi nuklir, meningkatkan optimisme bahwa proses tersebut pada akhirnya akan menjadi layak secara komersial.

Peluruhan radioaktif telah digunakan untuk memberi daya pada pesawat ruang angkasa dan stasiun penelitian di daerah-daerah terpencil di Bumi, tetapi teknologi masih dalam tahap pengembangan untuk aplikasi pembangkitan listrik yang melibatkan jaringan listrik.

Pembangkit listrik tenaga nuklir memiliki reaktor khusus, di mana para petugas memandu proses terkontrol untuk membombardir inti atom dengan neutron untuk melepaskan energi melalui pembelahan. Uranium, yang memiliki sembilan puluh dua proton dan menempati peringkat sebagai elemen alami terberat, adalah bahan baku yang disukai untuk fisi nuklir. Kepadatan energinya sangat baik dibandingkan dengan sumber lainnya. Sebagai contoh, satu pon uranium melalui fisi nuklir menghasilkan energi yang sama banyaknya dengan tiga juta pon batu bara yang dihasilkan melalui pembakaran tradisional.

Ketika atom-atom uranium terpecah, mereka mengeluarkan neutron yang menabrak dan membelah atom-atom yang berdekatan, menciptakan efek fisi berkelanjutan yang dikenal sebagai reaksi berantai. Reaktor nuklir juga mengandung air dan komponen yang dikenal sebagai batang kendali. Energi yang dilepaskan oleh proses fisi memanaskan air hingga mencapai suhu yang sangat tinggi, menciptakan uap yang memutar turbin. 

Turbin adalah bagian dari sistem pembangkit listrik, dan energi kinetik yang dihasilkannya menghasilkan listrik yang kemudian dapat disimpan dan didistribusikan melalui jaringan listrik. Batang kendali menyerap neutron yang melayang-layang di dalam inti reaktor, menstabilkan reaksi berantai yang disebabkan oleh proses pemboman atom. Proses fisi juga menghasilkan limbah nuklir yang sangat radioaktif, yang harus dibuang dengan hati-hati dan disimpan di unit penampungan khusus di lokasi yang aman untuk mencegah kontaminasi lingkungan yang berpotensi mematikan.

Kelemahan Energi Nuklir

Energi nuklir sering ditentang dengan alasan biaya konstruksi dan penonaktifan yang tinggi, produksi limbah radioaktif, dan potensi kecelakaan yang dahsyat. Para penentang energi nuklir berargumen bahwa industri nuklir meremehkan biaya pembangunan dan pembongkaran pembangkit listrik tenaga nuklir, yang telah meningkat dari waktu ke waktu karena seringnya terjadi penundaan dan pembengkakan biaya. Biaya-biaya ini termasuk untuk memastikan keselamatan dan keamanan selama pengoperasian PLTN dan setelah penutupan.

Para penentang juga mengklaim bahwa energi nuklir kurang kompetitif dibandingkan dengan energi terbarukan, yang telah mengalami penurunan biaya yang signifikan pada dekade pertama abad ke-21.

Kekhawatiran lain yang dikemukakan oleh para penentang adalah produk sampingan berbahaya yang dihasilkan oleh tenaga nuklir. Proses fisi menghasilkan plutonium, zat radioaktif yang biasanya dibuang di tempat penyimpanan bawah tanah yang dirancang khusus. Plutonium memancarkan radiasi partikel alfa yang dapat dengan mudah diblokir dengan prosedur yang tepat, tetapi juga dapat menyebabkan kanker dan efek fatal lainnya pada manusia yang terpapar. Plutonium juga dapat digunakan sebagai bahan bakar dan merupakan bahan utama dalam pembuatan senjata nuklir, yang meningkatkan keberatan untuk mengizinkan beberapa negara mengembangkan tenaga nuklir. Bahan bakar plutonium sangat tidak stabil, dan senjata nuklir memiliki daya rusak yang sangat besar sehingga beberapa politisi dan organisasi menyerukan pelarangannya secara total. Plutonium juga dapat dicuri oleh aktor jahat dari negara jahat atau kelompok teroris untuk membuat apa yang disebut bom kotor, yang menggabungkan bahan peledak dengan bahan radioaktif, yang menciptakan risiko dan kelemahan tambahan.

Beberapa insiden di fasilitas nuklir di Amerika Serikat, bekas Uni Soviet, dan Jepang menyoroti kelemahan energi nuklir yang paling menakutkan: kemungkinan terjadinya kecelakaan yang menyebabkan pelepasan produk sampingan radioaktif dalam jumlah besar secara tiba-tiba dan tidak terkendali ke lingkungan. Kecelakaan seperti itu terjadi pada tahun 1979 di pembangkit listrik tenaga nuklir Three Mile Island di Pennsylvania. Kerusakan pada sistem pendingin reaktor menyebabkan melelehnya sebagian inti, yang menyebabkan pelepasan uap radioaktif. Untungnya, pelelehan tersebut dapat diatasi tanpa menimbulkan kontaminasi lingkungan yang serius, dan tidak ada korban luka, efek kesehatan yang merugikan, atau kematian yang terjadi.

Bencana yang jauh lebih parah terjadi di fasilitas nuklir Chernobyl di Ukraina, yang saat itu merupakan bagian dari Uni Soviet, pada tahun 1986, yang menyebabkan ledakan dahsyat dan pelepasan awan radioaktif yang besar. Sedikitnya 30 orang meninggal akibat keracunan radiasi akut dalam beberapa minggu setelah kejadian tersebut, dan efek kesehatan yang merugikan yang disebabkan oleh bulu radioaktif diyakini bertanggung jawab atas ribuan kematian lainnya. Pada tahun 2011, tsunami mengganggu pasokan listrik dan sistem pendingin di pembangkit listrik tenaga nuklir Jepang, menyebabkan beberapa ledakan inti. Lebih dari 100.000 orang dievakuasi dari daerah sekitarnya untuk menghindari paparan radiasi yang fatal.

Meskipun kejadian tahun 1979 dan 1986 dapat dikaitkan dengan kelemahan desain dan kesalahan operator, kejadian tahun 2011 yang disebabkan oleh bencana alam menunjukkan bahwa tidak semua kecelakaan PLTN dapat dicegah. Para penentang berpendapat bahwa risiko-risiko ini harus diperhitungkan ketika mempertimbangkan energi nuklir sebagai alternatif yang layak dan berskala besar untuk pembangkit listrik konvensional. Mereka juga menunjukkan bahwa energi nuklir tidak ramah lingkungan seperti yang diklaim oleh beberapa pihak karena penambangan uranium menciptakan polusi dan degradasi lingkungan, yang sering diabaikan sebagai aspek dari proses pembangkit listrik tenaga nuklir.

Indonesia telah mempertimbangkan energi nuklir untuk tujuan damai sejak akhir tahun 1950-an, dengan dibentuknya Dewan Tenaga Atom dan Lembaga Tenaga Atom. Indonesia menandatangani Traktat Non-Proliferasi Senjata Nuklir pada tahun 1970 dan meratifikasinya menjadi UU No. 8/1978 pada tahun 1978. Undang-undang yang mengatur penggunaan, penelitian, dan pengembangan tenaga nuklir di Indonesia saat ini adalah UU No. 10/1997. Dengan undang-undang ini, Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN) didirikan pada tahun 1998. Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) sekarang bertanggung jawab atas kegiatan penelitian dan pengembangan nuklir negara melalui Organisasi Riset Tenaga Nuklir (ORTN).

Menurut Keputusan Presiden No. 5 tahun 2006, Indonesia harus memiliki empat pembangkit listrik tenaga nuklir yang dibangun pada tahun 2025 dengan total kapasitas setidaknya 4.000 MW. Namun, rencana ini telah tertunda karena protes masyarakat dan faktor-faktor lainnya. Pada Desember 2015, Indonesia tidak akan menggunakan energi nuklir untuk memenuhi target 136,7 GW kapasitas listrik pada tahun 2025 dan 430 GW pada tahun 2050. Pada bulan Agustus 2016, CNEC (China Nuclear Engineering Corporation) dan BRIN sepakat untuk bersama-sama mengembangkan reaktor berpendingin gas bersuhu tinggi (HTGR) di Indonesia. Sebuah reaktor eksperimental tenaga nuklir berkapasitas 10 MW direncanakan akan dibangun di Serpong, dekat Jakarta.

Mengatasi Limbah Nuklir

Pembelahan nuklir menghasilkan limbah radioaktif yang dapat menimbulkan ancaman serius bagi lingkungan dan kesehatan manusia, karena dapat mencemari tanah, air, dan produk pertanian. Radiasi nuklir dapat menyebabkan kerusakan sel dan perubahan genetik yang dapat menyebabkan kanker dan cacat lahir. Radiasi dosis tinggi juga dapat menyebabkan sindrom radiasi akut, yang dapat berakibat fatal dalam waktu singkat. Oleh karena itu, PLTN harus mengelola limbah radioaktif secara aman dan efektif.

Sebagian besar limbah radioaktif disimpan di lokasi tempat limbah tersebut dihasilkan, termasuk 80 lokasi di Amerika Serikat. Dua lembaga federal, Departemen Energi AS dan Komisi Regulasi Nuklir, bertanggung jawab untuk mengatur dan membuang limbah nuklir. Mereka telah mencari solusi permanen untuk kebutuhan pembuangan limbah nuklir negara ini sejak awal tahun 1980-an, dengan menghabiskan miliaran dolar. 

Pada tahun 1987, Kongres memilih Gunung Yucca di Nevada sebagai tempat penyimpanan nasional permanen di bawah Undang-Undang Kebijakan Limbah Nuklir tahun 1982. Namun, lokasi tersebut menghadapi tentangan keras dari para pejabat Nevada, Bangsa Shoshone Barat, dan kritikus lainnya yang mengangkat masalah lingkungan dan keselamatan. Mereka juga berpendapat bahwa situs tersebut memiliki kapasitas terbatas sebesar 77.000 ton, yang lebih kecil dari jumlah limbah yang telah disimpan di fasilitas komersial, sehingga diperlukan solusi lain.

Pemerintahan Obama memotong dana untuk proses perizinan Yucca Mountain pada tahun 2009 dan mencari solusi lain. Pemerintahan Trump pada awalnya mendukung proyek ini, tetapi menarik dana untuk perizinan Yucca Mountain dalam proposal anggaran tahun 2021. Pemerintahan Biden, yang mulai menjabat pada tahun 2021, melanjutkan upaya pemerintahan Obama untuk menemukan solusi yang lebih permanen yang akan melibatkan persetujuan dari pemerintah lokal, negara bagian, dan suku untuk menyimpan limbah nuklir. Namun, proposal untuk fasilitas penyimpanan sementara di Texas dan New Mexico pada tahun 2021 mendapat tentangan dari masyarakat dan politik. Hingga Januari 2022, Gunung Yucca hanya menjadi lokasi penyimpanan yang diusulkan, dan limbah nuklir masih disimpan di masing-masing lokasi.

Menurut laporan IAEA yang diterbitkan pada Januari 2022, kemajuan signifikan telah dicapai dalam pengelolaan limbah radioaktif yang aman dan efektif secara global, termasuk pengembangan repositori geologi dalam (deep geological repositories/DGR). 

Laporan ini memberikan gambaran umum tentang opsi-opsi untuk mengelola bahan bakar bekas dan limbah radioaktif, termasuk informasi tentang inventaris nasional, perkiraan timbulnya limbah dan bahan bakar bekas di masa depan, serta strategi untuk pengelolaan jangka panjangnya. Laporan ini juga menyoroti bahwa lebih dari 80% dari seluruh volume limbah radioaktif padat saat ini sedang dalam proses pembuangan. 

IAEA juga meluncurkan basis data baru untuk bahan bakar bekas dan limbah radioaktif, Sistem Informasi Bahan Bakar Bekas dan Limbah Radioaktif (Spent Fuel and Radioactive Waste Information System/SRIS), pada bulan Juni 2020. Opsi lain untuk membuang persediaan kecil limbah radioaktif tingkat menengah dan tinggi adalah pembuangan sumur bor dalam (DBD), yang telah berhasil diuji coba oleh Institut Teknologi Energi Norwegia (IFE) yang bekerja sama dengan organisasi Eropa lainnya.