Mungkin kita sudah sering mendengar istilah PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) atau PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), namun pernahkah Anda mendengar istilah PLTN? PLTN sendiri merupakan singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Pada 27 Juni 1954, pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia yang memasok listrik ke jaringan mulai beroperasi di Obninsk, Uni Soviet.
Lantas apa sebenarnya PLTN itu? Simak selengkapnya tentang Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, bagaimana cara kerja, serta kelebihan dan kekurangannya.
Pengertian PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) atau Nuclear Power Plant adalah jenis pembangkit yang berasal dari energi nuklir. Energi nuklir tercipta ketika inti atom uranium terpecah dalam proses yang disebut fisi nuklir. Dalam proses ini, terjadi pembelahan nukleus atom menjadi beberapa bagian yang lebih kecil, yang kemudian melepaskan sejumlah besar energi dalam bentuk panas.
Panas itulah yang kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan uap penggerak turbin, sementara laju reaksinya dijaga agar tetap terkendali.
Selama 50 tahun terakhir, penggunaan tenaga nuklir diperkirakan telah menghindarkan emisi karbon dioksida lebih dari 60 gigaton – hampir setara dengan emisi terkait energi global selama dua tahun.
Dilansir dari eia.gov dengan data per 1 Juli 2022, 92 reaktor nuklir beroperasi di 54 pembangkit listrik tenaga nuklir di 28 negara bagian. Dan sejak tahun 1990, pembangkit listrik tenaga nuklir telah menyumbang sekitar 20% listrik Amerika Serikat. Tiga puluh dua dari pembangkit tersebut memiliki dua reaktor, dan tiga pembangkit memiliki tiga reaktor.
Namun dibalik kondisi dunia yang membutuhkan banyak listrik rendah karbon, beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di negara-negara maju justru mengalami penurunan jumlahnya. Penurunan ini terjadi karena kurangnya investasi untuk pembangunan serta operasional PLTN.
Cara Kerja PLTN
Setelah mengetahui tentang apa itu Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, selanjutnya kita akan mengulas tentang cara kerja PLTN. Reaktor yang berfungsi sebagai pengendali fisi nuklir menggunakan uranium sebagai bahan bakar nuklir.
Uranium yang telah melalui proses penyulingan, kemudian dijadikan pelet keramik kecil dan ditumpuk dalam tabung logam tersegel yang disebut batang bahan bakar. Biasanya, lebih dari 200 batang ini digabungkan menjadi satu untuk membentuk rakitan bahan bakar dan tingkat daya menentukan jumlah rakitan yang ada pada inti reaktor.
Batang bahan bakar yang ada dalam bejana reaktor berisi air yang berfungsi sebagai medium dan pendingin. Air ini sekaligus berperan sebagai moderator yang memperlambat neutron hasil fisi agar reaksi berantai tetap berjalan.
Kemudian, batang kendali bisa dimasukkan ke dalam inti reaktor untuk menekan laju reaksi. Dan panas yang dihasilkan oleh fisi mengubah air menjadi uap, yang memutar turbin untuk menghasilkan listrik bebas karbon.
Baca Juga: Seputar Energi Terbarukan: Manfaat, Jenis, dan Contohnya
Jenis Reaktor Nuklir
Dilansir dari situs rimbakita, reaktor PLTN memiliki beragam jenis, berikut beberapa jenis reaktor nuklir:
1. Reaktor Fisi
Proses fisi terjadi ketika neutron bertumbukan dengan atom yang lebih besar, kemudian menyebabkan atom tersebut tereksitasi dan terbelah menjadi dua atom yang lebih kecil. Pada proses ini, neutron tambahan juga lepas sehingga reaksi berantai dapat dimulai. Sejumlah energi besar lepas ketika setiap atom terbelah.
Reaksi fisi pada reaktor paling sering menggunakan uranium dan plutonium karena mudah untuk memulai dan mengendalikannya. Fisi dalam reaktor melepaskan energi yang berubah menjadi panas untuk mendidihkan air menjadi uap. Uap tersebut kemudian memutar turbin sehingga menghasilkan listrik tanpa emisi karbon.
2. Reaktor Fusi
Proses fusi terjadi ketika dua atom bertumbukan untuk membentuk atom yang lebih berat, seperti ketika dua atom hidrogen menyatu membentuk satu atom helium. Proses ini adalah proses yang sama seperti yang menggerakkan matahari dan menciptakan energi dalam jumlah besar. Fusi juga tidak menghasilkan produk belah berumur panjang seperti pada fisi, meskipun neutron yang dilepaskannya tetap dapat mengaktifkan material di sekitarnya.
Kajian tentang reaksi fusi terus dilakukan oleh para ilmuwan, namun dalam prosesnya mengalami kesulitan karena untuk menyatukan kedua inti dibutuhkan suhu dan tekanan yang sangat ekstrem.
Kelebihan PLTN
Berikut beberapa kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir:
1. Bebas Karbon
Pembangkit listrik berbahan bakar fosil seperti PLTU batu bara dan PLTG melepaskan karbon dioksida yang menjadi salah satu penyebab pemanasan global. Berbeda dengan itu, pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir nyaris tidak menghasilkan karbon dioksida.
Walaupun demikian, PLTN tetap menyisakan persoalan lingkungan tersendiri, terutama limbah radioaktif, meskipun emisi karbonnya jauh lebih rendah daripada PLTU.
2. Menghasilkan Daya yang Tinggi
Pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan tingkat energi yang tinggi dibandingkan dengan sebagian besar sumber daya (terutama energi terbarukan), yang membuatnya menjadi penyedia beban listrik dasar yang besar. “Beban Listrik Dasar” merupakan tingkat permintaan energi minimum pada jaringan listrik dalam rentang waktu tertentu.
Nuklir memiliki potensi untuk menjadi sumber listrik baseload dengan output tinggi. Selain itu, nuklir adalah kandidat utama untuk menggantikan sumber listrik baseload saat ini yang berkontribusi secara signifikan terhadap polusi udara, seperti pembangkit listrik tenaga batu bara besar.
3. Pasokan Listrik yang Stabil
Tingkat produksi energi nuklir yang konstan membuat sumber ini dapat diandalkan sepanjang waktu dan tidak bergantung pada cuaca seperti tenaga surya maupun angin. Kestabilan PLTN dalam menghasilkan daya keluaran yang tinggi menjadikannya pilihan yang andal sebagai pemasok beban dasar jaringan listrik.
4. Biaya Operasional yang Cenderung Rendah
Tenaga nuklir merupakan salah satu energi yang relatif paling hemat biaya dan dapat diandalkan dibandingkan dengan sumber-sumber lainnya. Selain biaya awal konstruksi, biaya pembangkitan listrik lebih murah dan lebih berkelanjutan dari bentuk energi lain.
Selain itu, tenaga nuklir memiliki risiko inflasi biaya yang lebih kecil dari sumber tenaga lain yang mengalami fluktuasi dari waktu ke waktu.
Kekurangan PLTN
Berikut beberapa kekurangan PLTN:
1. Modal yang Tinggi
Salah satu komponen yang penting dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah reaktor. Reaktor memerlukan tingkat keamanan yang tinggi mengingat perangkat ini merupakan perangkat kompleks sehingga memerlukan biaya yang tinggi.
2. Limbah Nuklir
Permasalahan mengenai limbah nuklir merupakan persoalan yang kompleks. Limbah nuklir adalah produk sampingan yang berbahaya dari pembangkit listrik tenaga nuklir. Limbah nuklir sendiri bersifat radioaktif, menjadikannya ancaman bagi lingkungan dan kesehatan. Juga untuk menangani limbah nuklir dengan benar membutuhkan kehati-hatian serta teknologi yang mumpuni.
Alasan inilah yang membuat pemerintah menggelontarkan anggaran yang lumayan besar untuk memproses dan membuang bahan bakar nuklir yang sudah tidak terpakai dengan aman.
3. Uranium Tidak Dapat Diperbaharui
Meskipun energi nuklir merupakan sumber tenaga yang “bersih”, namun secara teknis energi nuklir tidak dapat diperbaharui. Teknologi nuklir saat ini bergantung pada bijih uranium sebagai bahan bakar, yang jumlahnya terbatas di kerak bumi.
Semakin lama kita mengandalkan tenaga nuklir (dan khususnya bijih uranium), semakin menipis sumber daya uranium di bumi, yang akan meningkatkan biaya untuk mengekstraknya, dan juga memberikan dampak negatif terhadap lingkungan dari penambangan dan pengolahan uranium.
4. Malfungsi Dapat Menyebabkan Kerugian yang Besar
Kelelehan teras atau meltdown terjadi ketika reaktor menghasilkan panas melebihi kemampuan sistem pendingin untuk membuangnya, sehingga bahan bakar dan komponen teras melampaui titik lelehnya. Peristiwa ini berbeda dari ledakan nuklir, yang tidak mungkin terjadi pada reaktor daya karena kadar uranium-235 pada bahan bakarnya terlalu rendah.
Jika hal ini terjadi, uap radioaktif panas dapat keluar, yang dapat menyebabkan reaktor nuklir meleleh sepenuhnya dan terbakar, sekaligus melepaskan bahan radioaktif berbahaya ke lingkungan.
Hal tersebut merupakan skenario terburuk yang mungkin terjadi. Karena itu PLTN dirancang dengan sistem keselamatan berlapis untuk mencegahnya, mulai dari sistem pendingin darurat sampai sungkup pengungkung reaktor.
Baca Juga: Proses Pembentukan Batu Bara, Fungsi, dan Jenisnya
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di Indonesia
Sampai dengan saat ini, Indonesia belum memiliki Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Akan tetapi dilansir dari Enerdata, Badan Pengawas Tenaga Nuklir Indonesia (BAPETEN) telah mengumumkan bahwa Pemerintah Indonesia berencana membangun pembangkit listrik tenaga nuklir pada 2039, dalam rangka membantu Indonesia mencapai target emisi nol bersih pada 2060. Keterangan tersebut merupakan informasi per 2023 dan masih dapat berubah. Diketahui bahwa, kapasitas dan lokasi dari pembangkit listrik tenaga nuklir yang akan dibangun tersebut belum diumumkan.
Namun, Bapeten telah mengumumkan bahwa mereka telah menyiapkan serangkaian peraturan tentang infrastruktur keselamatan nuklir, mulai dari mengevaluasi lokasi yang direncanakan untuk PLTN, konstruksi hingga uji coba operasi.
Bapeten menyatakan bahwa mereka akan berhati-hati dalam menentukan lokasi PLTN karena adanya risiko seismik di Indonesia. Posisi Indonesia di kawasan Cincin Api Pasifik membuat negara ini rawan gempa, hal ini merupakan salah satu faktor belum adanya Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di Indonesia.
Itulah beberapa informasi mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang dapat kami sampaikan secara detail. Solar Industri juga menyediakan kebutuhan Marine fuel oil serta kebutuhan oil untuk industri perkapalan. Selengkapnya, Anda dapat melihat produk Bunker Service kami pada laman berikut.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Bagaimana cara kerja PLTN?
Reaksi fisi inti uranium di dalam reaktor menghasilkan panas dalam jumlah besar. Panas itu memanaskan air menjadi uap bertekanan, uap memutar turbin, dan turbin memutar generator sehingga menghasilkan listrik. Prinsipnya sama dengan PLTU, yang berbeda hanya sumber panasnya, yaitu reaksi inti alih-alih pembakaran bahan bakar.
Apakah PLTN bisa meledak seperti bom nuklir?
Tidak bisa. Bahan bakar reaktor daya hanya diperkaya sekitar tiga sampai lima persen uranium-235, jauh di bawah kadar yang diperlukan untuk ledakan nuklir. Risiko kecelakaan yang nyata adalah kelelehan teras atau meltdown, yaitu ketika panas melampaui kemampuan sistem pendingin, sehingga bahan radioaktif berpotensi terlepas ke lingkungan.
Apakah energi nuklir termasuk energi terbarukan?
Bukan. Uranium adalah sumber daya mineral yang jumlahnya terbatas di kerak bumi dan tidak terbarui dalam skala waktu manusia. Nuklir digolongkan sebagai energi rendah karbon karena pengoperasiannya nyaris tidak melepas karbon dioksida, tetapi golongan itu berbeda dari energi terbarukan seperti surya, angin, dan air.
Apa perbedaan reaksi fisi dan fusi?
Fisi adalah pembelahan inti atom berat seperti uranium menjadi inti-inti yang lebih ringan, dan inilah yang dipakai seluruh reaktor komersial saat ini. Fusi adalah penggabungan inti-inti ringan seperti hidrogen menjadi inti yang lebih berat, proses yang menyalakan matahari. Fusi memerlukan suhu dan tekanan sangat ekstrem sehingga sampai kini belum dapat dioperasikan secara komersial.
Apakah Indonesia sudah memiliki PLTN?
Indonesia belum memiliki PLTN komersial. Yang sudah ada adalah tiga reaktor riset, yaitu di Bandung, Yogyakarta, dan Serpong, yang dipakai untuk penelitian serta produksi radioisotop. Rencana pembangunan PLTN masih pada tahap kajian, penyiapan regulasi keselamatan oleh BAPETEN, dan evaluasi tapak, dengan perhatian khusus pada risiko kegempaan di Indonesia.
Apa masalah utama limbah nuklir?
Bahan bakar bekas tetap bersifat radioaktif selama ribuan tahun sehingga tidak dapat dibuang seperti limbah biasa. Penanganannya bertahap, mula-mula didinginkan di kolam penyimpanan di lokasi pembangkit, lalu dipindahkan ke penyimpanan kering. Penyimpanan permanen di formasi geologi dalam masih menjadi tantangan besar, dan baru sedikit negara yang memiliki fasilitas semacam itu.
