• Nuklir menyumbang sekitar 9,2% kebutuhan energi listrik global
• Hingga saat ini evolusi teknologi pembangkit listrik tenaga nuklir telah melewati empat generasi desain yang berbeda: (1) prototipe, (2) pembangkit listrik komersial, (3) teknologi reaktor air ringan yang canggih, dan (4) konsep desain revolusioner, yaitu Generasi IV.
• Reaktor nuklir bertugas untuk menghasilkan energi panas yang akan dikonversi ke energi listrik. Semakin tinggi daya nuklir, akan semakin tinggi juga energi yang diproduksi.

Sobat EBT Heroes, tahukan kalian bahwa energi nuklir telah menjadi salah satu pemasok kebutuhan energi global selama hampir 60 tahun, lho! Diagram di atas menunjukkan bagaimana pembangkit listrik tenaga nuklir berkontribusi terhadap produksi energi dunia. Sejak enam dekade lalu, nuklir telah berkembang banyak, ditunjukkan dengan produksi energi yang melesat jauh di tahun 2010.

Nuklir telah memberikan dampak besar bagi keberlangsungan hidup manusia di bumi. Pada tahun 2022, energi nuklir menempati peringkat ke-4 dalam bauran energi listrik dunia, dengan kontribusi sebesar 9,2% dari total listrik yang dihasilkan secara global. Unsur terpenting dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah kekuatan reaktor nuklirnya. Reaktor nuklir bertugas untuk menghasilkan energi panas yang akan dikonversi ke energi listrik. Semakin besar daya reaktor nuklir, semakin tinggi pula jumlah energi listrik yang dapat diproduksi.

Reaktor nuklir sendiri telah mengalami beberapa pengembangan teknologi secara signifikan sejak tahun 1950-an. Hingga saat ini, evolusi teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) telah melewati empat generasi desain yang berbeda: (1) prototipe, (2) pembangkit listrik komersial, (3) teknologi reaktor air ringan yang canggih dan (4) konsep desain revolusioner, yaitu Generasi IV. Yuk, simak penjelasannya!

Baca juga

---

• Government Moral Crisis On Energy And Waterd
• Nuclear Energy And The Future Of Electric Vehicles

---

Generasi I

Generasi I mengacu pada prototipe awal reaktor daya yang dirancang untuk menghasilkan tenaga nuklir secara komersial. Reaktor ini muncul pada era 1950-an dan 1960-an, dengan contoh terkenal seperti Shippingport (1957–1982) di Pennsylvania, Amerika Serikat, dan Calder Hall-1 (1956–2003) di Inggris. Selain itu, Amerika Serikat dalam pengoperasian reaktor Generasi I diatur oleh Komisi Regulasi Nuklir (Nuclear Regulatory Commission, NRC) berdasarkan Judul 10, Kode Peraturan Federal, Bagian 50 (10 CFR Part 50).

Pembangkit listrik tenaga nuklir komersial terakhir yang menggunakan teknologi Generasi I adalah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) Wylfa di Wales, yang resmi dinonaktifkan pada tahun 2010.

Generasi II

Sedangkan untuk pembangkit generasi kedua, mewakili sebagian besar pembangkit nuklir yang sekarang beroperasi. Sistem Gen II mulai beroperasi pada akhir 1960-an yang mengacu pada pengembangan reaktor komersial yang dirancang lebih ekonomis. Generasi ini ditandai dengan masifnya penggunaan nuklir sebagai pembangkit listrik komersial. Banyak pengembangan dari generasi pertama yang diterapkan dalam generasi kedua, termasuk efisiensi dan keamanan. 

Umumnya generasi kedua memiliki masa operasional 40 tahun. Beberapa prototipe reaktor Gen II yaitu; Reaktor Air Bertekanan atau Pressurized Water Reactor (PWR), Reaktor Air Berat atau Canadian Deuterium-Uranium (CANDU), Reaktor Air Mendidih atau Boiling Water Reactor (BWR), Reaktor Grafit atau Gas Advanced Gas-cooled Reactor (AGR) dan Vodo-Vodyanoi Energeticheskaya Reaktor (VVER). 

Reaktor-reaktor ini mulai dikembangkan dengan fitur keselamatan aktif yang melibatkan operasi listrik atau mekanis otomatis. Sebagian besar PLTN Gen II yang masih beroperasi di negara – negara Barat diproduksi oleh salah satu dari tiga perusahaan: Westinghouse, Framatome yang kini bagian dari AREVA 5 dan General Electric (GE).

Desain pada reaktor Generasi II ini membutuhkan jaringan listrik yang cukup besar dan memiliki tingkat keamanan berstandar Eropa. Namun, salah satu tantangan utama dari pembangkit listrik tenaga nuklir Generasi II adalah produksi sejumlah besar bahan bakar bekas yang dihasilkan selama operasi. Bahan bakar bekas ini harus dibuang atau diproses ulang sebagai bagian dari siklus bahan bakar yang tertutup, baik secara sebagian maupun penuh, untuk mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar.

Kecelakaan nuklir di Fukushima Daiichi dan Fukushima Daini pada tahun 2011 menjadi titik balik (turning point) pengembangan keamanan teknolgi nuklir yang lebih efektif. Sebagai respon terhadap kecelakaan ini, perhatian besar diberikan pada pengembangan keamanan pasif untuk reaktor nuklir. Keamanan pasif mengandalkan proses alami, seperti aliran konveksi atau pendinginan tanpa bergantung pada sistem mekanis atau listrik, untuk menjaga reaktor tetap dalam kondisi aman tanpa memerlukan intervensi aktif. Ini memungkinkan sistem untuk berfungsi secara otomatis dalam keadaan darurat, mengurangi risiko kegagalan sistem dan meningkatkan daya tahan terhadap bencana.

Generasi III

Reaktor nuklir Generasi III pada dasarnya adalah reaktor dengan peningkatan desain yang revolusioner di bidang teknologi bahan bakar, efisiensi termal, konstruksi termodulasi, sistem keselamatan terutama penggunaan sistem pasif dan standarisasi desain.

Teknologi reaktor Generasi III dirancang untuk memiliki masa operasi hingga 60 tahun bahkan lebih lama. Namun, bejana tekan reaktor tetap memerlukan maintenance atau penggantian unit setelah periode tertentu, tergantung pada kondisi operasional dan pemakaian. Pembangkit listrik tenaga nuklir generasi III diatur dan diawasi ketat oleh Nuclear Regulatory Commission (NRC).

Saat ini, hanya ada empat reaktor Gen III dengan desain Advanced Boiling Water Reactor (ABWR) yang beroperasi. Salah satu reaktor Generasi III adalah Westinghouse AP-600, reaktor air bertekanan canggih pertama yang berkapasitas 600 MW. Westinghouse telah mengadopsi praktik konstruksi modular dalam pengembangan reaktor ini. Sebagai bagian dari proses ini, Westinghouse meluncurkan pabrik di Lake Charles, Louisiana, yang akan digunakan untuk memproduksi modul untuk AP-1000. varian lebih besar dari AP-600 dengan kapasitas sekitar 1000 MW.

Baca juga

---

• Bagaimana Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir?
• Nuklir: Energi Bersih atau Risiko Lingkungan

---

Generasi IV

Desain reaktor Generasi IV menggabungkan sejumlah kemajuan teknologi dan menetapkan sejumlah kriteria ketat, seperti keberlanjutan, keamanan nuklir, daya saing ekonomi dan resistensi terhadap proliferasi nuklir.

Model-model reaktor Generasi IV mencakup Reaktor Cepat Berpendingin Gas atau Gas-cooled Fast Reactor (GFR), Reaktor Cepat Berpendingin Timbal atau Lead-cooled Fast Reactor (LFR), Reaktor Garam Cair atau Molten Salt Reactor (MSR), Reaktor Cepat Berpendingin Natrium atau Sodium-cooled Fast Reactor (SFR), Reaktor Berpendingin Air Superkritis atau Supercritical Water-cooled Reactor (SCWR), dan Reaktor Suhu Sangat Tinggi atau Very High Temperature Reactor (VHTR).

Dalam upaya kolaboratif internasional, Generation IV International Forum (GIF) secara aktif terlibat proses penelitian dan pengembangan untuk mewujudkan enam teknologi reaktor nuklir Generasi IV. Desain ini dirancang sedemikian rupa, untuk mengurangi biaya, mengurangi risiko keuangan, meminimalkan limbah nuklir dan meningkatkan tingkat keselamatan serta keandalan yang menandakan masa depan menjanjikan bagi evolusi energi nuklir.

Hingga saat ini, negara yang tengah mempersiapkan peluncuran reaktor generasi empat ke ranah komersial adalah China. HTR-PM (High Temperature Reactor – Pebble Bed Modular) adalah reaktor nuklir modular kecil milik China. Pabrik HTR-PM yang dimiliki oleh China adalah Huaneng Group yang diharapkan memiliki 10 unit. Dengan masing-masing terdiri dari dua reaktor HTR-PM kecil yang menggerakkan turbin uap 210 MW. Pembangunan dimulai pada tahun 2012 dan terhubung ke jaringan listrik pada tahun 2021.

#zonaebt #sebarterbarukan #ebtheroes

Editor : Alfidah Dara Mukti

Referensi

[1] https://www.foronuclear.org/en/updates/news/the-worlds-first-generation-iv-nuclear-power-plant-starts-its-commercial-operation-in-china

[2] https://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_nuklir

[3] Nuclear Reactors: Generation to Generation