Tantangan Perang Dan Iklim

Perdana menteri Inggris mengatakan pekan lalu bahwa ia mungkin mempertimbangkan untuk beralih ke tenaga nuklir untuk mengimbangi kenaikan harga gas alam, yang telah melonjak sekitar 150% di Eropa sejak dimulainya perang di Ukraina. Kenaikan harga ini lebih dari dua kali lipat.

Ini juga akan mendukung sikap iklim Inggris yang kuat terhadap emisi gas rumah kaca (GRK) net-zero — karena tenaga nuklir menghasilkan energi hijau. Namun, itu tidak begitu bersih dalam hal lain – lihat di bawah.

Tetapi negara-negara berenergi tinggi telah beralih dari nuklir ke gas alam. Bloomberg Green Newsletter mengatakan pembangkit listrik tenaga nuklir Jerman pada tahun 2021 60% lebih rendah dari puncaknya, Inggris 50% lebih rendah, dan Jepang 87% lebih rendah.

Dengan perang berkecamuk di Ukraina, seorang pengamat menyarankan bahwa Jerman, jika dihadapkan dengan krisis gas, mungkin membuka kembali pembangkit listrik tenaga nuklir yang telah dihentikan. Jerman mengimpor 49% gasnya dari Rusia.

Apakah tenaga nuklir memerlukan pandangan lain sebagai alternatif energi gas alam dan sebagai cara untuk mendekarbonisasi dunia?

Gas alam versus nuklir di Eropa.

Jika Rusia mematikan pipa utama ke Jerman, Nordstream 1, bagaimana mungkin Jerman dan negara-negara Eropa lainnya menggantikan gas? Kembar pipa baru, Nordstream 2, tidak akan membantu karena baru-baru ini ditutup oleh Jerman, mengutip perang Ukraina, bahkan sebelum mulai mengalirkan gas dari Rusia.

Salah satu solusinya adalah meningkatkan impor LNG ke Eropa oleh eksportir terkemuka Australia, Qatar dan AS. Hanya perlu lebih banyak terminal ekspor dan lebih banyak kapal tanker kargo LNG khusus.

Apakah nuklir merupakan pilihan untuk menggantikan energi gas alam? Tidak mudah, karena 28 dari 34 negara di Eropa pada tahun 2020 mengkonsumsi lebih banyak energi gas alam daripada nuklir.

Jerman mengkonsumsi 2.6 Exajoule (EJ) lebih banyak energi dari gas daripada dari nuklir. Diferensial terbesar berikutnya adalah Italia (2.4 EJ) dan Inggris (2.2 EJ).

Sebagian besar negara bergantung pada gas alam lebih dari yang mereka lakukan pada nuklir. Prancis adalah satu-satunya pengecualian besar karena 37% listrik Prancis disediakan oleh pembangkit nuklir — energi nuklir yang dikonsumsi jauh lebih banyak daripada gas alam (1.7 EJ lebih banyak).

Sudut pandang iklim.

Gas alam merupakan bahan bakar fosil, kecuali jika bersumber dari limbah. Banyak yang berpendapat bahwa gas akan menjadi bahan bakar jembatan dalam transisi ke energi terbarukan, karena membakar dua kali lebih bersih dari batu bara dan minyak. Misalnya, bp's utama minyak Outlook Energi 2020 mendalilkan skenario masa depan di mana gas akan menjadi bahan bakar fosil dominan yang dibutuhkan untuk mencapai nol bersih pada tahun 2050, tetapi ini hanya akan menjadi setengah dari jumlah energi yang berasal dari angin, matahari, dan air.

Tetapi meningkatkan beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir pasti akan membantu menurunkan emisi GRK dan mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik tenaga gas dan batu bara.

Bill Gates menambahkan positif lain untuk nuklir. Dalam bukunya Bagaimana Menghindari Bencana Iklim, Gates mengatakan bahwa untuk setiap pon bahan konstruksi, reaktor nuklir menyediakan lebih banyak energi daripada energi terbarukan tradisional. Sistem surya, hidro, dan angin membutuhkan 10-15 kali lebih banyak beton dan baja daripada membangun reaktor nuklir, untuk unit energi yang sama yang dihasilkan. Ini adalah masalah besar, katanya, karena ada banyak emisi GRK ketika pabrik material beton dan baja ini.

Apa yang diperlukan untuk mengganti semua gas alam Eropa dengan energi nuklir? Satu perkiraan adalah 50-150 pembangkit listrik tenaga nuklir baru. Jika dirata-ratakan lebih dari 34 negara, ini berarti setiap negara harus membangun sekitar 1-4 pembangkit listrik tenaga nuklir. Mungkin ini bisa dilakukan pada tahun 2050, tetapi isu-isu kontroversial yang dibahas di bawah ini akan membuatnya sangat tidak mungkin.

Masalah nuklir yang kontroversial.

Dua masalah besar adalah reaktor nuklir membutuhkan waktu lama untuk diizinkan, diatur dan dibangun, dan juga mahal dan biasanya melebihi anggaran. Bandingkan ini dengan energi terbarukan angin dan matahari dan baterai yang semakin murah setiap saat.

Kedua, bahan bakar nuklir bekas bersifat radioaktif dan sangat sulit untuk memastikan bahwa penyimpanan bawah tanah akan aman untuk waktu yang lama. Meskipun hanya sebagian kecil dari limbah nuklir berumur panjang dan sangat radioaktif (3% dari total), ini perlu dipisahkan dan diisolasi, biasanya dengan penyimpanan geologis yang dalam, selama puluhan ribu tahun.

Sebagai tambahan, penyimpanan limbah nuklir di AS adalah masalah yang menarik. Bahan bakar nuklir limbah di AS ada di 33 negara bagian yang berbeda di mana itu disimpan di 75 situs. Sampah bertambah 2,000 ton setiap tahun dan kewajiban yang sangat besar mendekati $30 miliar.

Sebuah solusi sementara telah diusulkan untuk penyimpanan di dua lokasi: satu di New Mexico disebut Holtec dan satu di Texas disebut ISP. Keduanya akan terletak di cekungan Permian, tetapi kontroversial sebagian karena semakin banyak gempa bumi. Sebuah RUU baru di senat AS telah diusulkan untuk menghentikan hal ini terjadi.

Reaktor modular kecil.

SMR adalah reaktor modular kecil yang meminimalkan masalah pertama dari atas — waktu yang lama untuk mengizinkan, mengatur, dan membangun pembangkit nuklir. Sebuah SMR biasanya menghasilkan 300 MW listrik, dan dirancang untuk dibangun di pabrik. Reaktor semacam itu dapat memberi daya pada lebih dari 200,000 rumah. Ada lebih dari 50 desain berbeda untuk SMR.

DOE telah menghabiskan lebih dari $1.2 miliar untuk SMR hingga saat ini, dan sekarang ingin memberi perusahaan seperti NuScale setidaknya $5.5 miliar lebih untuk mengembangkan dan mendemonstrasikan desain SMR selama dekade berikutnya. Aplikasi praktis mungkin 10-20 tahun lagi.

Seberapa cepat fusi nuklir?

Fusi hidrogen melepaskan sejumlah besar energi, seperti yang telah ditunjukkan oleh bom hidrogen yang menerangi Pasifik pada 1950-an. Di sebuah perusahaan Eropa bersama disebut JET di Oxfordshire, Inggris, magnet berbentuk donat besar berisi plasma yang dipanaskan hingga suhu sangat tinggi 100 juta derajat.

Tim baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka telah menggandakan energi fusi yang dihasilkan, sebuah langkah maju yang besar. Fusi hidrogen terus berlangsung selama sekitar 5 detik – kemajuan besar dibandingkan tes sebelumnya. Plasma di dalam magnet donat meniru kondisi di bagian dalam matahari kita selama 5 detik ini. Fusi tentu saja merupakan sumber energi matahari.

Langkah selanjutnya akan terjadi di lab yang lebih besar dan lebih baik di Prancis bernama Iter, yang diharapkan akan dimulai pada tahun 2035. Daya tariknya adalah 1 pon bahan bakar fusi akan menghasilkan lebih dari 10 juta kali energi 1 pon batu bara, minyak, atau gas. Tetapi penerapan fusi komersial masih beberapa dekade lagi, jadi bukan solusi untuk perubahan iklim sebelum 2050.

Jalan ke depan.

Energi nuklir adalah energi bersih dan fasilitasnya kompak dibandingkan dengan luas areal ladang angin tetapi lebih mahal. Nuklir juga memancarkan GRK yang jauh lebih sedikit ketika membuat bahan seperti beton dan baja yang digunakan untuk membangun reaktor nuklir. Nuklir juga memiliki catatan keamanan yang hebat selain Chernobyl pada tahun 1986. Fukushima pada tahun 2011 sangat menakutkan, tetapi tidak ada nyawa yang hilang.

Tetapi kekhawatiran yang disebutkan di atas berarti bahwa nuklir bukanlah solusi praktis untuk menggantikan gas alam di Eropa jika harganya terus melonjak atau jika sanksi terkait perang atau pengembalian sanksi menyebabkan penutupan aliran gas dari Rusia.

Nuklir juga tidak mungkin memberikan kontribusi besar untuk mengurangi emisi GRK global karena hanya berkontribusi 4.4% dari konsumsi energi global pada tahun 2020. Perizinan, regulasi, konstruksi, dan biaya pembangunan PLTN baru terlalu banyak. Dan garis awal terlalu jauh ke belakang untuk sebagian besar negara Eropa — fraksi konsumsi energi nuklir hanya 6.7% di Inggris, 4.9% di Jerman, dan 8.6% di AS – kecuali jika reaktor nuklir mothballed dapat dibangkitkan kembali dengan cepat.