Reaktor Nuklir Kecil Bisa Menjadi Kunci untuk Mencapai Tujuan Emisi: Apakah AS Siap?
SMR menarik investasi teknologi besar-besaran untuk mengurangi emisi, meskipun penerapannya masih menghadapi tantangan. Penelitian baru menunjukkan bahwa SMR dapat membantu mencapai sasaran emisi pada tahun 2050 melalui kebijakan strategis pemerintah.
Minat terhadap reaktor nuklir modular kecil (SMR) semakin meningkat, dan raksasa teknologi seperti Google, Amazon, dan Microsoft berinvestasi pada teknologi energi rendah karbon yang menjanjikan ini.
Hal ini mempunyai potensi untuk membantu perusahaan-perusahaan dan negara tersebut mencapai target emisi mereka sekaligus memenuhi permintaan energi yang terus meningkat. Namun Amerika Serikat belum mengembangkan SMR pertamanya dan teknologi tersebut menghadapi tantangan penerapan yang besar karena biaya dan kompleksitasnya.
Namun, penelitian baru dari Universitas Michigan menunjukkan bahwa SMR layak secara ekonomi dan siap untuk mulai mencapai potensinya pada tahun 2050.
“Meskipun mahal dan menantang, SMR mempunyai potensi untuk diterapkan,” kata Max Vanatta, penulis utama studi baru di jurnal tersebut. Energi Alam. Vanatta adalah mahasiswa doktoral di Sekolah Lingkungan dan Keberlanjutan UM dan di Departemen Teknik Industri dan Operasi.
“Meski mahal, namun tetap bisa menjadi pilihan dengan biaya terendah,” kata Vanatta.
Studi tersebut memperkirakan bahwa SMR dapat digunakan pada saat itu untuk mengurangi emisi karbon dioksida tahunan negara tersebut hingga 59 juta metrik ton. Namun, untuk mencapainya, mereka memerlukan bantuan dari pemerintah dan industri yang membangun dan menerapkan teknologi tersebut.
Proyek bukan produk
Salah satu keuntungan tenaga nuklir adalah cara kita menggunakannya sangat mirip dengan cara kita menggunakan energi dari bahan bakar fosil. Oleh karena itu, terintegrasi secara mulus dengan jaringan yang ada.
Namun energi nuklir juga memiliki pertimbangan yang unik—sangat unik sehingga tidak ada dua pembangkit listrik tenaga nuklir yang benar-benar identik, kata para peneliti.
“Reaktor nuklir bukanlah produk seperti yang kita pikirkan tentang teknologi lainnya,” kata rekan penulis Robb Stewart, kepala bagian teknologi Alva Energy. “Itu lebih seperti proyek konstruksi.”
Untuk pembangkit listrik tenaga nuklir konvensional, proyek tersebut melibatkan beberapa bangunan dan elemen khusus, termasuk menara pendinginnya yang terkenal. Hasil bersih di AS, rata-rata, adalah pembangkit listrik yang menghasilkan sekitar 1 gigawatt tenaga listrik, menurut Departemen Energi AS.
SMR masih merupakan proyek, kata Stewart, tetapi merupakan proyek yang lebih kecil. Mereka mengecilkan reaktor agar sesuai dengan desain yang lebih modular, sehingga mengorbankan kapasitas daya maksimum. SMR terbesar menghasilkan sekitar 30% daya rata-rata pembangkit listrik konvensional, namun dapat ditempatkan di satu gedung di lokasi dimana listrik akan digunakan.
Dalam studi baru tersebut, Vanatta, Stewart, dan Michael Craig, asisten profesor sistem energi UM, mempertimbangkan penerapan SMR di lebih dari 900 fasilitas yang menggunakan gas alam untuk memenuhi kebutuhan pemanas industri mereka. Fasilitas tersebut mewakili 14 industri padat panas, termasuk pabrik kertas, kilang minyak bumi, dan produsen bahan kimia.
“Menyediakan panas yang cukup murah melalui cara-cara rendah karbon sangatlah sulit,” kata Vanatta. “Di sinilah SMR mempunyai peluang yang sangat bagus.”
Untuk analisisnya, tim mengembangkan model untuk memproyeksikan tingkat dan dampak penerapan SMR dalam konteks tiga variabel.
Bagaimana membuat SMR kompetitif
Salah satu variabelnya adalah biaya gas alam. Tim menemukan bahwa SMR dapat bersaing ketika gas alam dihargai $6 atau lebih per metrik juta unit termal Inggris, atau MMBtu, yang merupakan unit standar pengukuran kandungan panas. Meskipun itu bukan angka terendah yang bisa Anda lihat untuk harga gas alam, ini adalah harga industri yang realistis, kata Vanatta.
Variabel lainnya adalah bagaimana pemerintah memberikan insentif terhadap pengembangan SMR melalui kebijakan. Di sini, para peneliti menemukan bahwa insentif seperti kredit pajak dan pajak karbon memberikan perbedaan yang besar, sedangkan subsidi langsung tidak memberikan dampak yang besar.
“Jika Anda hanya mensubsidi pengembangan SMR dengan dana $10 miliar, membangun sebanyak mungkin modul dengan jumlah sebesar itu dengan fasilitas termurah, hal itu tetap tidak akan berhasil,” kata Vanatta. “Kebijakan lain mempunyai dampak yang sangat berharga. Mereka melakukan banyak hal.”
Variabel terakhir adalah seberapa besar pengalaman membangun dan memasang SMR akan menurunkan biaya proyek SMR di masa depan. Tim menyebut hal ini sebagai pembelajaran, dan ini merupakan komponen proyek yang paling menonjol bagi Stewart.
“Kemampuan model ini menjadikannya yang pertama dari jenisnya,” kata Stewart. Dengan demikian, model ini dapat membantu membawa dimensi baru pada studi serupa mengenai teknologi lain, khususnya di bidang energi rendah karbon, tambahnya.
“Ada banyak teknologi yang baru saja keluar dari laboratorium,” kata Stewart. “Baik itu penyimpanan nuklir, baterai, atau teknologi panas bumi, kami ingin melihat bagaimana biaya berkembang mulai dari pembangunan sistem pertama hingga yang ke-100.”
Secara historis, belum banyak pembelajaran yang dapat mengurangi biaya terkait pembangkit listrik tenaga nuklir konvensional. Ini adalah konsekuensi lain dari betapa uniknya setiap proyek nuklir, kata Vanatta.
Namun dia optimistis, desain SMR yang lebih kecil dan modular dapat membantu melawan tren tersebut. Bahkan dalam skenario terburuk, ketika SMR mengalami pembelajaran negatif dan biaya antar proyek meningkat, tim masih melihat potensi penerapannya.
Namun, para peneliti menekankan betapa lebih mudahnya pembelajaran positif.
“Kita perlu memastikan bahwa kita menangkap pembelajaran tersebut dan mengembangkannya,” kata Stewart. “Kita perlu memastikan virus tersebut tidak terjebak dalam bisnis atau utilitas tertentu.”
Menurut Administrasi Informasi Energi AS, pembangkit listrik tenaga nuklir konvensional saat ini menyediakan kapasitas listrik sekitar 100 gigawatt bagi negara tersebut. Fasilitas yang dianalisis oleh tim dapat mengerahkan lebih dari 20 gigawatt tambahan dalam skenario terbaik untuk SMR.
“Ini akan memerlukan segalanya, namun semuanya demi menghasilkan energi yang dapat diandalkan dan rendah karbon,” kata Vanatta.
Referensi: “Peran pembelajaran pembuatan kebijakan dan modul dalam dekarbonisasi industri dengan reaktor modular kecil” oleh Max Vanatta, William R. Stewart dan Michael T. Craig, 4 November 2024, Energi Alam.
DOI: 10.1038/s41560-024-01665-w
