Kebutuhan energi listrik di Indonesia makin berkembang dan menjadi bagian tak terpisahkan dari kebutuhan hidup masyarakat seiring dengan pesatnya peningkatan pembangunan di bidang teknologi, industri dan informasi. Energi listrik kini merupakan landasan bagi kehidupan modern dan tersedianya dalam jumlah dan mutu yang cukup menjadi syarat bagi suatu masyarakat yang ingin memiliki taraf kehidupan yang baik dan perkembangan industri yang maju. Tabel I.1. memperlihatkan tabel pertumbuhan populasi penduduk Indonesia dan kebutuhan energi listriknya. Pertumbuhan populasi penduduk Indonesia mengacu pada data World Resourses Intitute tahun 2009, pertumbuhan kebutuhan listrik per orang mengacu pada International Energy Agency tahun 2007 dan tabel produk domestik bruto Indonesia tahun 2000 sampai dengan 2050 mengacu pada data World Bank tahun 2008 .
Tabel di atas memperlihatkan bahwa kebutuhan energi listrik semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk dan peningkatan pendapatan per kapita. Jika kita menggunakan asumsi pertumbuhan rata-rata 4,6%, (Habibie, 2009) maka dapat diprediksi kebutuhan energi tahun 2010 hingga sampai tahun 2050 akan mengalami pertumbuhan kira-kira mencapai 604%.
Permasalahan energi bagi kelangsungan hidup manusia merupakan masalah besar yang dihadapi oleh hampir seluruh negara di dunia ini termasuk Indonesia. Tidak lagi ditemukannya cadangan sumber energi dalam jumlah yang besar pada rentang waktu terakhir ini membuat hampir seluruh dunia menjadikan permasalahan energi menjadi problem besar yang perlu ditangani secara serius. Sepuluh negara konsumen energi terbesar yang masih didominasi oleh negara-negara industri maju yang tergabung dalam G8, hampir semuanya menjadikan minyak, batubara dan gas alam sebagai penopang utama kebutuhan energinya, meskipun dengan komposisi yang berbeda-beda. Dari sepuluh negara konsumen energi terbesar tersebut yang mengkonsumsi 64,76% dari total energi dunia, sebagian besar tetap menjadikan minyak sebagai pasokan utama energinya. Indonesia sendiri, dengan jumlah penduduk terbesar keempat di dunia setelah Cina, India, dan Amerika Serikat, berada pada posisi ke 20 sebagai konsumen energi dunia dengan total konsumsi sebesar 1,1% dari total energi dunia (British Petroleum,2005).
Pembangkit energi listrik Indonesia masih bergantung pada energi fosil seperti minyak bumi, gas bumi dan batu bara padahal cadangan batu-bara, gas alam dan minyak bumi Indonesia saat ini secara berturut-turut hanya sebesar 0,55%, 1,39% dan 0.43% dari cadangan energi dunia (British Petroleum, 2005).
Tabel I.2 memperlihatkan data berdasarkan kajian BATAN pada tahun 2010 yang memperlihatkan kapasitas dan proyeksi pembangkit listrik per jenis bahan bakar untuk sistem interkoneksi Jawa-Madura-Bali (JAMALI). Dari data tersebut terlihat jelas bahwa ketergantungan penggunaan energi listrik Indonesia terhadap bahan bakar fosil masih tinggi. Bahan bakar fosil merupakan jenis sumber energi yang tidak dapat diperbaharui, sehingga keberadaannya setiap tahun semakin berkurang. Di sisi lain, pembakaran bahan bakar fosil memunculkan banyak permasalahan lingkungan. Bahan bakar fosil merupakan penyumbang terbesar COx, SOx, abu sisa pembakaran, dan gas-gas berbahaya lainnya. Gas-gas tersebut merupakan faktor terbesar yang mengakibatkan terjadinya efek rumah kaca, yang diyakini sebagai penyebab naiknya suhu di permukaan bumi akibat pemanasan global. Fakta-fakta ini telah memaksa dunia untuk mencari energi alternatif yang bisa menjamin ketersediaan energi dunia di tengah perkembangan ekonomi yang pesat, yang menuntut harga yang kompetitif serta ramah terhadap lingkungan.
Hingga saat ini telah dikembangkan berbagai sumber energi alternatif untuk mengatasi permasalahan energi tersebut, salah satunya adalah pemanfaatan energi nuklir. Dengan kemampuan untuk menghasilkan energi yang sangat besar dengan tingkat densitas yang sangat tinggi, sumber energi ini merupakan kandidat utama sumber energi listrik masa depan. Penggunaan teknologi nuklir sebagai salah satu sumber energi bukanlah hal yang baru.
Pemanfaatan teknologi nuklir dalam bentuk PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nulir) mulai dikembangkan secara komersial sejak tahun 1954. Pada waktu itu di Uni Sovyet (USSR), dibangun dan dioperasikan satu unit PLTN air ringan bertekanan tinggi (PWR) yang setahun kemudian mencapai daya 5 MWe. Di Amerika Serikat juga telah dioperasikan jenis reaktor yang sama dengan daya 60 MWe. Pada tahun 1956 di Inggris dikembangkan jenis Gas Cooled Reactor dengan daya 100 MWe (IAEA, 2010).
Menurut catatan Badan Energi Atom International (International Atomic Energy Agency, IAEA), hingga tahun 2010 di seluruh dunia baik di negara maju maupun berkembang telah dioperasikan sebanyak 438 unit PLTN tersebar di 30 negara dengan kontribusi sekitar 18% dari pasokan tenaga listrik dunia dengan total pembangkitan dayanya rata-rata mencapai 374 MWe. Sementara itu 143 PLTN dalam tahap konstruksi di 24 negara, dengan negara yang sedang membangun PLTN terbanyak adalah China 36 unit, India 20 unit dan Rusia 16 unit. Selain yang memasuki tahap konstruksi, 344 unit PLTN lainnya di dunia sedang dalam tahap perencanaan (IAEA, 2010).
Reaktor nuklir sering kali disebut sebagai temuan revolusioner yang terus berevolusi. Setiap rentang waktu teknologi reaktor nuklir terus berkembang. Setiap generasi baru telah memperbaiki teknologi reaktor pada generasi sebelumnya. Departemen Energi Amerika Serikat telah mengkategorikan desain reaktor nuklir dari generasi ke generasi. Gambar I.1. menggambarkan evolusi teknologi reaktor nuklir (Carlsson, 2003).
Generasi I : Desain ini merupakan prototipe reaktor komersil yang dikembangkan pada tahun 1950 sampai dengan 1960, antara lain reaktor Shippingport, Dresden, Magnox. Semua reaktor tersebut saat ini sudah tidak dioperasikan.
Generasi II : Reaktor generasi kedua ini dikembangkan pada rentang tahun 1970 sampai dengan 1980 dan secara komersial saat ini masih banyak digunakan. Termasuk reaktor LWR (Light-Water Reactors) yaitu reaktor BWR (Boiling Water Reactors) dan reaktor PWR (Pressurized Water Reactors), serta reaktor CANDU (CANada Deuterium-Uranium) dan reaktor AGR (Advanced Gas Cooled Reactor).
Generasi III : Reaktor generasi ketiga ini disebut juga sebagai desain lanjutan pembangkit listrik tenaga nuklir, yang meliputi reaktor ABWR (Advanced Boiling Water Reactor), reaktor EPR (European Pressurized Reactor), APWR (Advanced Pressurized Water Reactor), dan reaktor desain pasif AP600. Reaktor ABWR saat ini banyak dibangun dan beroperasi di Jepang.
Generasi III+ : Generasi ketiga plus sudah dalam pengembangan sejak tahun 1990 dan direncanakan akan dioperasikan secara komersil pada tahun 2010. Contoh yang termasuk reaktor generasi III+ ini adalah reaktor PBMR (Pebble-Bed Modular Reactor) dan SWR-1000 yang merupakan reaktor BWR yang telah dilengkapi dengan fitur keselamatan pasif. Reaktor SWR-1000 saat ini sedang disertifikasi oleh U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC).
Generasi IV : Reaktor generasi keempat direncanakan digunakan secara komersil pada rentang tahun 2015 - 2030. Salah satu negara yang siap membangun dan merealisasikan reaktor generasi keempat adalah negara Rusia. Reaktor generasi ini diharapkan akan sangat ekonomis, memiliki tingkat keselamatan sangat tinggi dan mampu membakar limbahnya sendiri. Contohnya reaktor SVBR-100 berpendingin Pb/Bi, yang merupakan reaktor modular berdaya 100 MW per modul.
Beberapa tahun terakhir ini reaktor nuklir telah menjadi sumber energi alternatif yang memberikan harapan di masa yang akan datang karena menghasilkan energi yang besar dengan polusi udara yang minimal dan limbah yang relatif kecil. Meskipun begitu berbagai masalah masih harus dipecahkan, khususnya menyangkut teknologi pengolahan limbah radioaktif agar dapat mengarah kepada paradigma reaktor nuklir yang bebas limbah radioaktif dan teknologi keselamatan berbasis keselamatan pasif dan inheren.
Tujuan aspek keselamatan PLTN secara umum adalah memproteksi individu, masyarakat dan lingkungan dengan membuat dan menjaga pertahanan yang efektif melawan bahaya radiologis. Sedangkan dari sisi teknis keselamatan ini bertujuan untuk mencegah terjadinya kecelakaan yang telah diperhitungkan dalam desain dengan keyakinan yang tinggi, kebolehjadian yang sangat kecil dan konsekuensi radiologis yang minor, serta menjamin bahwa kecelakaan parah dengan kemungkinan dan konsekuensi radiologis yang serius sangatlah kecil.
Tiga kecelakaan yang signifikan dalam sejarah 50 tahun penggunaan pembangkit listrik tenaga nuklir (World Nuclear Association, 2011) :
Pertama : Three Mile Island USA terjadi pada tahun 1979, adalah kecelakaan yang paling serius dalam sejarah PLTN di Amerika Serikat. Kecelakaan ini sepenuhnya disebabkan kesalahan operator dalam mengendalikan reaktor sehingga reaktor mengalami overheating. Meskipun kejadian ini tidak menyebabkan kematian ataupun cedera para pekerja dan masyarakat sekitar reaktor, tetapi kecelakaan tersebut telah membawa perubahan yang sangat besar yang melibatkan perencanaan tanggap darurat, pelatihan operator reaktor, proteksi radiasi dan regulasi area operasi PLTN. Setelah kejadian ini U.S. Nuclear Regulatory Commision meningkatkan pengawasan terhadap aspek keselamatan reaktor.
Kedua : Chernobyl Ukraina terjadi pada tahun 1986, merupakan tonggak revolusi perkembangan keselamatan PLTN generasi berikutnya. PLTN Chernobyl adalah warisan perang dingin antara blok barat dan blok timur. Tipe reaktor Chernobyl berjenis RBMK (Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny), selain sebagai reaktor daya dapat juga berfungsi sebagai penghasil plutonium yang merupakan bahan baku senjata nuklir, artinya bahwa reaktor Chernobyl di desain juga untuk kepentingan militer. Reaktor Chernobyl sudah mengalami kesalahan dalam hal desain, dan tidak memiliki pengungkung.
Ketiga : Fukhushima Daiichi terjadi pada tahun 2011, disebabkan adanya kegagalan sistem pendingin setelah reaktor padam otomatis akibat terjangan tsunami. Di lokasi ini terdapat enam buah PLTN. Sebelum gempa terjadi PLTN unit 4 - 6 dalam kondisi tak beroperasi untuk perawatan, sedangkan PLTN unit 1 - 3 sedang beroperasi secara normal. Kegagalan sistem pendinginan panas hasil peluruhan (decay heat) menyebabkan temperatur dan tekanan reaktor serta ruang pengungkung meningkat. Kemudian usaha pendinginan dilakukan dengan memasukkan air laut dengan bantuan alat pemadam kebakaran ke dalam bejana reaktor melalui jalur injeksi asam borat, tetapi menemui kegagalan.
Pasca kecelakaan tersebut maka terjadi pergeseran paradigma secara mendasar pada desain dan keselamatan reaktor daya nuklir dan saat ini perkembangan terbaru dalam desain reaktor daya nuklir dikenal sebagai reaktor Generasi keempat. Pada reaktor daya generasi keempat dituntut memenuhi 4 kriteria berikut (Su’ud, 2007):
1.Kemampuan keselamatan inheren (aspek keselamatan yang tak terganggu dengan kemungkinan human error, sabotase, kerusakan peralatan pengontrol, dll).
2.Mampu mengatasi persoalan limbah nuklir yang dihasilkannya/membakar limbahnya sendiri.
3.Ekonomis: dengan biaya produksi yang lebih rendah dari PLTN generasi III (Untuk generasi III, biaya produksi sekitar 3.5 sen US $ per kwh) (Beberapa desain mengejar target di bawah 2 sen US$ per kwh).
4.Karakteristik non proliferasi : yaitu desain yang sulit disalahgunakan untuk kepentingan militer.
