Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam upaya mendiversifikasi sumber energi bebas karbon, tenaga nuklir kembali menjadi sorotan sebagai alternatif strategis. Salah satu teknologi nuklir yang menjanjikan adalah reaktor berpendingin gas, yang mampu menghasilkan listrik dengan efisien dan biaya lebih rendah. GT-MHR (Gas Turbine Modular Helium Reactor) adalah salah satu sistem yang memiliki potensi besar dengan menggunakan siklus tertutup Brayton, yang menawarkan efisiensi energi sekitar 47% dan menghasilkan limbah panas sebesar 300 MWth. Narasi ini menggarisbawahi upaya untuk memanfaatkan limbah panas tersebut melalui integrasi sistem siklus Rankine Organik (ORC) serta penggunaan chiller absorpsi (ARC) untuk pendinginan gas masuk ke kompresor. Studi ini berfokus pada desain, penilaian termodinamika, dan analisis ekonomi dari sistem gabungan GT-MHR/ORC/ARC yang kemudian dibandingkan dengan kinerja GT-MHR standar.
Pendekatan kombinasi antara GT-MHR dengan ORC dan ARC memiliki tujuan ganda: meningkatkan produksi listrik dari limbah panas dan mengurangi suhu gas masuk kompresor, yang keduanya berpotensi meningkatkan efisiensi keseluruhan. Hasil analisis menunjukkan bahwa sistem gabungan ini berhasil meningkatkan efisiensi sekitar 12,4% dibandingkan GT-MHR yang berdiri sendiri. Selain itu, Levelized Cost of Electricity (LCOE) atau biaya listrik yang dihasilkan dari sistem gabungan juga turun sebesar 9,7%, menunjukkan keunggulan kompetitif baik dari sisi teknis maupun finansial.
Salah satu aspek menarik dari hasil penelitian ini adalah penurunan biaya investasi total pada sistem gabungan, di mana sistem GT-MHR/ORC/ARC memiliki biaya investasi terlevelisasi sebesar 9065 $/jam, lebih rendah dibandingkan GT-MHR standar yang mencapai 9285 $/jam. Ini disebabkan oleh rasio tekanan yang lebih optimal pada kompresor di sistem gabungan, yang mengurangi aliran helium dan ukuran komponen, sehingga mengurangi biaya keseluruhan.
Penggunaan ORC dalam sistem ini merupakan langkah inovatif, karena memungkinkan pemanfaatan energi limbah panas yang biasanya terbuang menjadi tambahan produksi listrik. ORC bekerja secara optimal pada suhu yang lebih rendah dibandingkan siklus Brayton, sehingga cocok untuk memanfaatkan limbah panas dari GT-MHR. Di sisi lain, ARC digunakan untuk mendinginkan gas helium yang masuk ke kompresor, yang membantu meningkatkan efisiensi kompresi dan mengurangi beban termal pada siklus utama.
Penerapan analisis sensitivitas dalam studi ini menunjukkan bahwa parameter-parameter desain, seperti rasio tekanan kompresor dan suhu gas, sangat berpengaruh terhadap kinerja sistem secara keseluruhan. Proses optimasi yang dilakukan berdasarkan biaya dan eksergi memberikan gambaran yang jelas tentang bagaimana sistem gabungan ini bisa mencapai titik kerja yang optimal baik dari segi teknis maupun ekonomis.
Secara keseluruhan, studi ini memberikan wawasan yang komprehensif dan menyeluruh mengenai potensi sistem gabungan GT-MHR/ORC/ARC sebagai solusi yang lebih efisien dan ekonomis dalam menghasilkan energi listrik dari reaktor nuklir berpendingin gas. Dengan efisiensi yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah, sistem ini berpotensi besar untuk menjadi pilihan utama dalam pengembangan pembangkit listrik berbasis nuklir di masa depan.
