Artikel ke-14 kerjasama antara Majalah Sains dan Young Scientists Network (YSN)-Akademi Sains Malaysia (ASM)
Oleh: Nor Afifah Basri dan Suhairul Hashim**
Jabatan Fizik, Fakulti Sains, Universiti Teknologi Malaysia
**Prof Madya Dr. Suhairul Hashim merupakan Ahli Bersekutu YSN-ASM
Sumber Tenaga Fosil Masa Kini
Sumber tenaga elektrik merupakan keperluan asas yang tidak boleh dipisahkan daripada kehidupan manusia di era serba moden pada hari ini. Majoriti peralatan dan prasarana harian dijana melalui tenaga elektrik seperti sistem pencahayaan, telekomunikasi, pengangkutan dan industri. Penggunaan tenaga elektrik semakin meningkat saban tahun; selari dengan perkembangan teknologi dan dan kepesatan ekonomi di peringkat global. Di Asia, penggunaan tenaga elektrik meningkat daripada 3,369 TW j (joule) pada tahun 2000 kepada 9,053 TW j pada tahun 2016 [1]. Jumlah ini menunjukkan peningkatan ketara penggunaan tenaga elektrik dan corak ini dijangka akan terus meningkat setiap tahun.
Elektrik merupakan tenaga sekunder yang dihasilkan daripada pelbagai sumber tenaga yang dijadikan bahan api dalam proses penjanaannya. Sumber tenaga yang digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik secara komersil boleh dikategorikan kepada tiga; iaitu sumber tenaga fosil, sumber tenaga boleh baharu dan sumber tenaga nuklear. Contoh bahan api yang digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik ialah arang batu, petroleum, gas asli, tenaga suria, biojisim dan lain-lain.
Majoriti negara di dunia menggunakan sumber tenaga fosil sebagai sumber utama untuk penjanaan elektrik termasuklah Malaysia. Hal ini kerana sumber fosil mudah didapati dalam jumlah yang besar dengan kos penjanaan keseluruhan yang lebih murah berbanding sumber tenaga yang lain. Di Semenanjung Malaysia, lebih 80 peratus daripada jumlah keseluruhan penjanaan elektrik dihasilkan menggunakan arang batu dan gas asli. Arang batu diimport sepenuhnya daripada negara pengeluar seperti Indonesia, Australia dan Afrika Selatan, manakala gas asli diperolehi daripada aktiviti mencarigali di persisiran Pantai Timur Semenanjung dan juga di Sarawak. Kedua-dua sumber ini dijangka kekal sebagai sumber penjanaan elektrik utama di Semenanjung Malaysia sehingga 2020 kerana ia masih mudah diperolehi dengan kos yang berpatutan.
Kelemahan utama sumber fosil adalah penghasilan gas rumah hijau yang menyebabkan pencemaran di udara dan peningkatan suhu global. Sektor penjanaan tenaga elektrik membebaskan jumlah gas rumah hijau terbesar berbanding sektor lain, iaitu sebanyak 37 peratus di peringkat global [2] dan 43 peratus di Malaysia [3]. Daripada jumlah ini, majoritinya disumbangkan oleh proses pembakaran sumber tenaga fosil seperti arang batu dan gas asli. Disebabkan kebergantungan Semenanjung Malaysia terhadap sumber fosil ini, jumlah penghasilan gas rumah hijau dijangka terus meningkat sehingga 285.73 juta tan pada tahun 2020 berbanding 88.97 juta tan yang direkodkan pada tahun 2000 [3].
Pergantungan terhadap sumber tenaga fosil dilihat semakin tidak relevan selepas tahun 2030. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang menyebabkan jaminan terhadap kelangsungan bekalan elektrik daripada dua sumber ini semakin berkurangan. Salah satu faktor ialah trend permintaan elektrik yang semakin meningkat saban tahun. Apabila permintaan bertambah, jumlah bahan api yang diperlukan juga perlu ditambah. Disebabkan sumber fosil merupakan sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui atau dikitar semula, tidak dapat dinafikan bahawa sumber fosil ini akan kehabisan pada satu hari nanti.
Walaupun Malaysia merupakan antara negara pengeksport gas asli yang terbesar di dunia, namun jumlah simpanan gas asli nasional dilaporkan semakin berkurangan. Tambahan, gas asli tidak hanya digunakan untuk penjanaan tenaga elektrik, malah digunakan dalam pelbagai sektor lain seperti sektor perindustrian, perumahan dan pengangkutan. Oleh yang demikian, tiada jaminan bahawa simpanan gas asli sedia ada boleh menampung permintaan daripada kesemua sektor di Malaysia umumnya dan sektor tenaga elektrik khususnya. Disebabkan kekangan ini, gas asli telah mula diimport daripada negara jiran semenjak 2015 untuk memastikan kelangsungan bekalannya di Malaysia. Fenomena pengurangan jumlah simpanan bahan api membawa kepada persaingan lebih sengit di antara negara pengimport untuk mendapatkan bekalan, di samping risiko kenaikan harga pasaran disebabkan pertambahan permintaan. Oleh yang demikian, pergantungan terhadap bahan api fosil perlu dikurangkan supaya tidak berlaku krisis kekurangan sumber yang membawa kepada krisis tenaga elektrik pada masa hadapan.
Tenaga Terbaharu: Harapan dan Cabaran
Kerajaan Malaysia berusaha mengurangkan pergantungan kepada sumber tenaga fosil dengan memperkenalkan penggunaan tenaga terbaharu selain kuasa hidro sebagai sumber tenaga alternatif. Tenaga terbaharu yang dilihat paling berpotensi di Malaysia selain kuasa hidro ialah tenaga solar dan biojisim. Tenaga solar menjana elektrik daripada penjanaan haba oleh cahaya matahari, manakala biojisim menjana elektrik daripada penjanaan haba melalui proses pembakaran sisa pertanian seperti kelapa sawit.
Pelbagai jenis program dan insentif telah dilaksanakan untuk menggalakkan penjanaan tenaga terbaharu di Malaysia, antaranya Program Tenaga Terbaharu Kecilan (ataupun SREP – Small Renewable Energy Power) dan mekanisme Tarif Galakan (Feed-in Tariff) yang dipertanggungjawabkan di bawah Pihak Berkuasa Pembangunan Tenaga Lestari Malaysia (SEDA – Sustainable Energy Development Authority) [4]. Program SREP dilaksanakan untuk menggalakkan penjanaan tenaga elektrik daripada sumber terbaharu secara kecilan oleh syarikat persendirian. Program ini dikembangkan kepada beberapa program lanjutan seperti projek MBIPV dan Bio-Gen. Untuk menggalakkan lagi penjanaan elektrik daripada tenaga terbaharu, satu program insentif telah dibangunkan iaitu Tarif Galakan. Tarif Galakan merupakan satu mekanisme pembelian tenaga elektrik daripada syarikat pembekal tenaga terbaharu dengan tarif tertentu untuk dimasukkan ke dalam grid elektrik nasional. Mekanisme ini memastikan bahawa sumber tenaga terbaharu dimasukkan dalam campuran tenaga nasional sebagai penyumbang [5]. Program yang telah dijalankan sejak tahun 2001 ini semakin berkembang dan mendapat sambutan dengan jumlah penjanaan tenaga komersil sebanyak 521.95 GW pada tahun 2015 berbanding 104.87 GW pada tahun 2002.
Di peringkat global, stesen janakuasa elektrik daripada kuasa solar dan kuasa angin yang berskala besar dilihat mampu bersaing dengan sumber tenaga fosil dan tenaga nuklear dalam aspek kepesatan teknologi dan jumlah penjanaan tenaga. Namun demikian, situasi berbeza berlaku di Semenanjung Malaysia akibat beberapa kekangan yang bersifat teknikal. Kekangan utama adalah keterhadan ruang untuk menempatkan ladang solar atau ladang kincir angin untuk penjanaan kuasa yang lebih besar. Untuk stesen janakuasa solar, kawasan seluas 4 ekar (lebih kurang 16 km persegi) diperlukan untuk menjana 1 MW elektrik [6]. Stesen janakuasa angin pula memerlukan kawasan seluas 50 ekar untuk menjana jumlah kuasa elektrik yang sama. Oleh yang demikian, penjanaan kuasa solar dan angin hanya boleh dilakukan dalam skala kecil dan kawasan yang terhad.
Langkah penambahan tenaga terbaharu dalam campuran tenaga dilihat mempunyai perkembangan yang positif, namun jumlah sumbangannya masih terlalu kecil dalam keseluruhan campuran tenaga di Malaysia. Pada tahun 2015, ia hanya menyumbang sebanyak lebih kurang 11 peratus sahaja, yang mana sebahagian besarnya masih disumbang oleh janakuasa hidro. Hal ini demikian kerana penjanaan elektrik daripada sumber ini masih belum dapat menghasilkan jumlah kuasa yang cukup besar seperti mana kuasa hidro sedia ada. Sumbangan daripada tenaga terbaharu diramal akan terus meningkat tetapi dalam peratusan yang kecil sahaja menjelang 2050 [7]. Walaupun jumlah kuasa yang dihasilkan kecil, potensi untuk menghasilkan jumlah kuasa yang lebih besar boleh dicapai dengan perkembangan pesat teknologi dalam bidang tersebut pada masa akan datang.
Potensi dan Risiko Tenaga Nuklear
Apakah alternatif lain selain sumber terbaharu yang boleh mengurangkan pergantungan Malaysia terhadap sumber fosil? Jawapannya ialah sumber tenaga nuklear. Tenaga nuklear menjana elektrik daripada proses pembelahan nukleus dalam reaktor yang menghasilkan tenaga haba. Haba menukar air kepada bentuk wap dan disalurkan ke turbin untuk menjana elektrik. Tenaga nuklear merupakan satu-satunya sumber tenaga penjana elektrik yang boleh menghasilkan kuasa yang besar dengan jumlah bahan api yang kecil. Hal ini kerana proses pembelahan berantai dalam reaktor berlaku secara berterusan dalam jangka masa yang lama dan membebaskan jumlah tenaga yang besar. Tenaga nuklear juga dikategorikan sebagai tenaga hijau kerana ia membebaskan jumlah gas rumah hijau yang sedikit sepanjang masa hidupnya. Selain itu, pembinaan stesen janakuasa nuklear tidak memerlukan kawasan yang luas berbanding stesen janakuasa solar atau angin. Situasi ini memberi kelebihan kepada tenaga nuklear sebagai tenaga alternatif yang berpotensi untuk dilaksanakan di Semenanjung Malaysia.
Di negara-negara maju, stesen janakuasa nuklear sudah wujud untuk tempoh berpuluh-puluh tahun bagi menampung peningkatan penggunaan elektrik yang begitu drastik. Namun demikian, keputusan untuk membina stesen janakuasa nuklear tidak boleh dilaksanakan secara terburu-buru di Malaysia. Di sebalik kelebihan dan potensi besar sumber tenaga ini, terdapat risiko dan mudarat yang tidak kurang besarnya berbanding kelebihan dan manfaat yang diperolehi daripada sumber ini. Antara risiko utama ialah risiko kesihatan akibat dedahan terhadap sinaran daripada bahan radioaktif secara tabi’i atau buatan manusia, risiko kawalan dan keselamatan seperti penyalahgunaan bahan nuklear untuk tujuan keganasan atau pasaran gelap, serta risiko kemalangan di stesen janakuasa nuklear.
Penjanaan tenaga nuklear menggunakan Uranium yang diperkayakan untuk membolehkan proses pembelahan nukleus di dalam teras reaktor berlaku. Uranium merupakan bahan radioaktif yang mempunyai keaktifan tinggi dan mempunyai jangka hayat yang sangat panjang. Uranium memancarkan sinaran yang boleh memberi kesan kesihatan sehingga ke peringkat sel dan nukleus manusia. Dedahan daripada sinaran boleh menyebabkan kecederaan sel dan mutasi genetik. Dalam aspek keselamatan dan kawalan pula, disebabkan sifatnya yang berbahaya, sumber ini boleh menjadi sasaran eksploitasi atau penyalahgunaan oleh pihak yang tidak bertanggungjawab, pihak berkepentingan atau musuh negara. Tambahan, jika berlaku kemalangan yang membebaskan bahan radioaktif ke alam sekitar, kesan buruk akibat sebaran ini tidak dapat dibayangkan.
Adakah risiko-risiko ini boleh diselesaikan atau setidaknya diminimakan? Para saintis nuklear memahami bahawa kesan dedahan sinaran adalah merbahaya kepada manusia dan alam sekitar. Mereka juga memahami bahawa pelbagai risiko yang terbit daripadanya adalah lebih besar berbanding sumber tenaga yang lain. Disebabkan risiko dan tahap bahayanya telah diketahui, para saintis bekerja keras untuk memastikan aras risiko berada pada tahap yang selamat. Sebagai contoh, proses penjanaan tenaga oleh reaktor nuklear berlaku dalam sistem tertutup yang berperisai. Sistem perlindungan dalam reaktor dikukuhkan dengan pelbagai sistem keselamatan berteknologi tinggi untuk mencegah pelepasan bahan radioaktif yang tidak terkawal disamping langkah kawalan keselamatan seperti pencegahan kebakaran dan kecurian. Teknologi perlindungan sinaran dan keselamatan reaktor nuklear semakin berkembang dengan penglibatan aktif oleh pelbagai negara. Oleh itu, tidak hairanlah jika sumber nuklear diterima pakai oleh banyak negara untuk penjanaan tenaga elektrik walaupun mempunyai risiko yang besar.
Kesimpulan
Adakah penjanaan elektrik daripada sumber tenaga nuklear boleh dilaksanakan di Semenanjung Malaysia? Pada pendapat penulis, risiko keselamatan nuklear bukanlah isu utama yang menjadi kekangan terhadap pelaksanaan program tenaga nuklear di negara ini. Sebaliknya, terdapat dua kekangan utama yang perlu diatasi sebelum penjanaan daripada tenaga nuklear boleh dilaksanakan di Malaysia iaitu kemampuan ekonomi dan keperluan sumber manusia.
Kos pembinaan stesen janakuasa elektrik nuklear menelan perbelanjaan yang sangat tinggi berbanding stesen janakuasa yang lain. Ditambah pula dengan teknologi penjanaan dan keselamatan nuklear yang semakin rumit, tidak dapat dinafikan bahawa kosnya akan semakin bertambah pada masa akan datang. Pertimbangan kos bukan sahaja untuk pembinaan dan penjanaan tenaga, tetapi juga kos keselamatan, kos rawatan sisa dan kos nyahtauliah. Kesemua pertimbangan kos ini sedikit sebanyak akan memberi kesan kepada tarif elektrik yang bakal dikenakan kepada pengguna. Oleh itu, jika dibayangkan situasi di mana kos keseluruhan menjadi terlalu tinggi, kesannya kepada ekonomi negara dan pengguna mungkin mengatasi manfaat yang boleh diperolehi daripadanya. Oleh yang demikian, jika tenaga nuklear hendak dimasukkan ke dalam campuran tenaga nasional, kerajaan haruslah mempunyai kemampuan dalam sudut ekonomi. Kemampuan untuk mengatasi segala kos yang telah disebutkan perlu dibuktikan untuk menjamin penghasilan tenaga elektrik yang murah dan berpatutan, di samping memastikan stesen janakuasa nuklear yang bakal dibina memenuhi piawaian keselamatan dan operasinya tidak memberi mudarat kepada orang awam dan alam sekitar.
Malaysia juga harus menyediakan jumlah tenaga kerja dan tenaga kepakaran yang mencukupi untuk pelaksanaan program tenaga nuklear. Tenaga kerja mahir diperlukan untuk operasi pembinaan dan penjanaan tenaga nuklear yang cekap, manakala sejumlah pakar diperlukan untuk memantau operasi tersebut supaya sentiasa dalam keadaan selamat dan berjaga-jaga. Sumber manusia ini diperlukan bermula di peringkat perancangan sehinggalah semasa operasi dan selepas jangka hayat setesen janakuasa ini berakhir.
Berdasarkan situasi semasa dan perkembangan program tenaga nuklear nasional yang telah dimulakan sejak 2009, penulis berpendapat bahawa Malaysia berada di landasan yang betul untuk sasaran pelaksanaan tenaga nuklear pasca 2030. Kerajaan Malaysia sedang berusaha menambahkan sumber tenaga mahir dan kepakaran dalam bidang nuklear dan penjanaan elektrik. Pelbagai program latihan, penyelidikan dan pemindahan teknologi telah dilakukan sebagai persediaan kepakaran, di samping tawaran kursus pengajian berkaitan tenaga nuklear di pusat pengajian tinggi untuk bekalan tenaga mahir. Jika usaha ini berterusan dan menghasilkan keputusan yang positif, tenaga nuklear boleh dianggap berpotensi untuk mengurangkan kebergantungan Malaysia terhadap sumber tenaga fosil.
Kebergantungan Malaysia terhadap sumber fosil perlu dikurangkan untuk memastikan kelestarian tenaga di masa hadapan. Sumber alternatif seperti sumber boleh baharu dan sumber nuklear berpotensi untuk dimasukkan ke dalam campuran tenaga negara. Walaupun terdapat kekangan untuk pelaksanaan penjanaan daripada kedua-dua sumber ini, usaha yang telah dijalankan telah mula menampakkan hasil. Adalah diharapkan bahawa usaha sektor penjanaan elektrik di Malaysia untuk mempelbagaikan sumber tenaga terus dilakukan memberi pulangan yang positif untuk menjamin kelangsungan bekalan dan kelestariannya untuk generasi akan datang.
Rujukan
- http://www.world-nuclear.org/uploadedFiles/org/WNA/Publications/Working_Group_Reports/comparison_of_lifecycle.pdf
- http://www.utm.my/vicechancellor-zaini-arc/files/2012/04/4.Safaai-Zainura-Projectionof-CO2-Emission-in-Malaysia.pdf
- http://ac.els-cdn.com/S1364032114005474/1-s2.0-S1364032114005474-main.pdf?_tid=bd40cc76-9de2-11e7-8502-00000aab0f27&acdnat=1505898462_93f76220afb91d18fe1394f57fd4c729
- https://efit.seda.gov.my/?omaneg=00010100000001010101000100001000000010100001000110&id=2832
- http://www.suncyclopedia.com/en/area-required-for-solar-pv-power-plants/
- http://www.st.gov.my/index.php/en/download-page/category/116-statistics-energy?download=626:malaysia-energy-statistics-handbook-2016