Energi

Studi Baru Memetakan Kelayakan Ekonomi Fusi Nuklir

mm
Diterbitkan
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google

Energi fusi menjanjikan masa depan dengan energi yang hampir tak terbatas, dihasilkan dengan hampir tidak ada polusi.

Hal ini karena, berbeda dengan energi nuklir klasik, fusi nuklir tidak menggunakan atau menghasilkan unsur radioaktif berat seperti uranium, plutonium, atau torium. Sebaliknya, ia mengubah hidrogen atau unsur ringan lainnya menjadi unsur yang sedikit lebih berat, tidak radioaktif, untuk menghasilkan energi.

(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang bagaimana fusi nuklir bekerja dalam laporan khusus kami tentang topik ini)

Daya fusi dulu merupakan konsep hampir fiksi ilmiah, selalu terasa 30 tahun di masa depan. Hal ini cepat berubah, seperti dijelaskan dalam DOE Fusion Roadmap yang baru-baru ini dipublikasikan. Banyak perusahaan komersial semakin mendekati produksi reaktor fusi pertama mereka, terutama Helion Energy, General Fusion (GFUZ ) , Proxima Fusion, dan Commonwealth Fusion Systems.

Namun, prototipe yang belum menghasilkan pengembalian energi positif memberi kita sangat sedikit informasi tentang profitabilitas masa depan reaktor fusi nuklir. Tidak hanya penangkapan energi positif yang diperlukan, tetapi biaya tenaga kerja, R&D, dan material selama masa pakai reaktor juga harus dipertimbangkan.

Sebuah studi baru oleh peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT – USA) dan Rutherford Energy Ventures (sebuah firma investasi dan konsultan yang berfokus pada komersialisasi energi fusi nuklir) menyelidiki pertanyaan ini. Mereka mengembangkan metode evaluasi yang independen dari daya absolut pembangkit listrik, tidak memihak pada detail teknologi fusi yang digunakan, dan dapat diterapkan pada konsep penahanan fusi apa pun.

Mereka mempublikasikan hasil mereka di Journal of Fusion Energy1, dengan judul “Kriteria untuk Kelayakan Ekonomi Pembangkit Listrik Fusi”.

Tidak Ada Keuntungan Tanpa Profitabilitas Operasional

Inti dari profitabilitas masa depan pembangkit listrik fusi adalah kemampuan mereka untuk menghasilkan listrik dalam jumlah yang lebih besar daripada yang mereka konsumsi untuk memulai fusi. Hal ini ditentukan oleh “Lawson criterion”, secara matematis tidak memihak terhadap teknologi fusi yang digunakan.

Meniru Lawson criterion, studi ini mengembangkan ekuivalen ekonominya sendiri, dengan laju keuntungan dan kerugian energi dinormalisasi terhadap permukaan kontrol, tempat ekstraksi energi secara fisik berada.

Ekonomi ditentukan sebagai keseimbangan antara periode keuntungan dan kerugian ekonomi selama masa pakai pembangkit listrik fusi. Pembangkit listrik diasumsikan memiliki dua periode: satu untuk produksi energi dan satu untuk penggantian komponen di permukaan kontrol.

Jadi, sementara Lawson criterion menilai apakah energi bersih dihasilkan, faktor keuntungan ekonomi Qecon dalam studi ini harus di atas 1 agar pembangkit memiliki peluang menjadi layak.

“Mencapai ambang ini diperlukan, tetapi tidak cukup untuk mencapai kelayakan komersial di dunia nyata karena, menurut definisi, sebagian besar namun tidak semua biaya dapat dimasukkan ke dalam model. Namun, tanpa Qecon>1, tidak ada prospek pengembalian bersih.”

Faktor penting lainnya adalah potensi profitabilitas pembangkit fusi, termasuk biaya modal, harga energi, daya tahan komponen, masa pakai keseluruhan pembangkit, dll.

Mendapatkan Parameter yang Tepat

Bagian perhitungan yang mengukur uang yang dihasilkan oleh pembangkit relatif sederhana.

Ini mengambil produksi energi bersih, yang dalam konteks ini dianggap sebagai rata‑rata produksi listrik selama masa pakai pembangkit. Meskipun penggunaan potensial lain dari fusi, seperti panas industri atau produksi bahan bakar, memungkinkan, mereka bukan kasus penggunaan utama atau pasar terbesar.

Energi bersih ini kemudian dikonversi menjadi dolar melalui “harga energi” dalam $/MWh. Perhitungan alternatif dapat mencakup semua produk yang dijual oleh FPP, termasuk produk pasar energi (listrik, panas, bahan bakar) dan produk non‑energi yang harganya dapat dihubungkan dengan output energi bersih (produk transmutasi, air desalinasi, dll).

Elemen berikutnya adalah faktor pemanfaatan, yang mempertimbangkan bahwa komponen permukaan akan membutuhkan penggantian rutin akibat kerusakan dari panas ekstrem dan reaksi nuklir.

Kerusakan signifikan atau gangguan pada tingkat atom diperkirakan berasal dari partikel bermuatan berenergi tinggi, foton, atau neutron netral, yang menyebabkan degradasi kumulatif. Penumpukan helium, produk dari reaksi fusi, juga menimbulkan tantangan pada komponen padat.

Degradasi diperkirakan sebagai batas berapa banyak fluks energi yang dapat melewati permukaan.

“Setelah batas ini tercapai, permukaan tidak lagi beroperasi, operasi daya fusi harus dihentikan, dan harus diganti”

Secara ekonomi, biaya permukaan, serta waktu yang diperlukan untuk menghentikan operasi guna menggantinya, merupakan faktor paling berpengaruh. Faktor penting lainnya meliputi kualifikasi di luar lokasi, instalasi, dan biaya pembuangan.

Perlu dicatat bahwa dalam kebanyakan kasus, bahan bakar diperkirakan menjadi bagian yang sangat kecil dari total biaya operasional, sehingga ekonomi pembangkit listrik fusi mirip dengan pembangkit listrik nuklir fisi, dan sangat berbeda dari pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

Berbagai Teknologi Fusi

Berbagai teknologi fusi akan menunjukkan biaya operasional yang berbeda dan memiliki “bahan habis pakai” yang berbeda selain bahan bakar nuklir itu sendiri.

“Fusi inersia yang digerakkan oleh laser mencakup target bola dan rakitan pengirimannya, sementara fusi penggerak tidak langsung mencakup hohlraum target, yang sepenuhnya habis pada setiap peristiwa fusi. Pada fusi magnetik berdenyut, ini mencakup target bahan bakar serta elektrode atau kawat yang sengaja dikonsumsi dalam satu denyut atau sejumlah denyut terbatas.”

Ini berarti bahwa teknologi yang berbeda dapat memiliki ekonomi yang sangat berbeda, bahkan dengan keberhasilan teknis yang serupa dalam produksi energi bersih. Mereka akan berbeda dalam biaya bahan baku, kesulitan & biaya manufaktur, kompleksitas instalasi, keterampilan teknis yang dibutuhkan oleh personel, serta kecepatan penggantian permukaan.

Pembiayaan & Penyusutan

Seperti pembangkit listrik lainnya dan proyek infrastruktur besar, pembangkit listrik fusi harus dibiayai, dan arus kasnya harus menutupi biaya modalnya.

Ini berarti akan ada biaya tetap yang terkait dengan pembayaran pokok dan bunga dana yang dipinjam untuk konstruksi dan pengiriman. Perubahan suku bunga dapat secara signifikan memengaruhi ekonomi pembangkit listrik fusi, dan negara‑negara yang memfasilitasi pembiayaan dapat memiliki dampak besar pada profitabilitas akhir.

Selain itu, akan ada biaya operasional dan pemeliharaan (O&M) tetap per tahun yang terkait dengan staf pembangkit listrik, kepatuhan, dan pemeliharaan rutin di luar penggantian permukaan.

Perlu dicatat bahwa kategori tertentu dari biaya awal (misalnya, beban regulasi, biaya pengembangan) telah dikecualikan secara default dari kerangka kerja ini. Hal ini karena biaya awal semacam itu biasanya menjadi relatif kurang penting seiring industri matang, karena tujuan adalah mengevaluasi profitabilitas fusi nuklir dalam jangka panjang, bukan untuk unit komersial pertama. Jadi studi ini akan lebih berlaku untuk pembangkit listrik fusi NOAK (Nth Of A Kind), atau ketika teknologi diproduksi secara skala, dibandingkan dengan proyek/prototipe komersial pertama.

Memperkirakan Profitabilitas Nyata Pembangkit Fusi

Sulit memperkirakan ekonomi nyata pembangkit fusi ketika teknologinya masih pada tahap eksperimental. Namun perbandingan dapat memberikan informasi yang berguna.

Sebagai contoh, peneliti menggunakan formula matematis mereka dengan beberapa asumsi:

  • Waktu penggantian sebesar 0,1 tahun (sekitar 5 minggu) diambil dari waktu pengisian bahan bakar tipikal pada pembangkit listrik fisi.
  • Umur pembangkit diperkirakan beberapa dekade, dengan jangka waktu pembiayaan 15 hingga 30 tahun.
  • Harga eceran listrik AS yang disesuaikan dengan inflasi rata-rata selama dekade terakhir sebesar $160/MWh.
  • Suku bunga riil sebesar 2 % diperkirakan berdasarkan target inflasi Federal Reserve AS.

Dengan mengasumsikan kepadatan daya fusi umumnya dianggap cukup tinggi untuk kelayakan ekonomi (2‑5 MW/m2), hal ini menghasilkan hasil yang menarik: titik impas tercapai ketika “Cnet” melintasi nol, atau untuk kepadatan daya fusi sebesar 1,9 MW/m2.

Perlu dicatat bahwa ambang batas ini sangat konsisten. Nilai serupa sebesar 2 MW/m2 ternyata menjadi level yang diperlukan untuk profitabilitas ketika mengubah parameter lain seperti efisiensi konversi energi atau biaya permukaan.

Profitabilitas ini kemudian meningkat dengan cepat, sebelum mencapai plateau pada kepadatan energi yang sangat tinggi, karena pada titik ini, pengekstrakan daya menjadi faktor pembatas, bukan produksi daya. Dengan demikian, pembangkit listrik fusi akan memiliki profitabilitas ekonomi maksimum, bahkan dengan produksi energi yang “tak terbatas”.

“Ini mengonfirmasi kekuatan penggunaan model ekonomi “top‑down” seperti yang dikembangkan di sini; meskipun model ini harus menyederhanakan, tampaknya berhasil menangkap secara kuantitatif kendala desain kepadatan daya fusi terkait dengan menjadikan fusi secara ekonomi layak.”

Merancang Reaktor Fusi untuk Keuntungan

Selama waktu yang sangat lama, bahkan beberapa dekade, reaktor fusi menjadi tantangan ilmiah dan rekayasa. Ini berarti bahwa ekonomi reaktor akhir sering bukan menjadi prioritas R&D. Seiring kita semakin mendekati pemanfaatan komersial, hal ini akan berubah.

Sayangnya, industri dan komunitas ilmiah fusi sebagian besar telah menghindari pertanyaan ini sejauh ini.

“Seiring proyek fusi semakin mendekati proyek Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (FPP), sayangnya terdapat ‘self-obfuscation’ terkait efektivitas biaya. Tidak dapat diterima jika terdapat ketidakpastian faktor 2‑3 dalam pelaporan hasil ilmu fusi, sehingga tidak jelas mengapa ketidakakuratan semacam itu diizinkan untuk perhitungan biaya.”

Kategori faktor seperti biaya modal, pasar energi, dan sampai batas tertentu biaya konstruksi akan berpengaruh dalam praktik nyata, namun berada di luar kendali perancang reaktor, sehingga kurang relevan dari sudut pandang pilihan desain dan teknologi.

Sebaliknya, kepadatan daya fusi, efisiensi konversi bersih, serta ukuran dan daya tahan permukaan adalah pertanyaan teknik yang dapat ditingkatkan.

Elemen lain yang perlu dipertimbangkan adalah bahwa kinerja sangat tinggi di satu domain akan sulit dicapai, dan dapat memaksa kompromi yang dapat dihindari. Jadi kombinasi hasil “cukup baik” pada beberapa solusi teknik kemungkinan akan menghasilkan hasil yang lebih baik, sebuah gagasan yang dapat direpresentasikan secara visual.

“Pemeriksaan visual kurva menunjukkan bahwa terdapat wilayah isoquant di mana peningkatan risiko teknis menjadi tidak beralasan karena pengembalian ekonomi jenuh.”

Apa yang Membuat Reaktor Fusi Menguntungkan?

Analisis menunjukkan beberapa parameter yang kemungkinan diperlukan untuk profitabilitas ekonomi:

  • Waktu penggantian kerusakan permukaan akibat radiasi kurang dari 1/4thtahun, dengan tidak lebih dari 5 minggu sebagai opsi yang lebih baik.
  • Biaya penggantian permukaan di bawah 0,3 juta dolar/m2.
  • Peningkatan kredit seperti jaminan pinjaman pemerintah, kredit pajak investasi, atau kontrak perbedaan (contracts‑for‑difference) akan secara efektif meningkatkan kelayakan ekonomi tanpa mengubah parameter teknik.
  • Keandalan, khususnya hampir tidak ada kegagalan tak terencana, dapat menghasilkan pengembalian tambahan dengan menyediakan pasokan yang dapat dijadwalkan bagi jaringan listrik. Oleh karena itu, reaktor fusi yang dapat dijadwalkan selama musim harga rendah akan lebih menguntungkan.
  • Akhir masa pakai pembangkit listrik dapat mencakup biaya seperti pembongkaran dan penanganan limbah, tetapi juga keuntungan dari nilai salvage komponen yang dapat digunakan kembali: magnet HTS, turbin, sistem vakum, elektronik daya, dll.

Satu wawasan terakhir dari studi ini adalah bahwa karena parameter teknik yang berbeda memengaruhi profitabilitas secara berbeda, desain fusi yang berbeda mungkin lebih cocok untuk lingkungan ekonomi yang berbeda. Misalnya, biaya modal yang tinggi dapat menguntungkan reaktor yang murah diproduksi tetapi lebih mahal dalam operasinya, atau kelebihan energi terbarukan dapat menambah nilai pada reaktor yang mudah dinyalakan dan dimatikan dengan pemeliharaan terjadwal serta keandalan tinggi.

Berinvestasi dalam Fusi Nuklir

General Fusion Group Ltd

GFUZ Grafik Harga

Sementara pertimbangan umum tentang profitabilitas mungkin segera menjadi the kekhawatiran utama industri fusi, mencapai produksi energi bersih dengan model komersial tetap menjadi prioritas.

Investor kini dapat mengakses perusahaan fusi nuklir di pasar publik sejak kombinasi bisnis SPAC General Fusion pada Juli 2026.

Perusahaan menargetkan validasi sistem dan komponen komersial pada akhir 2020-an, dan mulai menjual pembangkit komersial pada pertengahan 2030-an.

Pilihan teknologi dan desain fusi target termagnetisasi oleh General Fusion secara teori memberikan keunggulan, karena menawarkan kompromi yang baik dalam persyaratan teknis untuk mempertahankan kondisi fusi: dengan waktu penahanan energi dan kepadatan plasma yang moderat.

Untuk kedua metrik ini, teknologi pesaing utama (konfinemen inersial & konfinemen magnetik) masing‑masing bergerak ke arah ekstrem, menjadikannya lebih menantang untuk dicapai secara andal dan murah.

Hal ini memungkinkan General Fusion menghindari magnet superkonduktor dan laser berdaya tinggi, serta menggunakan material yang sudah ada untuk mesin yang tahan lama dan produksi energi yang hemat biaya. Fokus pada komponen yang sudah ada dan efisiensi biaya ini mungkin, dalam jangka panjang, lebih penting daripada parameter teknis semata seperti produksi energi bersih.

Cara kerjanya adalah dengan membentuk rongga di dalam wadah fusi. Kemudian, plasma termagnetisasi disuntikkan ke dalam rongga dan dikompresi dengan logam cair.

Tekanan dan panas yang dihasilkan memicu fusi, menghasilkan lebih banyak panas yang dapat dipulihkan untuk menghasilkan energi. Proses yang sama diulang beberapa kali setiap detik, tidak berbeda jauh dengan piston pada mesin pembakaran internal, kecuali bahan bakarnya adalah hidrogen dan proses pembakaran digantikan oleh fusi nuklir.

Dengan hanya 133 karyawan, General Fusion masih sangat merupakan startup yang berfokus pada R&D dan teknologi, dengan lebih dari 200.000 eksperimen plasma yang dilakukan dan memegang 210 paten.

Ini adalah profil yang perlu diingat investor saat mempertimbangkan saham perusahaan, dengan banyak pertumbuhan dari valuasi yang masih sederhana, tetapi juga banyak hal yang berpotensi salah sebelum pertengahan 2030-an.

Jadi investasi di perusahaan ini nantinya dapat dilengkapi dengan investasi di teknologi fusi lainnya, setelah perusahaan seperti TAE Technologies melakukan IPO‑nya (TAE menargetkan akhir 2026), serta investasi di teknologi energi lainnya.

(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang fusi nuklir dalam laporan khusus kami tentang teknologi ini, serta pada IPO General Fusion dalam artikel yang membahas perusahaan ini secara khusus)

Berita dan Perkembangan Saham General Fusion (GFUZ) Terbaru

Studi yang Dirujuk

1. D. G. Whyte et al., Kriteria untuk kelayakan ekonomi pembangkit listrik fusi. Journal of Fusion Energy. 10 Juli 2026. Volume 45, article number 49. https://doi.org/10.1007/s10894-026-00577-9 

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.