KRÖNIKA

Reaktorsäkerhetsingenjören Torsten Dilots krönika handlar om framtidens hållbara energi.

Vad säger man egentligen, hur ser utvecklingen ut och hur ser visionen ut för framtidens energi? De allra flesta är tämligen överens om att framtidens energi bör vara hållbar, det vill säga klimatneutral, ren och leveranssäker.

Vilka kraftslag uppfyller dessa kriterier?

Svaret på frågan är vattenkraft, kärnkraft, fusionskraft och geotermisk kraft. Möjligen även biokraft, som dock inte är ren när den används. Biokraft är däremot klimatneutral över en tidsperiod på ca 80 år, samt leveranssäker. Men biokraften avger luftföroreningar som kväveoxider och svaveloxider.

Hur ser framtidens vattenkraft ut?

Vattenkraften är en av våra äldsta och renaste kraftkällor. Ändå finns potential att göra den ännu bättre, såsom effektivisering av turbiner och generatorer, digitalisering och AI-optimering och utbyggnad av pumpkraftverk för energilagring. Dessa förbättringar ökar verkningsgraden, flexibiliteten och ger än högre hållbarhet i vattenkraftssystemen.

Vattenkraften är alltså en beprövad kraftkälla som vi ska ta tillvara och med hjälp av den nya moderna tekniken utveckla ytterligare utan att för den skull behöva använda mer vatten då verkningsgraden höjs.

Vattenkraften är också viktig för flexibiliteten i ett energisystem bestående av flera olika kraftkällor tack vare dess snabb regleringsförmåga.

Hög internationell klass på kärnkraft

Vi har idag ungefär 50 års erfarenhet av kärnkraft i Sverige. Samtliga kvarvarande sex reaktorer är av hög internationell klass, varav två av dem, Forsmark 3 och Oskarshamn 3 fortfarande är i världsklass i sin design.

Kärnkraften har också under denna tid bidragit till att Sverige haft ett så gott som fossilfritt, tillsammans med vattenkraften, hållbart energisystem, vilket starkt har varit en bidragande orsak till Sveriges ekonomiska utveckling de senaste 50 åren. För 50 år sedan var det relativt sällsynt att hela familjer kunde åka på semester till fjärran länder. Idag är det mera regel än undantag.

Icke desto mindre, vid drift av våra reaktorer bildas kärnbränsleavfall som restprodukt. Detta kärnbränsleavfall behöver tas om hand. Det finns ett par alternativ, antingen slutförvar eller recycling.

Recycling kan ske i upparbetningsanläggningar och i fjärde generationens reaktorer, Gen IV. Fram till idag har vi i Sverige nästan 10 ton kärnbränsleavfall. Detta avfall skulle i Gen IV reaktorer kunna återanvändas i tusentals år och försörja Sverige med energi utan att, teoretiskt sett, behöva bryta nytt uran. På så sätt kan även kärnkraften under en tidsperiod av några tusen år betraktas som en förnybar energikälla. Dessutom en i alla väder leveranssäker sådan!

Det finns idag Gen IV reaktorer i kommersiell drift i Kina. Varför har vi inte det i Sverige också?

Inom kärnkraften har också nya typer av reaktorer utvecklats, såsom SMR, Small Modular Reactors och MMR, Micro Modular Reactors utvecklas.

En MMR kan i princip beskrivas som ett nukleärt batteri, med drifttider på mellan 20 och 30 år beroende på hur mycket effekt som tas ut i varje tidsögonblick, energi är som bekant effekten multiplicerat med tiden. Det är fullt är möjligt att bygga MMR så att totala kostnaden hamnar mellan 20-40 öre per producerad kWh.

En MMR kan designas att vara på några få MW till att ligga på 20 till ca 50 MW. En MMR kan också med fördel grävas ned så att endast de konventionella delarna, turbinsystemen inkluderat generatorn hamnar ovan jord. Detta betyder att en MMR kan anläggas lokalt där energi ska förbrukas. Exempel är i närheten av mindre städer, stadsdelar i stora städer och i anslutning till stora energislukande industrier, såsom LKAB och Stegra (tidigare H2 Green Steel).

Reaktorer av MMR typ bör därför ha en stor framtidspotential, inte minst av det faktum att de kan erbjuda närproducerad hållbar energi 24/7 året om till ett stabilt och förutsägbart elpris utan att behöva påverkas av elbörsen.

En MMR eller en SMR kan också användas för drift av stora fartyg. Sedan många år har vi redan atomdrivna fartyg såsom isbrytare, hangarfartyg och ubåtar. Nästa steg i utvecklingen torde vara atomdrivna lastfartyg och färjor.

Tänk hur gott det skulle vara att kunna ta sin öl eller sin drink på exempelvis Finlandsfärjans akterdäck en varm solig sommardag utan att behöva känna diesellukt. Den enda lukt som man skulle känna på akterdäck på en atomdriven färja är havets milda ljuvliga bris!

Fusionskraft på väg till genombrott

Det har visserligen varje år de senaste 60 åren sagts att om 30 år så har vi kommersiella fusionsreaktorer i drift. Fortfarande har vi inte det men det verkar nu äntligen vara stora genombrott på gång.

Fusionskraft bygger på samma princip som solen, dvs sammanslagning av lätta atomer och stora mängde energi bildas. Traditionell kärnkraft grundar sig på fission, dvs klyvning av stora atomer och stora mängder energi bildas.

Biprodukten vid fission är radioaktivt avfall. Biprodukten vid fusion är helium, precis som i solen.

Dessa större kända projekt pågår just nu:

Frankrike

ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)

• Världens största fusionsprojekt, ett internationellt samarbete (EU, USA, Kina, Japan med flera).
• Bygger en tokamak-reaktor i Cadarache för att testa hållbar produktion av energi från fusion.
• Förväntas nå plasmaförbränning (~2035), men ingen elproduktion planerad i denna fas.

Kina

EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) & CFETR

• EAST har satt rekord i att upprätthålla plasma vid 120 miljoner °C i 101 sekunder.
• Bygger CFETR, en pilotreaktor som ska ligga mellan ITER och framtida kommersiella reaktorer.

Japan

JT-60SA & Fusion Energy Roadmap

• JT-60SA, en tokamak byggd i samarbete med EU, är en viktig testbädd för ITER.
• Japan investerar även i laserfusion (IFE – Inertial Fusion Energy).

USA

NIF, SPARC & Private Fusion

• National Ignition Facility (NIF) uppnådde 2022 energiförstärkning (Q>1) med laserdriven fusion.
• SPARC (MIT & Commonwealth Fusion Systems) siktar på att demonstrera nettoenergi före 2030.
• Private fusion: Företag som Helion, TAE och General Fusion driver innovativa projekt med privata investeringar.

Alla dessa länder driver fusionsforskningen framåt, och de närmaste 10–20 åren torde bli avgörande för om tekniken når kommersiell tillämpning.

Geotermisk kraft

I Sverige känns det avlägset att hoppas på elproduktion från geotermisk kraft. Däremot finns viss potential att kunna förse mindre städer (max 100 000 invånare) med fjärrvärme via geotermisk kraft.

Anledningen till denna avgränsning är att berggrunden i Sverige är kallare än i vulkaniska områden, som på Island, i delar av Italien eller i delar av Indonesien (”Ring of fire”), i delar av USA eller i delar av Japan.

Sverige har i gengäld stora möjligheter att, som bekant, nyttja, från naturens direkta resurser, älvar och andra vattendrag för vattenkraft.

Energi från nu och 30 år framåt

Slutligen, för de närmaste 30 åren är det främst vattenkraft och kärnkraft vi kan lita på för vår energiförsörjning om vi vill ha en långsiktigt hållbar och tillförlitlig leverans av ren energi 24/7 året om.

En grundläggande princip inom fysiken är entropi, som beskriver hur system som över tid tenderar gå mot större oordning. Detta gäller inte bara inom fysikens värld utan även för samhällen och ekonomier. Därför är energi oerhört viktigt för samhället. För att bibehålla struktur och ordning krävs nämligen energi. Utan energi bryts samhällets olika system gradvis ned och i princip allt påverkas negativt.

Om detta, entropins betydelse för samhället, kommer jag tillsammans med en gästförfattare att skriva om i en krönika här i Oskarshamns-Nytt.

Till sist, visste du att…

…Skåne är den region i hela Europa som har lägst effekttäthet?

…den tyska regeringen for med felaktiga uppgifter när de tre sista kärnkraftverken stängdes ned där i april 2023? ”Regeringen i Tyskland har argumenterat för att kärnkraften inte gick att förlänga på grund av bränslebrist. Detta motstrids av vittnesmål från Westinghouse Electric Germany’s VD i en utredning i tyska förbundsdagen.” Citat från tn.se.

…en miljon elbilar varje dag ensamma kräver minst två reaktorer à 1200 MW styck för sin laddning? Sen ska elen räcka till allt annat som kräver energi, precis som idag. Då har jag inte nämnt sådana saker som att serverhallar och fossilfri framställning av stål i framtiden kommer att kräva enorma mängder effekt och därmed energi.

…det är oerhört märkligt att man å ena sidan pratar om klimat och att vi därför behöver fossilfri kraft och å andra sidan för(t) en politik som medför(t) nedstängning av den kraftkälla, kärnkraft, som ger allra minst klimatavtryck av samtliga, vindkraft och solkraft medräknade. Dessutom till en ofantlig kostnad.

För de 1 000 miljarder kronor, som omställningen till förnybart minst kostat, hade vi kunnat bygga åtta nya reaktorer à 60 miljarder styck, där var och en hade varit på 1200 MW. 8 * 60 miljarder = 480 miljarder.

Lägg sedan till en modernisering av elnätet på 200 miljarder. Då är vi uppe i 680 miljarder. Då är det 320 miljarder kvar att spendera. Dessa hade vi t ex kunnat spendera på höghastighetståg mellan vår tre storstäder samt även en lina mellan Stockholm upp till Luleå eller t o m Haparanda/Kiruna…

Vad har vi fått nu, jo, många vindkraftverk som är uttjänta inom 10-20 år och behöver ersättas med nya, vilket medför ännu högre kostnader.

Tänk vad vi hade fått för bra grejer, som exempelvis ett redundant leveranssäkert energisystem 24/7 året om i alla väder, för de där 1 000 miljarderna, som nu spenderats på slit och släng, ja, i jämförelse med de andra klimatneutrala kraftslagen vattenkraft och kärnkraft så är kan vindkraftverk verkligen kategoriseras som en ”slit och släng” vara.

Ur miljösynvinkel är väl det inte så bra, eller hur!?