Kjernekraftverket Krümmel i Schleswig-Holstein, Tyskland. Tyskland er eksempel på et kraftsystem med stor ubalanse i produksjonskapasitet mellom variabel og regulerbar kraft, skriver artikkelforfatterne. Arkivfoto: Vattenfall
Kjernekraftverket Krümmel i Schleswig-Holstein, Tyskland. Tyskland er eksempel på et kraftsystem med stor ubalanse i produksjonskapasitet mellom variabel og regulerbar kraft, skriver artikkelforfatterne. Arkivfoto: Vattenfall (Bilde: Vattenfall)

KOMMENTAR: Energibehov og atomkraft

Bare ny kjernekraft kan dekke verdens behov for karbonfri balansekraft

Det er ingen troverdige analyser eller erfaring som viser at verdens kraftbehov i overveiende grad skal kunne bli dekket av variabel strøm fra sol og vind, skriver Kjell Traa, Torvald Sande og Ivar Sætre i Seniortanken.

  • energi

DEBATT

«Fremtiden er elektrisk» er et slagord som stadig brer om seg blant politikere, miljøvernere og andre, i arbeidet med å forme en ny miljøvennlig energiframtid.

Elektrisitet er en av de største oppdagelsene menneskeheten har gjort og ble observert allerede i oldtiden, slik som når harpiks ble gnidd, tiltrakk den seg tørre strå eller andre lette gjenstander.

Men det var først da den danske fysikeren H. C. Ørsted oppdaget elektromagnetismen i 1820 og litt senere Michael Faraday (engelsk kjemiker og fysiker), oppdaget at elektrisitet og magnetisme er to sider av samme sak, at grunnlaget for praktisk utnyttelse av elektrisitet ble kjent.
Elektrisk strøm er den edleste formen for energi (100 % kvalitet). Den kan nesten uten tap omdannes til nyttbar energi, som drift av elektriske motorer, til utallige formål.

Dekker 19 % av globalt energibehov

Det er få ting vi i dag er like avhengige av som elektrisk strøm. Avbrudd i strømleveranser fører umiddelbart til at dagliglivet nesten stopper opp og livsviktige funksjoner kommer i fare.

Elektrisk strøm dekker i dag rundt 19 % av globalt energibehov, men er spådd å skulle mer enn dobles (kanskje tredobles), i løpet av de kommende 30 år, etterhvert som elektrifiseringen av verden vinner fram.

Elektrifisering er det viktigste tiltaket for å oppnå økt energiutnyttelse, reduksjon i fossile utslipp, mindre lokal luftforurensing, osv.

Hvor skal all strømmen komme fra?

Verdens strømproduksjon er i dag i overkant av 27.000 TWh, hvorav ca 64 % er fossilbasert (kull, olje, gass), resten ca 10% kjernekraft og ca 26% fornybart, hvorav strøm fra vind og sol utgjør ca 7 %:

Sammensetning av global strømproduksjon. Kilde: Renewables 2018: Gobal Status Report, www.ren21.net

For å nå målene om utslippsreduksjon og samtidig mer enn doble (eller tredoble), dagens strømproduksjon innen 2050, kreves en dramatisk omstilling, som de færreste ennå aner rekkevidden av.

Mange ser for seg at dette skal kunne oppnås ved eksponentiell vekst i strømproduksjon fra sol og vind, fra rundt 7 % i dag til 70 % (eller mer), i 2050.

Verden vil trenge enormt mye ekstra karbonfri balansekraft fra 2030 og utover, anslagsvis jevnt økende til kanskje minst 20.000 TWh innen 2050

Resten, rundt 30 %, skal dekkes av gasskraft, kjernekraft og vannkraft (som kun er forutsatt å skulle kunne vokse marginalt), mens kullkraften skal reduseres drastisk (kanskje til 1/3-del) innen 2050.

Mange er skeptiske til at verdens kraftbehov i overveiende grad skal kunne bli dekket av variabel strøm fra sol og vind, og det er ingen troverdige analyser eller erfaring, som viser hvordan en slik strømforsyning skal kunne fungere.

Krav til en robust strømforsyning

Kort oppsummert er kravet lavest mulig forsyningsavbrudd (regularitet f.eks. 99,999%), samt å opprettholde frekvens og spenning innenfor tillatte toleranser.

Konsekvensene av plutselige strømbrudd er i de fleste tilfeller alvorlig og ved lengre avbrudd kritisk, mens svikt i frekvens og spenning kan føre til både skade på elektrisk utstyr og driftsavbrudd.

For å kunne drifte en strømforsyning, bestående av ulike kraftprodusenter, transportører og sluttkunder, kreves at en rekke systemtjenester er tilgjengelig, som illustrert og forklart i figuren nedenfor.

Slike systemtjenester er det i all hovedsak regulerbar kraft (også kalt «balansekraft»), som kan levere.

Det betyr at variabel strøm fra vind og sol er avhengig av systemtjenester fra regulerbar kraft, for å kunne levere jevn kvalitetsstrøm, tilpasset markedet.

Nødvendige systemtjenester (balanse -og reservekapasitet), i en robust strømforsyning.

Konsekvenser av maksimal satsing på vind og sol

Variabel strøm fra vind og sol vil i økende grad fases inn i fremtidens strømmiks og mye av dagens utvikling er basert på en antakelse om at det skal bli mulig å klare seg nesten utelukkende med strøm fra vind og sol, ved at «smart-grid»- teknologi skal gjøre det mulig å styre svingningene i tilførsel og etterspørsel.

Tyskland er eksempel på et kraftsystem med stor ubalanse i produksjonskapasitet mellom variabel og regulerbar kraft og er derfor dømt til ineffektivitet

Konsekvensene av en slik utvikling er blant annet:

  • Behovet for balanse og reservekraft forsvinner ikke og for å sikre at tilstrekkelig effekt er tilgjengelig, må produsenter av regulerbar kraft få betalt for å ha kapasitet i beredskap, som betyr dyrere strøm til kundene.
  • Når varierende fornybar kraftproduksjon erstatter regulerbar produksjon, oppstår større prissvingninger.

Tyskland, som har bygd ut så mye fornybar strøm fra vind og sol at hele landets strømbehov periodevis er dekket, er eksempel på et kraftsystem med stor ubalanse i produksjonskapasitet mellom variabel og regulerbar kraft og er derfor dømt til ineffektivitet, både økonomisk og operasjonelt.

Verden trenger mye mer karbonfri balansekraft

For å oppnå effektiv utnyttelse av all produksjonskapasitet i en strømforsyning, er det nødvendig å etablere en balanse i forholdet mellom variabel og fast/regulerbar kraft, som igjen er en betingelse for at alle aktører i en strømforsyning kan oppnå rimelig lønnsomhet.

Eksempelet Tyskland viser hvor umulig det er å kombinere denne balansen med ønsket om samtidig reduksjon i utslipp av CO2, når hovedtygden av regulerbar kraft er fossilbasert.
Dette er den største utfordringen til ambisjonen om global elektrifisering og den eneste løsningen er at mye mer karbonfri balansekraft blir tilgjengelig.

Et nøkternt anslag av hvor mye variabel strøm som gjennomsnittlig kan inngå i en global strømmiks, tilsier at verden vil trenge enormt mye ekstra karbonfri balansekraft fra 2030 og utover, anslagsvis jevnt økende til kanskje minst 20.000 TWh innen 2050 (dvs. langt på vei like mye som dagens totale kraftproduksjon).

Det er bare ny kjernekraft som kan fylle dette behovet og det er en erkjennelse som flertallet av dagens politikere og miljøvernforkjempere snarest bør innse.

FNs klimapanel har i sin såkalte 1,5 grader-rapport (oktober 2018), også uttalt at andelen kjernekraft må økes kraftig, kanskje 3-dobles innen 2050 fra dagens nivå, dvs. til rundt 8.000 TWh. Men her må en ha i mente at klimapanelet fortsatt legger til grunn en høyst usikker antakelse, at en stor del av utslippsreduksjonen i kraftsektoren skal oppnås ved fangst og lagring av CO2 fra fossile kraftverk.

Neste generasjon kjernekraft

Neste generasjon av kjernekraft som er under utvikling, vil bli forskjellig fra dagens anlegg, både når det gjelder fleksibilitet i størrelse (standardisering), type brensel, avfallshåndtering osv. Et aspekt som er lite omtalt, er at kjernekraftverk også kan levere karbonfri varmeenergi i stor skala til ulike formål, prosessindustri, oppvarming av bygninger, fjernvarme, produksjon av ferskvann ved avsalting og mye mer.

Kjernekraft kan derved potensielt bli et nytt stort nasjonalt energiprosjekt

Realisering av ny kjernekraft i et omfang som skissert, vil åpne et enormt globalt marked for utvikling, fabrikasjon, drift/vedlikehold av kjernekraftanlegg, i ulike varianter og størrelser.
Her bør det også kunne åpnes muligheter for norske tjenester og leverandørindustri, på bakgrunn av teknologiutvikling og erfaring fra olje og gass, som kan ha stor overføringsverdi til kjernekraft, og (ikke minst) vår mer enn 60 års erfaring med reaktordrift og forskning, særlig knyttet til sikker drift av kjernekraftanlegg.

Kjernekraft kan derved potensielt bli et nytt stort nasjonalt energiprosjekt, til erstatning for bortfallet av utbyggingsaktivitet på norsk sokkel, om få år, som følge av mangel på nye større funn.


Andre debattinnlegg om atomkraft:

Kommentarer (62)

Kommentarer (62)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå