Energi 2030: Kjernekraft

– For å nå klimamålene må vi se en storstilt utbygging av kjernekraft

Fremtiden til kjernekraft er svært usikker.

En sammensetning av bilder viser noen av kjernekraftverkene som Tyskland har stengt ned etter Fukushima-ulykken i 2011. Øverst fra venstre: Brunsbuettel, Unterweser, Brokdorf, Kruemmel, Emsland, Grohnde, Biblis A, Biblis B, Grafenrheinfeld, Philippsburg, Neckarwestheim og Isar 1 og 2.
En sammensetning av bilder viser noen av kjernekraftverkene som Tyskland har stengt ned etter Fukushima-ulykken i 2011. Øverst fra venstre: Brunsbuettel, Unterweser, Brokdorf, Kruemmel, Emsland, Grohnde, Biblis A, Biblis B, Grafenrheinfeld, Philippsburg, Neckarwestheim og Isar 1 og 2. (Foto: Reuters/NTB Scanpix.)

Fremtiden til kjernekraft er svært usikker.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

– Det er ikke de faktiske teknologiske utfordringene som bestemmer framtiden til kjernekraft, men folks oppfatninger og myter om det, sier kjernefysiker og forskningsformidler Sunniva Rose.

Hun mener det er skinnhellig av oss her i Norge, som «har det så godt med vannkraften», å rynke på nesa over kjernekraft. Norge har en fornybarandel av kraftproduksjonen på 98 prosent.

– I dag står kjernekraft for i overkant av ti prosent av verdens elektrisitetsproduksjon. Jeg håper at den andelen er betydelig større i 2030. Jeg håper også at sol har en større andel i 2030. Det hadde vært fantastisk om sol og kjernekraft sammen virkelig hadde tatt hovedandelen og sendt hydrokarbonene på vei ned, sier hun.

Fukushima endret markedet

Men etter Fukushima-ulykken i 2011 har vinden blåst den andre veien for kjernekraften. Selv om energiformen fortsatt vokser, så har andre energikilder økt mer.

Mange land har revurdert sikkerheten rundt sine atomkraftverk og bare i 2011 ble 13 reaktorer stengt for godt. Tyskland besluttet å stenge alle sine reaktorer innen 2022, og Italia har forbudt kjernekraft. 

En vakt gestikuklerer ved sjekkpunktet på vei inn i en av forstadene til Fukushima. Bildet er tatt i mars 2018. Foto: Behrouz Mehri/AFP via NTB Scanpix.

Etter Fukushima-ulykken halverte også Det internasjonale energibyrået (IEA) sitt anslag for ytterligere utbygging av kjernekraft frem mot 2035.

De anslår nå at i et bærekraftig scenario, altså en verden der man klarer å nå målet i Paris-avtalen, så vil kjernekraft stå for 15 prosent av kraftproduksjonen i 2040. Men for å nå det må det skje en endring.

Blandet thorium med russisk uran

Det er 453 reaktorer i drift i verden i dag. 56 er under bygging. I hovedsak bygges det i Asia og i Øst-Europa. Så langt i år har man startet byggingen av 2 nye reaktorer, mot 16 i 2010.

Det er også mot Asia, særlig da Kina og India at man må se for å se den store utviklingen.

Sunniva Rose med UiOs syklotronanlegg og detektoren med det treffende navnet CACTUS, som registrerer hva som skjer når forskerne "kaster stein" på atomkjerner. Bilde: Bjarne Roesjoe

Og det er her Rose tror den store teknologiutviklingen også vil komme. Selv disputerte hun i fjor på avhandlingen sin om thorium. 

– Når man ser på den store oversikten over energiproduksjon i verden, så går kjernekraft nedover, men det er bare fordi det ikke øker like mye som de andre energitypene. Det er flere store land som driver en storstilt utbygging, blant annet Kina og India. De satser også på thorium, så det er i disse landene det nå er mest aktuelt at det blir tatt i bruk, sier hun.

Plukker bort kjernekraft 

Teknologiutvikling og klimatiltak er I ferd med å endre energimiksen i verden. Men hvor fort skjer det? Og hvilke former for energi vil være ledende i fremtiden?

Vi har bedt en rekke personer som har roller eller kunnskap om ulike energiformer om å se på hvilke teknologiske utfordringer de enkelte står overfor i årene som kommer og hvordan de venter at utviklingen vil være for de ulike kildene til energi frem mot 2030.  

Les første sak i serien: IEA legger fram doble grafer - utviklingen kan skje fortere enn de tror

Teknisk direktør Roy Ruså i Petoro: – Nøkkelen for norsk olje er konkurransekraft

Naturgass: Med CSS kan norsk gass bli en ren energikilde

Forsker og siv. ing. Øyvind Y. Rogne ved Sintef Ocean: – For å lykkes må man utvikle billige parker som ikke havarerer i stormene

Atle Rotevatn, professor ved Universitetet i Bergen: – Varmen fra jordens indre er en utømmelig energikilde

Einar Wahlstrøm i Rainpower: – Batteri-teknologi kan utfordre vannkraftens rolle som eneste fornybare kilde til lagringkapasitet

I løpet av 2018 og 2019 forventer World Nuclear Association (WNA) at 30 reaktorer skal starte opp. Men de har estimert at man trenger 1000 nye reaktorer innen 2050 for å kunne møte 25 prosent av verdens elektrisitetsbehov. Så da må utbyggingstempoet mer enn dobles for at man skal nå det.

En slik storstilt utbygging på kjernekraft mener doktoren er helt nødvendig for å nå klimamålene i Paris-avtalen.

Rose peker på at FNs klimapanel peker på nettopp kjernekraft for at man skal kunne klare å begrense de menneskeskapte klimaendringene. I den femte rapporten fra FNs klimapanel sier de at 80 prosent av elektrisiteten i verden må være «lav-karbon».

– Her mener jeg at man i Norge bedriver «cherrypicking», altså man bare plukker de delene av forskningen som man er enig i. De fleste vil si at FNs klimapanel er en pålitelig kilde og man peker på nødvendigheten av en satsning på CO2-fangst og lagring og utbygging av fornybar energi, men de hopper bukk over anbefalingen om å satse på kjernekraft, påpeker Sunniva Rose til TU.

Ingen rask løsning

Naturvernforbundets Dag Arne Høystad tror andelen kjernekraft i den totale energiproduksjonen vil fortsette å falle.

– Flere land ønsker å fase ut kjernekraft helt fra sin energisektor. Andre ønsker å satse, men konkurransekraften er synkende. Lokal fornybar produksjon vil fortsette å øke. Kjernekraft er lite egnet til balansekraft og vil ytterligere tape markedsandeler, sier han til Teknisk Ukeblad. 

Han understreker dessuten at energiomleggingen til mer fornybare kilder må skje raskt på grunn av klima. Kjernekraft er ingen rask løsning – både planlegging og bygging tar lang tid.

Kjernekraft krever også store investeringer med lang bindingstid før produksjon kommer i gang. Slike investeringer krever statlig deltagelse eller en monopolsituasjon for å sikre tilbakebetaling til investorer.

– Begge deler er vanskeligere å få til i årene fremover. Kjernekraften har vist seg ikke å være konkurransedyktig i et fritt energimarked, sier Høystad. 

Krevende å lagre atomavfall

Kjernekraften står dessuten foran store utfordringer. De største handler om dekommisjonering av reaktorer og forsvarlig oppbevaring av brukt brensel og annet atomavfall.

Flere steder i verden, også i Norge, står atomavfall uten noen god løsning. Mengden avfall i midlertidige lagre øker år for år. Ingen land har funnet gode løsninger for det høyaktive atomavfallet sitt.

– Det lange tidsperspektivet gjør det svært krevende, for ikke å si umulig, å finne sikre lagringsløsninger. Sverige og Finland har kommet lengst i prosessen, men også her stopper det opp på grunn av tvil om bestandigheten til kapslinger, påpeker Høystad.

Han viser i tillegg til at svært mange av dagens reaktorer drives på overtid, samtidig som det fortsatt er lite erfaring med fullskala dekommisjonering. Reaktorene er ulike og mye teknologiutvikling må til. Kostnadene er usikre, men anslagene er generelt økende.

– Nedbygging kan bli utsatt og dermed en belastning for kommende generasjoner og vanskeligere fordi kompetanse forsvinner med tiden, understreker han.

– Kunstig billig

Naturvernforbundet opplyser at de jobber spesielt med å finne løsninger for dekommisjonering av gamle russiske reaktorer.

– Et eksempel på vanskeligheter som oppstår er hva man skal gjøre med grafitt. I Russland foregår det nå et internasjonalt prosjekt for hva som kan gjøres med grafitten når reaktorer med grafittmoderator i kjernen dekommisjoneres. Dette problemet har også sinket og fordyret dekommisjoneringen av Ignalina atomkraftverk i Litauen, forklarer Høystad.

– Slik situasjonen er i dag, blir kjernekraften kunstig billig fordi løsninger på disse to utfordringene ikke regnes tilstrekkelig inn.

Vi vil se generasjon 4-reaktorer innen 2030

Mens Rose er engasjert når hun snakker om neste generasjon reaktorer.

– Ser man nærmere på de store linjene så har det vært store teknologiske framskritt, både når det kommer til å redusere avfall og med å gjøre kraftverkene enda sikrere. Og her er det mange forskjellige måter man kan å gjøre det på, derfor har USA tatt initiativ til et forum for å kunne samarbeide om forskning og utvikling. Her har de definert 6 ulike typer kjernekraftverk som de mener er de mest lovende i generasjon 4, forteller hun.

Bildene som viste at noe hadde skjedd i den ene reaktoren i kraftverket i Fukushima. Foto: AFP PHOTO / HO / NHK via NTB Scanpix.

Ifølge WNA, som har gjort en vurdering av hvor langt utviklingen av disse reaktorene har kommet så vil fire av seks kunne være klare innen 2030. Alle disse opererer på høyere temperatur enn dagens reaktorer. Fire av de er «fast neutron» reaktorer. Og fire vil være spesielt egnet til å produsere hydrogen også.

– Da vil vi se en helt ny generasjon av reaktorer. Analyser som er gjort tyder på at disse reaktorene vil være 60-70 ganger mer effektive enn i dag. Det betyr også mer energi og mye mindre avfall, påpeker Rose.

Løser problemene til fornybare kilder

Mens havvindparken utenfor London, Array vindpark, med 175 vindturbiner og en produksjon på 2,5 TWh i 2015 tar opp et areal på 100 km2, så estimerer de britiske myndighetene at reaktoren Hinkley point C vil produsere 24 TWh i året i 60 år på et område på under 2 km2.

Sunniva Rose, blogger og kjernefysiker.  Bilde: Eirik Helland Urke

– Kjernekraft er en svært energitett form for kraftproduksjon. Og det er først når vi har en faktabasert diskusjon at vi kommer videre.

– Det  er så viktig at vi sprer kunnskap, avliver myter og nyanserer bildet som folk har skapt seg. Det er viktig å ta seg tid til å forklare hvordan det faktisk henger sammen, mener Rose.

Regnestykket over er ikke medregnet området som må til for å lagre avfallet.

– Skal man gjøre noe med klimautfordringene kan jeg ikke skjønne hvordan man skal gjøre det uten kjernekraft, sier Rose.

Forsker videre uten reaktor

Institutt for energiteknikk (Ife) er Norges nukleære forskningsinstitutt og holder til på Kjeller og i Halden. Forskningsstiftelsen besluttet i slutten av juni 2018 at Haldenreaktoren skal stenges ned på grunn av store økonomiske underskudd over flere år.

Ife har hatt omfattende nukleær virksomhet i Halden ved reaktoren og gjennom det internasjonale OECD Haldenprosjektet, som 20 land og over 100 organisasjoner er en del av. De vil nå dreie litt på forskningsvirksomheten på området.

I slutten av juni ble det besluttet at Haldenreaktoren skal legges ned. Foto: Torbjørn Tandberg/Thor Energy

– Haldenreaktoren har vært testanlegg innen reaktorbrensel og reaktormaterialer siden den kom i drift i 1959. I samarbeid med medlemslandene vil Ife forske videre på kjernekraftsikkerhet også uten reaktoren i drift. Vi har blant annet 60 år med unike data som vi vil analysere. Forskningen videreføres uavhengig av reaktorstans, forklarer Silje Aspholm Hole i Ife til Teknisk Ukeblad.  

Forskningen benyttes for å forbedre blant annet sikkerhet, trene operatører, utvikle kontrollrom, og planlegge kompliserte vedlikeholdsoperasjoner. Videre har Ife et forskningsmiljø innen nedbygging av atomreaktorer som instituttet satser på, fordi det er et voksende marked internasjonalt.

Ved reaktoren på Kjeller har de blant annet forskning på betongbestråling, som er svært viktig for sikkerhet ved reaktorer. Denne forskningen videreføres, og vil antakelig økes.

Ulykkesbestandig brensel

Hole påpeker at forskning på kjernekraftbrensel er lange og ressurskrevende prosjekter. Teknologiutfordringene er i seg selv store, mye på grunn av strenge sikkerhetskrav. 

I tillegg er reaktorteknologien blitt standardisert og færre etterspør utvikling av helt nye reaktormodeller. Flere land har dessuten redusert sin satsning på kjernekraft. Konsekvensen er at store industriaktører sliter med sterkt svekket økonomi. 

Hun trekker frem forskning på ulykkesbestandig brensel, accident tolerant fuel (ATF), som en av de viktigste forskningsmessige utfordringene på området. 

– Bakgrunnen for dette er Fukushima-ulykken og hvordan tradisjonelt brensel kapslet med Zr-materiale feilet og ledet til de alvorlige konsekvensene som denne ulykken hadde. Dette var et av de viktigste områdene Haldenreaktoren var engasjert opp mot før den ble besluttet nedlagt, sier hun. 

ATF er fremdeles på forskningsstadiet. Det forskes også på bruk av thorium som alternativ til uran i kjernekraftverk.

Flere utfordringer

En annen stor utfordring er at det er krevende å iverksette gode løsninger for håndtering av atomavfall, i første rekke brukt brensel.

– I årene fremover vil mange reaktorer bli nedstengt som følge av at land avslutter kjernekraftvirksomheten, i tillegg til at reaktorer stenges på grunn av alder. Det vil føre til store mengder radioaktivt avfall både i form av brensel og avfall fra nedbygde reaktorer, poengterer Hole. 

En del atombrensel kan være kjemisk ustabilt og må behandles før det deponeres, og det er en omfattende prosess som krever utvikling av teknologiske løsninger som kan oppskaleres. Det må også bygges deponier for radioaktivt avfall som er svært sikre, og der avfallet kan lagres sikkert i millioner av år og tåle klimaendringer og en ny istid – om det noen gang inntreffer.

– Utfordringene og kostnadene ved håndtering og deponering av atomavfall vil bli mer fremtredende i årene som kommer, siden en rekke land utreder deponier som skal lagre atomavfallet «for evig tid». Sluttregningen for land med kjernekraft kan bli svært stor, og det kan føre til at flere land ser på kjernekraft som mer kostbart og mindre attraktivt fremover – spesielt når prisene på energi fra sol og vind er blitt konkurransedyktige, sier Hole.

– Det vil være behov for forskning på kjernekraft i mange år fremover, men de teknologiske utfordringene og forskningsbehovene vil antakelig endres betraktelig.

Kommentarer (3)

Kommentarer (3)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå