Kjernekraft

I dag er vi blitt redde for kjernekraft - er det lurt?

I etterkrigstiden var det kjernekraft som skulle gi oss ubegrenset med energi.

Neste år åpner finnene sitt nye kjernekraftvek basert på en avansert såkalt tredjegenerasjons teknologi. Anlegget vil produsere 1600 MW. Noen år etter er planen å åpnet ett til på 1200 MW. Anleggene er henholdvis basert på tysk og russisk teknologi.
Neste år åpner finnene sitt nye kjernekraftvek basert på en avansert såkalt tredjegenerasjons teknologi. Anlegget vil produsere 1600 MW. Noen år etter er planen å åpnet ett til på 1200 MW. Anleggene er henholdvis basert på tysk og russisk teknologi. (Illustrasjon: Jussi Rosendahl/ NTB Scanpix)

I etterkrigstiden var det kjernekraft som skulle gi oss ubegrenset med energi.

Få tenkte på farene, avfallet og kostnadene med kjernekraft etter krigen. Optimismen var enorm. Samtidig bygget man også ut enorme antall kullkraftverk, og mengden av biler, fly og skip eksploderte. De færreste bekymret seg for forurensing og klimaeffekter.

Nå er vi nedsyltet i energiproblemer og krangler om veien ut av uføret. De fleste peker på at vi må over på fornybar energi, men til tross for formidabel vekst går det så altfor sent. Vannkraft, sol, vind og bioenergi står for rundt 15 prosent av verdens energiforbruk. Kjernekraft for 5 prosent, mens resten fordeler seg på kull, olje og naturgass.

Problemet er at selv om økningen i fornybar kraft er enorm fra år til år, og at utviklingen er drevet frem av prisfall og ny teknologi, så har økningen i fossil energiproduksjon vært større, selv om den prosentuelle økningen har vært lav.

Økt forbruk

BPs prognose i Energy Outlook 2019 peker på at verdens energiforbruk vil øke med en tredjedel innen 2040 drevet av høyere levestandard i Asia. 75 prosent av økningen vil komme fra industri og bygninger, mens transport vil bruke mindre grunnet forbedring av virkningsgrader.

85 prosent av veksten vil komme fra mer fornybar energi og fra naturgass, som i det minste er den minst klimafiendtlige formen for fossilt drivstoff.

På tross av optimismen rundt fornybar ser det ut til at vi ikke klarer å venne oss av med å forbrenne kull og olje. BP tror oljeforbruket kommer til å øke, og vil vokse i de neste ti årene før det flater ut. Verre er det kanskje at kullforbruket, som er den største bidragsyteren til klimakrisen, vil holde seg flatt. Summa summarum vil utslippet av karbon til atmosfæren fortsette å øke. På tross av politisk velvilje og masse løfter. 

Flere vil få

I dag bor 80 prosent av verdens befolkning i land hvor den enkelte forbruker mindre enn 100 gigajoule per år. Det vil si nesten 28.000 kwh fordelt på transport, industri, oppvarming, kjøling og annet forbruk. Energiforbruk er forbundet med velstand, og hvis bare 33 prosent skal bruke så lite i 2040 må vi øke energiforbruket med 65 prosent fra i dag. Det vil skje samtidig som vi må redusere utslippene av klimagasser kraftig.

Når man deler CO2-utslipp inn i sektorer tyder BPs tall på at utslippet ikke øker så my frem mot 2040. Problemet er at det burde falle kraftig. Selv med kraftig vekst i fornybar kraft vil utslippet fra generering av strøm øke. Foto: Kilde: BP p.l.c

BP peker på at vi må avkarbonisere kraftsektoren samtidig som vi øker elektrifiseringen betydelig. Det krever at vi reduserer bruken av kull og heller bruker naturgass, og at vi lykkes med å hente ut karbonet vi bruker til energiproduksjon og enten lager produkter av det eller deponerer det. I tillegg må vi bli mye flinkere til å resirkulere ressurser.

Hvordan det skal skje krever mye mer enn stadig tøffere målsetninger. Med mindre et under skulle skje, er ikke den stadig akselererende overgangen til fornybar energi på langt nær nok. Energi basert på vind og sol begynner på et lavt nivå, i tillegg til at ingen av de to kan levere såkalt baselast. Det vil si energi når det ikke blåser eller er solskinn. 

Les også

Kjernekraften

Etter Tsjernobyl og Fukushima har den politiske lysten på mer kjernekraft avtatt drastisk. Folk forbinder slike hendelser med enorme katastrofer og med atomvåpen som kan drepe millioner. Sannheten er at et svært lite antall mennesker mistet livet i kjernekraftulykkene, selv om de to ulykkene i kraftverkene som ble tatt i bruk på 70-tallet kostet enorme summer.

Den virkelige morderen er fossil. WHO har beregnet at i 2012 døde rundt syv millioner mennesker av luftforurensing, der kullkraft er en vesentlig faktor.

Det er nær 50 år siden de to kraftverkene som kollapset ble konstruert. Vi vil jo ikke sammenlikne sikkerhetsnivået i en bil fra 70-tallet med dagens? Dagens kjernekraftteknologi er noe helt annet enn den gang, og den vil bli bedre.

Dessverre har utviklingen ikke skjedd med den farten mange forutså, fordi det ikke har vært lett å selge kjernekraft hverken politisk eller i markedet. Land som Tyskland viser at politikerne heller tar belastningen med å øke kullforbruket for å redusere bruken av kjernekraft. Kanskje det er på tide å se med nye øyne på kjernekraften?

Men utviklingen mot så å si CO2-fri kjernekraft, med både bedre sikkerhet og langt mindre farlig avfall, har gått tregt.

Tredje generasjon

Tredjegenerasjons anlegg basert på avanserte lettvannsreaktorer, som ble utviklet fra midten av 90-tallet, har mye mer avansert styring og sikkerhet basert på digital teknologi. Det betyr ikke at slike anlegg kan hackes. De blir neppe koblet til Internett.

Slike kjernereaktorer har fått bedre brensel med bedre utbrenning, ikke minst på grunn av forskningen som er utført i Halden. Brenselstavene flyttes rundt gjennom driften etter et avansert mønster for å få utnyttet de mest mulig. Typisk har de en utnyttelse på 45.000 til 50.000 MW-døgn/tonn brensel i opptil 5 år før brenslet er brukt. Dette utgjør ikke mer enn rundt én prosent av energien i uranbrenselet, men brenselkostnadene er likevel ikke mer enn 15 - 20 prosent av de totale kostnadene inklusive håndtering og deponering av radioaktivt avfall.

Bygger nytt

Det bygges fremdeles kjernekraftanlegg. Finnene skal sette sitt nye, såkalte tredjegenerasjon pluss-anlegg i drift neste vår, og da vil Norden få nye 1600 MW strømproduksjon inn i kraftnettet. Om ni år er planen å sette neste anlegg på 1200 MW i drift.

I Midtøsten bygger Emiratene og Saudi nye anlegg basert på sørkoreansk teknologi. Sør-Korea har vist at de kan levere til tid og budsjett.

Kina er kanskje de som har kommet lengst i dag. Etter å ha lisensiert fransk og amerikansk teknologi har de utviklet sin egen, og bygger nå mange nye kjernekraftverk. 

Les også

Fjerde generasjon

Fjerde generasjons kjernekraftteknologi ligger 15 til 20 år fram i tid, om ikke noen tar rev i seilet som fylles med stadig mer CO2. Slike anlegg løser to store bekymringer. For det første vil de utnytte det meste av brenslet, og det som er igjen vil bare være farlig i rundt 1000 år. Da stråler det like mye som naturlig forekommende uran.

For det andre vil slike anlegg ha en ekstrem høy grad av passiv sikkerhet, som vil si at systemet er «selvregulerende». Det er kanskje ikke så revolusjonerende som det høres ut. Liknende mekanismer er bygget inn i de fleste moderne kjernekraftverk. 

Litt brenselfysikk

I vanlig kjernebrensel er det rundt 95 prosent 238U – uran 238 – og rundt 4 prosent av isotopen uran 235U, pluss en del elementer i tillegg. Når reaktoren går dannes det 239Pu – plutonium – som ikke er et grunnstoff som finnes i naturen. Rundt 30 prosent av energien i reaktoren kommer fra plutoniumet.

Prognoser fra BP viser at stadig mer av strømmen vi bruker kommer fra fornybare kilder. Men mindre kommer fra vann- og kjernekraft som ogs å er CO2-fri kraft. Selv om kull vil gå ned, vil verdens strømmiks fortsette å ha en foruroligende høy andel kullkraft. Foto: Kilde: BP p.l.c

Når brenslet er brukt består det fremdeles av rundt 95 prosent uran. Resten er spaltningsprodukter. Mange av dem er langlivede og krever deponering i flere titusener av år. Men egentlig er det et problem man velger å definere. I mange land reprosesseres brenselet slik at de langlivede produktene benyttes i nytt brensel, og bare de kortlivede blir igjen til deponering.

Ny teknologi

Et fjerde generasjons kjernekraftanlegg vil være veldig forskjellig fra dagens anlegg, og det er mange ulike konsepter for slike. Her vil det kontinuerlig dannes nytt spaltbart materiale i reaktoren, hovedsakelig av 238U. Dette er en velkjent prosess som kalles breeding, altså formering. Utfordringen er at man må ha god kontroll på nøytronøkonomien ved hjelp av styrestavene.

Kravet til kontroll med nøytronene gjør at man ikke kan bruke vann som kjølemiddel i en slik reaktor. I stedet vil det bli brukt bly, natrium eller vismut. Eller det kan brukes gass slik som helium. Russland har blitt ledende på bruk av blykjølte reaktorer.

Et alternativ til fast brensel er flytende brensel. Uran kan løses i en saltsmelte. Det kan bli en svært sikker konstruksjon hvor brenselet kan dumpes ut av reaktoren slik at reaksjonen stopper om noe kritisk skulle skje. 

Modulære anlegg

En grunn til at kjernekraft har blitt så kostbart er mangelen på standardisering. I Frankrike var de flinke til det da de bygget opp verdens mest kjernekraftrike land. Rundt 50 kraftverk ble bygget etter en standard modell på 70-tallet.

Nå er det mange, spesielt i Kina og Russland, som tar til orde for å bygge små modulære anlegg nærmes på samlebånd for å kraftforsyne øde områder, og kunne sette sammen større anlegg ved hjelp av mange små moduler. 

Haster

Mens nasjonale og internasjonale politikerne og utallige miljøorganisasjoner vedtar den ene etter den andre resolusjonen og setter stadig heftigere mål så «dør kua», les planeten. Det er helt sikkert at kull og andre fossile brennstoff ikke er løsningen på energibehovet på tross av et intenst håp om at karboninnfangning og deponering skal lykkes.

Fornybar energi er fantastisk og vokser heftig, men det trengs ekstremt mye mer før fornybarsamfunnet er en realitet. Kanskje vi må svelge den stort sett ubegrunnede frykten og satse på kjernekraft?

Hovedkilder: BP Energy Outlook 2019 og cand. real og tidligere overingeniør ved IFE, Per Ivar Wethe.

Les også

Kommentarer (74)

Kommentarer (74)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå