Kjernekraft gjør comeback på lasteskip

Nylig presenterte kinesiske Jiangnan konseptet KUN-24AP. Det er et containerskip med plass til 24.000 standardcontainere, drevet av en saltsmelte-reaktor med thorium som radioaktivt materiale. Kina har allerede en forsøksreaktor basert på denne teknologien i drift i Gobiørkenen.

Lignende utviklingsprosjekter er på gang i flere andre deler av verden. I Sør-Korea har det blitt dannet en koalisjon av skipsbyggere og rederier for å utvikle kjernekraft til skip i samarbeid med National Atomic Energy Research Institute.

I Norge har de samlet en rekke selskaper og myndigheter i konsortiet NuProShip. Prosjektet har valgt tre leverandører av SMR, med litt ulike teknologier og kjølemedier (bly, saltsmelte og heliumgass).

Skipsfarten står for ca. tre prosent av verdens klimagassutslipp og de store, havgående skipene bidrar med ca. 80 prosent av dette. Av dem er det rundt 60.000, og de kan ikke avkarboniseres med batterier. Hydrogen er heller ikke noe godt alternativ på grunn av energitetthet og dermed volumkrav om bord.

Optimistiske eksperter

Flere eksperter ser kjernekraft som en av løsningene på skipsfartens CO₂-utfordring. I dag forbrennes 300 millioner tonnene fossilt brensel årlig i store skipsmotorer.

– Vi følger utviklingen med stor interesse. Det er en rekke spørsmål som må avklares når det gjelder teknologi, risiko og regulering, sier Claus Winter Graugaard fra Maersk Mc-Kinney Møller Centre for Zero Carbon Shipping.

Han forventer at teknologien vil modnes i løpet av de neste ti årene, noe som vil gjøre den interessant for rederier og energiprodusenter.

– Vi må ikke glemme at også e-fuel basert på grønn strøm er en viktig del av løsningen, sier Graugaard.

Dansk skipsdesigns grand old man, Hans Otto Kristensen, som også er IDAs ekspert på skipsfart og skipsteknologi, er enig.

– Vi har dårlig tid med den grønne omstillingen, og drivstoff basert på sol og vind er ikke nok. Derfor mener jeg at kjernekraft i store containerskip er noe vi bør prøve, selv om det kommersielt sett ligger noen år frem i tid, sier han.

Gammel idé med nye reaktorer

Kjernekraft i lasteskip er ikke noe nytt. Det ble testet allerede på slutten av 1950-tallet på det amerikanske skipet NS Savannah, som opererte frem til 1972 med en trykkvannsreaktor om bord. Men det ble verken en teknisk eller økonomisk suksess, og siden den gang har det bare vært noen få andre eksempler på sivil bruk av kjernekraft til sjøs.

Men det kan endre seg med en det som omtales som fjerdegenerasjons reaktordesign, såkalte SMR-er (Small Modular Reactor), med en effekt på under 300 MW.

Tanken er at når konstruksjonen er på plass, kan den produseres i moduler og på et «samlebånd», noe som skal redusere kostnadene.

I dag er mer enn 80 selskaper verden over i gang med å utvikle teknologien basert på ulike konsepter.

Drivstoff for 25 år

Utviklingen av SMR, som også kan brukes på skip, er i hovedsak basert på to teknologikonsepter.

Det ene er nedskalering og modularisering av tradisjonelle kjernekraftverk. Det er denne ideen som blant annet det amerikanske selskapet Nuscale har arbeidet med, men som høsten 2023 fikk et tilbakeslag da høye kostnader satte en midlertidig stopper for utviklingen.

Den andre reaktordesignen er basert på en alternativ måte å regulere fisjonsprosessen og kjølevæsken på. Det kan være en saltsmelte-reaktor, som blant annet de to danske selskapene Copenhagen Atomics og Seaborg Technologies arbeider med.

I prinsippet vil et skip med en slik atomreaktor om bord kunne seile i hele sin kommersielle levetid – kanskje opptil 25 år – uten å måtte fylle drivstoff.

Lekter kan være et skritt på veien

Et alternativt til atomdrevne lasteskip vil være å installere SMR-enheter i lektere som kan seiles dit det er behov for energi. Russerne har allerede utviklet et slikt flytende kjernekraftverk i form av Akademik Lomonosov. Her leverer to atomreaktorer på 35 MWe hver den energien som russerne ønsker å kommersialisere.

Det britiske selskapet Core Power er langt fremme i utviklingen av en liten, moderne reaktor som i første omgang er beregnet på et lignende flytende kraftverk, men som på sikt også kan brukes i skip.

Seaborg Technologies arbeider med samme idé, og det er tidligere blitt annonsert at en lekter med et lite 200 MW atomkraftverk kan være klar til drift innen utgangen av dette tiåret.

Grønt drivstoff i sentrum

Men kjernekraft er ikke den eneste måten å erstatte fossilt brensel i maskinrommet på.

Etter å ha gått på olje i mer enn 100 år, kan store lasteskip nå ta i bruk nye og grønnere drivstoff som metanol og ammoniakk. Å erstatte en pålitelig og relativt enkel konstruksjon med kjernekraft kan virke som en risikabel idé.

Eksperter fremhever imidlertid én fordel med SMR: størrelsen. SMR-reaktorer vil ta langt mindre plass enn systemer som krever metanol eller ammoniakk som drivstoff.

De to drivstoffene – som skal produseres syntetisk via hydrogenelektrolyse – har en mye lavere brennverdi enn diesel og krever derfor drivstofftanker som er minst dobbelt så store, noe som vil ta opp plass fra selve lasten. Dette vil ikke være tilfelle med en SMR, som kan forventes å ta mye mindre plass i et stort skip – kanskje til og med mindre enn en dieselmotor.

Sikkerhet og aksept

Men det finnes også utfordringer hvis kjernefysisk fisjon skal drive skip på verdenshavene i fremtiden. Det må utvikles nye kollisjonsstandarder, og generelt må havområdene som skipene skal navigere i, harmonisere sine regler.

– Det ser ut som om utviklerne vil få selve reaktorene til å fungere i løpet av noen år. Derfor tror jeg regelverket vil være den største barrieren, sier Claus Winter Graugaard.

Hans Otto Kristensen ser også gode muligheter for slike skip, men regner med at det vil være utfordringer, blant annet av økonomisk og sikkerhetsmessig art.

– Det er vanskelig å forutsi hva et atomdrevet skip vil koste i dag. Da Savannah var i drift, var det 150 ingeniører ansatt for å holde det i drift, noe som var en av grunnene til at det aldri ble lønnsomt. Vi kjenner heller ikke til vedlikeholdskostnadene eller drivstoffkostnadene. Men vi vet at prisen på grønt PtX-drivstoff i dag er to til tre ganger så høy som prisen på fyringsolje, sier han.

Industrien er interessert

Det store danske rederiet Norden, som spesialiserer seg på bulk- og lasteskip, skriver i en e-post til Ingeniøren at de foreløpig ikke ser på atomkraft for å drive skipene sine. Fokuset er først og fremst på tiltak som har effekt på utslippene i dag og ikke om ti år. Derfor er det særlig metanol og ammoniakk de ser på.

«Tiden vil vise hva som er mulig, ikke minst ut fra et sikkerhetsperspektiv», skriver kommunikasjonssjef Stig Frederiksen.

Men selv om de store danske rederiene ikke satser på kjernekraft for øyeblikket, er det en interesse for teknologien i mange land. Dette ble bekreftet i en leserundersøkelse gjennomført av magasinet Seatrade Maritime News tidligere i år. De spurte leserne om hvor sannsynlig det var at vi ville se kjernekraft som et alternativ til grønne drivstoff. På dette svarte 70 prosent av deltakerne «ja».

Det finnes imidlertid også kritikere. Patrick Ryan, visepresident i American Bureau of Shipping, er en av dem. Tidligere i år sa han til magasinet IEEESpectrum at en reaktor om bord på skip ville ha mange kompliserende faktorer.

– Selv om en saltsmelte-reaktor skulle klare å unngå alle de tekniske problemene med trykkvannsreaktorer, vil det fortsatt være problemer med hensyn til publikums oppfatning av kjernekraft. Noen havner ville sannsynligvis avvise atomskip helt og holdent, sier han, og foreslår i stedet at de små atomkraftverkene brukes til å produsere elektrisiteten som trengs for å lage grønt flytende drivstoff.

Artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.