maritim

Spår atomdrevne skip i 2030

Interessen for kjernekraft til framdrift av skip har eksplodert i løpet av det siste året. NTNU-topper mener vi vil se de første skip i kommersiell drift i 2030.

Eksempel på plassering av 4.generasjons kjernekraftreaktor (SMR) basert på saltsmelte, bly eller gasskjøling i et containerskip. Det tar mindre plass og skal være billigere enn store dieselmotorer.
Eksempel på plassering av 4.generasjons kjernekraftreaktor (SMR) basert på saltsmelte, bly eller gasskjøling i et containerskip. Det tar mindre plass og skal være billigere enn store dieselmotorer.

Instituttleder for havromsoperasjoner og byggteknikk ved NTNU, Hans Petter Hildre, og professor Jan Emblemsvåg ved samme institutt, blir bare mer og mer overbevist om at kjernekraft vil spille en helt avgjørende rolle når skipsfarten skal bli utslippsfri.

Instituttleder Hans Petter Hildre ved Institutt for havromsoperasjoner og byggteknikk ved NTNU Ålesund er overbevist om at markedet for SMR til skip vil komme opp i 2000 i året. Foto: NTNU
Instituttleder Hans Petter Hildre ved Institutt for havromsoperasjoner og byggteknikk ved NTNU Ålesund er overbevist om at markedet for SMR til skip vil komme opp i 2000 i året.

– Det er ikke andre reelle alternativer for utslippsfritt drivstoff. Det produseres ikke nok ammoniakk eller hydrogen og batterier er ikke nok for deep sea-shipping, sier Hildre.

NTNU ved Emblemsvåg har ledet det toårige prosjektet Nuclear Propulsion of Merchant Ships I (Nuproship I). Prosjektet fikk ti millioner kroner i støtte fra Forskningsrådet i 2022. I tillegg til NTNU, deltar DNV, Knutsen OAS, Nyhill-Shipping, Wallenius Wilhelmsen, Sinoceanic Shipping, OSM Thome, Island Offshore og Sjøfartsdirektoratet fra Norge samt KTH i Sverige, ENIDH fra Portugal og IDOM fra Spania.

Prosjektet har gått systematisk igjennom og sett på hvilke barrierer som må overkommes, både regulatorisk og teknisk. Søknad er sendt for oppfølgeren, Nuproship II.

Professor Jan Emblemsvåg ved Institutt for havromsoperasjoner og byggteknikk ved NTNU møtte mye motstand og kritikk da han startet forskningsprosjektet Nuproship I. I dag er næringen langt mer positiv. Foto: NTNU
Professor Jan Emblemsvåg ved Institutt for havromsoperasjoner og byggteknikk ved NTNU møtte mye motstand og kritikk da han startet forskningsprosjektet Nuproship I. I dag er næringen langt mer positiv.

I Nuproship I var en av oppgavene å plukke ut aktuelle reaktortyper og mulige leverandører. Av 93 produsenter av SMR (Small Modular Reactor), har Nuproship valgt tre. De er i sluttfasen med 4.generasjon SMR med innebygd passive sikkerhetssystemer. Det betyr at ukontrollert reaksjon med nedsmelting ikke skal være mulig.

Tre innfrir 37 krav

Ifølge Emblemsvåg ble de vurdert ut fra 37 kriterier. De tre kom godt innenfor på alle punkter.

Dette er de tre leverandørene og kjølemediet de benytter:

  • USNC – heliumgass
  • Blykalla - blykjøling
  • Kairos Power – saltsmelte
LNG-tankeren Cadiz Knutsen har framdriftssytem med dampturbin på 28 MW. Med atomreaktor om bord vil gass erstattes av nukleært brensel, men det vil fortsatt være damp. Skipet er 284,4 meter langt, 42,5 meter bredt og kan ta 138.000 kubikkmeter flytende naturgass i membrantanker. Det ble bygget i 2004. Foto: Knutsen OAS
LNG-tankeren Cadiz Knutsen har framdriftssytem med dampturbin på 28 MW. Med atomreaktor om bord vil gass erstattes av nukleært brensel, men det vil fortsatt være damp. Skipet er 284,4 meter langt, 42,5 meter bredt og kan ta 138.000 kubikkmeter flytende naturgass i membrantanker. Det ble bygget i 2004.

Mandag 3. og tirsdag 4. juni arrangerer Nuproship konferansen Nuclear Propulsion for Shipping ved NTNU i Ålesund. Dit kommer om lag 150 deltakere fra alle deler av maritim næring.

– Nå begynner maritim næring å se at kjernekraft blir et reelt alternativ. Alle tre vil presentere sin teknologi og diskutere mulighetene framover, sier Emblemsvåg.

NTNU-toppene er gledelig overrasket over hvor fort den tekniske utviklingen går og maner norsk maritim næring til å ta en tidlig posisjon.

Svenske Blykallas konsept for SMR (Small Modular Reactor) er basert på bly som kjølemedium, mens fisjonsmaterialet er basert på urannitrid. Kjølemediene i 4.generasjosnreaktorer kan ikke smelte ned eller eksplodere slik som tidligere generasjoner med høytrykk og vann. Illustrasjon: Blykalla reaktorer/Kjersti Magnussen
Svenske Blykallas konsept for SMR (Small Modular Reactor) er basert på bly som kjølemedium, mens fisjonsmaterialet er basert på urannitrid. Kjølemediene i 4.generasjosnreaktorer kan ikke smelte ned eller eksplodere slik som tidligere generasjoner med høytrykk og vann.

– Reaktorene vil være teknisk klare og godkjent for bruk på land i 2027-2028. Så vil det ta cirka. to år å få det praktiske og regulatoriske på plass for maritim bruk, sier Emblemsvåg.

Blykalla skal mot slutten av 2024 bygge en testreaktor ved Oskarshamn. Målet er å starte masseproduksjon av Sealer 55 på 55 MW fra 2030.

Strålevern og krav

Blant hovedoppgavene i Nuproship II blir å kartlegge og stake ut hva som skal til for å få på plass regelverk og godkjenning.

Hildre tror at det vil være avgjørende å få de 10 første skipene godkjent etter anerkjente strålevernsregler, for eksempel amerikanske, og trafikk på utvalgte havner i 3-4 land.

– Etter det håper vi det skal bli lettere å harmonisere regelverk internasjonalt til å gjelde all nukleær shipping, sier han.

Liten, modulær kjernekraftreaktor plassert i et LNG-skip tilsvarende Knutsen OAS'
Liten, modulær kjernekraftreaktor plassert i et LNG-skip tilsvarende Knutsen OAS' "Cadiz Knutsen" på 138.000-kubikkmeter.

En annen oppgave er å gå igjennom alle aktuelle skipssegmenter og typer. Hva vil kreves av skipstilpasninger og design for å ta om bord reaktorer.

N uclear Propulsion of Merchant Ships I (NUPROSHIP)

Toårig forskningsprosjekt. Ti millioner kroner fra Forskningsrådet.

NTNU: Prosjektledelse Skipskompetanse, støttesystemer, systemdesign, skipsbygging, sikkerhet, risikostyring, økonomi- og miljøanalyser. (Norge).

KTH: Kjernekraftteknologi og korrosjonsteknologi (Sverige).

ENIDH: Deep sea kompetanse (Portugal).

IDOM: Kjernekraftteknologi, termokjemi og infrastruktur på land (Spania).

Vard Group: Skipsdesign og skipsbygging (Norge).

DNV: Skipssikkerhet, klasseregelverk (Norge).

Knutsen OAS: LNG rederidrift, dampdrift, sjømannskap (Norge).

Nyhill-Shipping: Bulk rederidrift (Norge).

Sjøfartsdirektoratet: Regelverk (Norge).

Wallenius Wilhelmsen

Sinoceanic Shipping

OSM Thome

Island Offshore

– Jeg er overbevist om at atomreaktorer kommer prismessig svært gunstig ut. Reaktorene kan bli billigere enn fossile stempelmotorer og man slipper drivstoffutgifter i 25-30 år, sier Emblemsvåg.

Hildre og Emblemsvåg er overbevist om at det blir et stort marked for SMR til skip.

– Skal vi nå 2050-målene om nullutslipps skipsfart innen 2050, begynner det å haste. Vi tror det etter 2030 kan bli et marked på rundt 2.000 SMR til skip per år. Selskapene vi jobber sammen med ser på dette som et svært interessant marked, sier Emblemsvåg.

Skipsfarten står for cirka tre prosent av verdens klimagassutslipp og de store, havgående skipene bidrar med ca. 80 prosent av dette. Av dem er det rundt 60.000. Det vil ifølge Hildre innebære store forretningsmuligheter for dem som kan levere teknologi og løsninger.

Powered by Labrador CMS