LFTR KAN KONKURRERA BORT UTSLÄPPEN FRÅN DEN GLOBALA PRODUKTIONEN AV KOLENERGI

Publicerad 25.03.2013 kl. 12:48
Man kan hålla med om att utsläppen av tungmetaller och partiklar från produktion av el med kol som råvara är något som världen kunde leva förutan. Om man sedan ännu önskar att sänka utsläppen av koldioxid, låter även detta sig göras. I grova drag produceras det mellan 8300-12 000 TWh el av kol årligen och utsläppen av CO2 från denna aktivitet ligger kring 10 miljarder ton/år. Av den totala elmixen utgör den kolbaserade delen över 40 %. Enligt vissa källor skulle det finnas kol för 110-130 år framåt med 2011 års konsumtion som bas. Klart är att kolproduktionen kommer att nå sin kulmen långt innan dess och för att ersätta en råvara som idag står för nästan hälften av elproduktionen globalt betyder det att man måste finna alternativ som är energitäta nog för att kunna ersätta dagens behov och även det kommande behovet för ytterligare 2-3 miljarder mänskor i framtiden.

Om man idag kunde frabriksproducera 100 MW LFTR kraftverk,  skulle man kunna ersätta samtliga kolkraftverk tom  2060, när man får förmoda att kolproduktionen redan nått sin kulmen och planat ut eller tom börjat minska. Problemet är att man idag inte ännu är kapabel att producera LFTR reaktorer och är hänvisad till kol fortsättningsvis, kompletterat med konventionella LWR tryckreaktorer.  Hargraves kommer fram till att man kunde utveckla LFTR för ca 1 miljard USD för att få fram designen för en fungerande prototyp. Han anser även att dessa R&D kostnader skulle tas av en regering som sedan skulle förse en kunnig industri med resultaten. Det är möjligen så att hargraves önskan håller på att uppfyllas, men kanske inte riktigt av den regering som han möjligen har i åtanke – Kina har nämligen redan köpt de gamla amerikanska ritningarna och kör sitt eget race för att utveckla LFTR. Är det någon som tror att dom kommer att ge resultaten åt en ”kapabel industri” i västvärlden?
Ett annat land med mycket thorium är Indien som likt Kina har sjösatt ett utvecklingsprogram för LFTR.
När man väl åstadkommit en fungerande demonstrationsanläggning menar Hargraves att det ytterligare skulle krävas ca 5 miljarder USD för att få fram en design lämplig för masstillverkning. Denna summa skulle dock kärnkraftsindustrins representanter kunna stå för. Varför då? Dom där 200 MW LFTR enehterna, som skulle kunna kosta så litet som 200 miljoner USD/st skulle med en affär om dagen kunna uppgå till en 70 miljarder USD export orienterad  industri  - om den skulle uppstå i USA. I stället kan det vara så att landet heter Kina, eller Indien. Norge skulle också kunna bära epitetet föregångsland om bara den norska regeringen skulle bestämma sig för det. Det finns ju som känt en del kapital fonderat i Norge och vad vore ett bättre ändamål att investera sådana pengar i om inte i en energisäker framtid?

Dagens dilemma i samband med energiförsörjningen globalt är bristen på helhetssyn. Detta dilemma blir speciellt tydligt när det gäller diskussionen i media. Det går knappast en dag utan att man talar om förnyelsebar bioenergi, vindkraft eller solenergi som lösningen på den framtida energiförsörjningen. Samtidigt står det klart att det in te finns en möjlighet att ens tillnärmelsevis ersätta kol och olja med biomassa. Inte heller vind eller sol är alternativ som breda lösningsmodeller för den framtida energiförsörjningen om man inte kan höja effektiviteten många hundra procent och får fram sätt att lagra den producerade energin. Samtliga uppräknade energiformer har även den nackdelen att de antingen kräver oacceptabelt mycket fysiskt utrymme eller, när det gäller biomassa, kraftigt påverkar biodiversiteten eller utarmar jordarna. Man kan alltså konkludera att bioenergi, vind och sol kan utgöra lokala/regionala dellösningar som måste kompletteras med någon form av baskraft för att fungera. I detta sammanhang krävs det att man finner lösningar som är billigare än kol och alla andra fossila bränslen. Detta gäller bl a för att undvika dagens situation där hela länders ekonomi ruineras då man ger subsidier till energiproduktionslösningar som är fyra gånger dyrare än kol. Av de förnyelsebara energikällorna är det endast vattenkraften som är konkurrenskraftig gentemot kol, men man kan  inte globalt bygga ut den särskilt mycket utan att åstadkomma stor biologisk skada (se tidigare inlägg från 23.4.2012 och 15.8.2012).
Det är således viktigt att någorlunda nyktert och objektivt vädera med vad och hur man tänker lösa morgondagens energiförsörjning och då är det förstås bra att utgå ifrån dagens situation.
För att kunna analysera energibehovet tar  man hänsyn till två typer av energi: elektrisk-  och värmeenergi. Låt oss uttrycka dem i gigawatt (GWe och GWt), e för elektricitet och t för värme. När man omvandlar värmeenergi till elenergi är effektiviteten i snitt ca 33 %. Varje GWe motsvarar ca 3 GWt. I tabellen nedan har Hargraves sammanställt en EIA prognos över energi och el konsumtionen. Jag har lämnat bort siffror för USA och endast inkluderat den globala förväntade situationen.

 

 

  2015 2035 Ökning
Värmeenergi GWt Globalt 19 000 26 000 15 %
Elenergi GWe Globalt 2 600 4 000 54 %
Värme GWt excl värme för elprod. Globalt 11 200 14 000 25 %

Såsom framgår ur tabellen, förväntas det globala elbehovet stiga med hela 54 %, vilket är mer än dubbelt mera än tillväxten av andra energiformer (värme, förbränningsmototer, industriprocesser).

I det globala perspektivet, men även ur västvärldens perspektiv, behövs alltmera el snarare än oförädlad värme. Alltmera el går till datorer och elektronisk kommunikation. Globalt går redan 1.3 % av världens el till datacentra i världen.

Den pågående tredje industriella revolutionen kräver mera el. Nya digitala teknologier gör produktionsprocesserna allt effektivare. Bl a har vissa bilproducenter fördubblat antalet producerade bilar per anställd. Industrirobotarna blir allt mera funktionella och flexibla. Arbetskostnaden för en iPad är strax under 7 % av försäljningspriset idag. Detta kan bla medföra att tillverkningsindustrin återvänder från länder som Kina, där slaget om resurser såsom rent vatten och ren luft tilltalar allt färre.

För att bättre kunna illustrera varför den ena energiteknologin är intressantare är en annan, är det viktigt att framförallt kunna jämföra kostnaden att på olika sätt generera  elenergi. Amerikanska Energidepartementets EIA gör årliga detaljerade analyser på elproduktionens kostnader enligt tabellen nedan. ”Watten” i tabellen är produktionskostnaden när enheten är uppe i full produktionskapacitet.
Kapitalkostnaderna är sk ”kostnader över natten”, vilket innebär att räntekostnaden för lånet under byggnadstiden. Detta är således kostnaden för anläggningen om den betalats och byggts över en natt.


Elproduktionsteknologi Kapitalkostnad $/watt
Avancerad pulveriserat kol förbränning 2.84
Integrerad kol gasifiering CC 3.22
Naturgas Combined Cycle 1.00
Naturgas turbin 0.67
Bränslecell 6.80
Kärnkraft 5.33
Biomassa 3.86
Hydro 3.08
Vind 2.44
Vind, offshore 5.97
Solfångare 4.69
Sol PV 4.75

Kapitalkostnaden är ju bara en del av sanningen. Intressant är emellertid att t ex jämföra kostnaden och produktionen  med en 2 MW vindgenerator och vilken kapacietet och kostnad man kan producera lika mycket el med en dieseldriven generator.

En 2 MW vindgenerator kostar ca. 3 MEUR och producerar ca 2 x 2000 t/år = 4000 MWh till en investeringskostnad  på 97.2  €/MWh. En dieselgenerator på 0.6 MW producerar 4500 MWh under, säg, 7500 t/a och då behövs det ingen reglerkraft som det skulle behövas för vindmöllan, då oftast koleldad kraft. Kostnaden för dieselgeneratorn är ca. 110 000 € och investeringskostnaden skulle bli 14 256 €/år och utslaget på produktionen ca. 3.2 €/MWh. Vilket utvecklingsland skulle stanna för det första alternativet?
Kommentarer (0)
Spamfilter
Skriv siffran 5 med bokstäver?