Etikettarkiv: förnybart

Cornus trollstav duger inte!

Med risk för att tjata lite för mycket om Cornus alster, så skriver han idag om ”trollstavsvillfarelsen”, dvs att det tar lång tid för teknik att få meningsfullt genomslag, om det alls får det. Jag håller med rent generellt, men när han exemplifierar med ”den första reaktorn som gav elenergi stod klar 1951 och än idag står kärnkraften bara för 4% av världens energiförsörjning” då reagerar jag förstås. Att kärnkraft idag inte dominerar världens energiproduktion beror på politiska val, taskig medialogik och suboptimerande skademinimering. Kärnkraften var på god väg på 70-talet. Se här en graf över hur olika energikällor skalat i olika länder.

genomslag för energitekniker

 

Data från BP Statistical Review of World Energy 2013. Länder som vill kan alltså skaffa 80% kärnkraftsel på 20 år med en måttlig ansträngning. Vid riktig panikmobilisering på 10 år. Om världen såg växthuseffekten som ett prioriterat problem så skulle detta ske.

Topp tio gröna påståenden

Den gröna religionen är en sorts cargo cult. Dess anhängare har sett miljövänlighet, förstår inte hur det fungerar, men gör sitt bästa för att imitera det och skapa ett liknande sken.

Men imitationer blir sällan bra. Här nedan kommer några av mina ”favoriter”, utan inbördes ordning. Jag sparar alla anti-kärnkraftsargument som förtjänar sin egen lista. Bidra gärna med dina käpphästar i kommentarsfältet!

1. ”Kolla vad många jobb den här gröna tekniken skapar!”
I det länkade exemplet har man en off-shore-farm som är som en halv kärnkraftsreaktor och ändå kommer ”skapa” hisnande 580 permanenta jobb, eller knappt två vaktmästare per snurra. Jobb är inte en vara man producerar, utan en resurs man förbrukar!

2. ”Energiteknik X växer exponentiellt!”
Nej, allt som kan uttryckas i procent är inte exponentiellt. Bara om det är minst samma procentuella tillväxt varje år! Det är det definitivt inte för varken sol eller vind, globalt. Vind växer linjärt och solen är nära.

3. ”Vi måste ställa om till förnybart.”
Egenskapen ”förnybart” tillför inget och säger inget om miljövänlighet, hållbarhet eller något annat viktigt.

4. Solcellskapaciteten växer mest.”
Sol och vind har i princip ingen kapacitet alls. De producerar när vädret samtycker. Dessa energikällor har installerad (topp)effekt.

5. ”Solceller/vindkraft har gått om kol i installerad effekt!”
märkeffekt i Tyskland

Ovanstående är installerad effekt i Tyskland per energislag 2013. Vem f-n bryr sig? Det som spelar roll är hur stor produktionen var:

elproduktion i Tyskland 2013

6. ”Mer förnybart bryter Rysslandsberoende”
Det här bloggade Anna-Karin Hatt om idag. Alla andra begriper att ju mer intermittent kraft och ju mindre kärnkraft, desto större är behovet av naturgas för att fylla ut när det är stiltje och/eller dålig sol. (Okej, de första procenten solceller kan hyvla bort en del av last-toppen dagtid, men sen…) Naturgas är snabbreglerad, billig kapacitet.

7. ”Det är mixen som fixar biffen.”
Ingen grön energikälla duger ensamt och ingen lagringsteknik går att skala upp för att jämna ut intermittenta kraftslag över veckor och månader. Men tyvärr, att man kombinerar många dyra, begränsade och miljövidriga alternativ, såsom sol, vind, vågkraft, biomassa, pumpad vattenkraft, besparingar, efterfråge-reglering och batteri-bilar, gör INTE att summan blir vettig. De gröna har ingen lösning som skalar och uppräkningen av ett dussin olika alternativ som ska kombineras är bara ett sätt att försöka blanda bort korten.

8. ”Vi halkar efter Tyskland!”
Tyskland är mer än 65 år efter oss. Våra reaktorer var klara i mitten på 80-talet och Tyskland ska ha rätt ynkliga 80% förnybart först 2050.

9. ”Vi måste haka på denna tillväxtmarknad så att vi kan exportera grön teknik.”
Tror någon på att Tyskland kan exportera tak-apor? De importerar solceller från Kina till enorma kostnader. Nyttan för tyska konsumenter är sisådär minus 1000 miljarder, alltsammans en bubbla skapad av subsidier. När subsidierna faller faller även tak-ape-industrin. Vindkraft likaså – i USA installerades 13 GW vindkraft år 2012, men när bidragen tog en paus 2013 så installerades bara 1 GW. Tänk dig att jobba i en industri som över en natt sparkar 12 av 13 anställda när staten måste bromsa bidragen.

10. ”Den billigaste kilowatt-timmen är den man aldrig behöver använda.”
Jomenvisst, om jag slänger min frys som jag köpte förra året och köper årets modell som sparar 10 kWh/år jämfört med den gamla, då blir det förstås oerhört billiga och miljövänliga kWh.

Förnybart vs ”tillräckligt”

Signaturen Eschaton ställde en mycket bra fråga kring det här med värdet av förnybart-egenskapen, med tanke på att icke-förnybart kommer ta slut så småningom och vårt användande av sådant idag minskar tillgången för våra efterkommande. Det stämmer, men jag menar att det mesta talar för att vi inte bör ta hänsyn till det.

Någon att först fundera på är att exempelvis val-olja är förnybart, men knappast obegränsat, miljövänligt eller ens hållbart. Men kärnkraft då? Inte förnybart, men spelar det någon roll? Kommer våra efterkommande har större nytta av uranet än vi? Med tanke på att vi idag förstör klimatet och dödar miljoner med kolkraft, medan våra barnbarnsbarn kanske har tillgång till fusion eller verkligt extrembilliga solceller, så verkar det både farligt och onödigt att spara uranet till efterlevande i hopp om att de ska ha ännu större nytta av det än vi.

Marknadsperspektivet är också intressant. Om marknaden förutser uranbrist eller att vi har bättre nytta av uranet i framtiden än nu så kommer priset stiga och hålla tillbaka dagens konsumtion. Det normala är dock att marknaden föredrar användning i nuet och mekanismen bakom det är att räntan på bundet kapital minskar värdet av tillgångar. Det finns goda skäl till detta, om vi betraktar historien. Hittills har vi alltid kunnat skapa mer värde om vi satsar idag.

Men alla dessa resonemang görs praktiskt betydelselösa om vi betraktar den helt extrema mängd uran som finns tillgänglig. Av kostnaden att framställa kärnkraftsel utgör natur-uranet bara cirka 2 öre/kWh och man har konstaterat att det finns cirka 100 år av identifierade resurser i den prisklassen. Vi skulle förstås vilja tiofaldiga kärnkraften, och då har vi bara 10 år av reserver. Problem?

Nej, då måste man fundera på vilken urankostnad vi tål. Säg att vi tål cirka 20 öre/kWh, dvs ett tiofaldigat pris. Eftersom kostnaden i gruvdriften skalar omvänt linjärt med malmhalten, så betyder det att vi med 20 öre/kWh kan utnyttja malmhalter på bara en tiondel av dagens. Hur mycket uran finns det om vi tar med all sådan malm i beräkningen? Här har vi ett vetenskapligt resultat från Deffeyes och McGregor som säger att fördelningen av uran i jordskorpan är sådan att en tiondel av malmhalten ökar brytbara resurser med en faktor 300. Vips har vi, trots 10-faldigad kärnkraft, ändå 10*300 = 3000 år av reserver. Då har vi inte räknat med läreffekter som sänker kostnaderna för uranbrytning, framsteg i förbränningen i reaktorerna, förbättrad anrikningsmetodik, brytning på havsbotten eller extrahering av uran ur världshaven.

Vi kan alltså sluta oss till att uranbrist inte kan bli ett problem under överskådlig framtid. Sen kan jag snabbt nämna att breeder-reaktorer kan utnyttja natururanet cirka 100 gånger bättre. En naiv approach ger vid handen att uranet då räcker i 3000*100 = 300,000 år, men detta blir en grov underskattning. Man får tänka på att uranpriset DESSUTOM kan 100-faldigas utan att kWh-kostnaden förändras, dvs vi kan utnyttja malmhalter som är ytterligare 100 gånger sämre, och om vi tar oss friheten att använda Deffeyes resultat igen (som iofs antagligen inte håller fullt ut vid så låga malmhalter) så ökar då reserverna med en faktor 300*300. Då räcker uranet i 300,000*300*300 = 270 miljoner år. Sen kan vi alternativt välja att driva våra reaktorer på torium, som det finns fyra gånger mer av i jordskorpan…

Lite trivia: Granit innehåller 1-20 mg uran per kg. I en breederreaktor ger denna mängd uran cirka 80-1600 MJ energi. Kol, vid förbränning, ger bara cirka 24 MJ/kg.

En simulering av sol+vind

I Sverige 2013 producerade kärnkraften 44% av elen, vinden 7% och solen 0.003%. Många vill ersätta kärnkraften enligt den gamla 80-talsdängan. ”Vad ska väck? Barsebäck! Vad ska in? Sol och vind!”

Så låt oss simulera. Om kärnkraften på 44% stängs ner, och vinden får producera (ytterligare) 22% och solen 22%, hur ser det ut då? Lätt, bara att skala upp vinden med en faktor 3.2 och solen med en faktor 8094. Såhär skulle det bli, jämfört med kärnkraften och med totalförbrukningen:

solvind1

Vi ser att kärnkraften snällt håller sig kring 5-8 GW och sköter bränslebyte och underhåll på sommaren. Resten står vattenkraften för. Summan av sol+vind däremot går mellan 0-35 GW, och överstiger ofta förbrukningen kraftigt.

Som sagt, vattenkraften får stå för differensen, så låt oss titta på hur vattenkraften får jobba med sol+vind jämfört med hur den får jobba idag med kärnkraft.

solvind2

Problemet här är dubbelt. Vattenkraften måste med kärnkraft leverera max 15 GW, men med sol+vind uppåt 23 GW. Men vad värre är måste vattenkraften ibland stå helt still och helst gå baklänges för att man inte ska tvingas kasta bort kraft. Att exportera är inte så lätt när andra länder rimligen har samma problem med överskott på sommaren. Vattenkraften kan inte anpassas till detta utan stora miljökonsekvenser eftersom det skulle skapa omväxlande översvämningar och tomma flodbäddar, med allt vad det innebär för kringboende och ekosystem.

Jaha, men lagring då? En del av problemet beror på att solcellerna producerar mycket mitt på dagen. Anta att vi har batteribackup som klarar av att utjämna över dygnet. Då blir det såhär:

solvind3

Betydligt bättre, men fortfarande är svängningarna för sol+vind enormt mycket högre än för kärnkraften. Det funkar alltså inte heller, men låt oss låtsas att det gör det. Hur mycket lagring behövs till dygnslagringen? Om vi zoomar differensen (utan lagring) för en sommarvecka, så ser vi följande:

solvind4

Mellan tummen och pekfingret visar ovanstående graf att cirka 100 GWh lagring kan vara lagom för att jämna ut produktionen på dygnsbasis i vårt scenario. Om vi täcker detta med litium-jon-batterier så krävs cirka 700,000 ton batterier till en kostnad av, lågt räknat, cirka 160 miljarder kronor, eller 16 mdr/år om vi antar 10 års livslängd.

Kostnadsbilden i övrigt, då? Här ersätts kärnkraften av cirka 12 GW vindkraft och 36 GW solceller. För enkelhetens skull, låt oss säga att båda sorterna har en livslängd på 24 år. Då krävs det att vi bygger 0.5 GW vindkraft och 1.5 GW solceller varje år. Med en kapitalkostnad på ca $2/W för dessa energislag, så blir kostnaden cirka 26 miljarder kronor/år. Lägg på batterikostnad och vi har totalt 42 miljarder/år.

Jämför med kärnkraften, som för samma energileverans kräver 9 GW kapacitet för sisådär 50 kronor/W med en livslängd på 60 år, för en årlig kostnad på 9e9*50/60 = 7.5 miljarder kronor/år.

Vad är de grönas mest troliga invändning mot detta resonemang? Antagligen att man vill spara en massa el också, inte bara ersätta kärnkraft med sol och vind. Fair enough, vår elintensiva industri ska flytta till skurkstater och kolkraftsländer som Tyskland. Det är en lösning om vi bara vill två våra händer.

Minns också att hela resonemanget bygger på Sveriges fantastiska vattenkraftsresurser. Vi behöver bara 44% sol+vind (plus befintliga 7% vind) för att fortsätta vara CO2-snåla. Vår kapacitet att integrera väderberoende kraft är alltså betydligt större än andra länders. Ändå är det som synes ingen särskilt bra idé.

Förnybart är en värdelös egenskap

Energislag har massor med olika egenskaper:

  • miljöpåverkan – hur mycket miljön skadas vid produktion
  • grönt – om det är på modet bland gröna
  • kostnad – vad det kostar att producera per energienhet
  • förnybart – om det dyker upp mer hela tiden
  • uthålligt – om det inte äventyrar framtida generationer
  • styrbart – dvs intermittent (väderberoende), baskraft eller styrbart
  • portabelt – om det går att ta med sig smidigt
  • fotavtryck – om det går åt mycket yta för att producera

En del av egenskaperna är lite tvetydiga för vissa energikällor, exempelvis beroende på plats i världen, eller om man använder det direkt eller för att producera el. Men om man höftar lite, så blir egenskaperna enligt följande tabell:

energislagens alla egenskaper

Två av egenskaperna är uppenbart värdelösa. Att något är förnybart, dvs nyskapas hela tiden, har ingen som helst fördel jämfört med något som det finns tillräckligt av. Och att något är grönt, dvs på modet bland gröna, är förstås bara godtycke . Om vi stryker dessa två egenskaper blir bilden tydligare:

energislagens meningsfulla egenskaper

Vi ser att kärnkraften sammantaget har klart bäst egenskaper, förutom när det gäller portabilitet. Vind är näst bäst, men är kraftigt begränsad av sitt väderberoende, vilket gör att ett okej kostnadsläge förutsätter låg andel vind i elnätet. I portabiliteten finner vi oljans storhet – när vi tankar en bil gör vi det med en effekt på cirka 50 MW. Här ligger den stora tekniska utmaningen framöver, dvs att förbättra batteriteknik och syntetisering av flytande bränslen såpass att elproducerande kraftslag blir konkurrenskraftiga gentemot oljan. Kärnkraftens utmaning däremot är politisk, inte teknisk.

I dagsläget ser det inte bra ut för klimatet, eftersom sol och vind används som alibi för kol och naturgas och därmed står ivägen för snabb, billig utbyggnad av kärnkraft. Därför blir det en stort ”nejdetkanviinte” på det här också.