Det har visat sig att när kumulativ tillverkningsvolym av en vara eller service fördubblas, så sjunker tillverkningskostnaden med en fast procentsats beroende på vara, ca 10-25%. Det kanske inte låter så mycket, men i en stor ekonomi med stora volymer blir kostnadssänkningarna inte sällan enorma. Se exempelvis detta log-log-diagram, via Wikipedia:
Hur uppstår dessa kostnadssänkningar? Jo, arbetarna blir säkrare och mer specialiserade, man utnyttjar utrustningen bättre, man automatiserar, man designar om produkten för att kunna producera den billigare, man upptäcker och fixar svagheter i produktionslinan etc. Detta upprepas om och om igen i hela produktionskedjan. Ibland blir det så billigt att man istället utnyttjar den högre effektiviteten till att höja prestanda eller kvalitetsnivå hos produkten. Ganska självklart egentligen. En nyckelfaktor i den här utvecklingen är konkurrens. Konkurrens ger ett sorts evolutionärt selektionstryck både på produkter och på produktion.
En klok vän påminde mig om Freeman Dysons ord om cyklar:
If you look at bicycles, there were thousands of weird models built and tried before they found the one that really worked. You could never design a bicycle theoretically. Even now, after we’ve been building them for 100 years, it’s very difficult to understand just why a bicycle works – it’s even difficult to formulate it as a mathematical problem.
Som alltid återkommer jag till energiproduktion. En tes jag har är nämligen att kärnkraftens stora akilleshäl, förutom sina utmärkta förutsättningar för skräckpropaganda och fiction, är dess enorma aggregatstorlek.
Betänk följande: Det har producerats cirka 500 kommersiella kärnkraftverk à 100-1500 MW, 500,000 vindsnurror à 100-4000 KW och 500 miljoner solceller à cirka 250 W. Om vi översätter detta till tvåpotenser, så blir det 2^9 kärnkraftverk, 2^19 vindsnurror och 2^29 solceller. Om vi antar att läreffekten är cirka 20% per dubbling, så har kärnkraften kommit ner till ca 10%, vindkraften 1% och solcellerna 0.1% av deras respektive initiala kostnader.
Det finns ingen orättvisa i detta, utan skillnaden är bara en lite speciell konsekvens av energislagens olika skalor. Ändå måste vi inse att dagens 500 reaktorexemplar med stor sannolikhet inte har kommit längre i sin utveckling mot optimal design och produktionseffektivitet än handbyggda cyklar som denna:
Det är den här insikten som får mig att ifrågasätta trosvissa grönas påståenden om att vindkraft och solceller har mycket större potential för kostnadsminskningar. Visst, läreffekterna kan fortsätta på någon nivå även för dessa, men horisontella vindsnurror med tre vingar är troligen den optimala designen och man verkar ha nått en sweet-spot på 2-3 MW vad gäller storlek. Likaså solceller – visst kommer man förbättra, men de är nästan gratis redan och det som är dyrt nu är övriga komponenter, montering mm. Kärnkraften däremot har antagligen betydligt mer fundamentala produktförändringar framför sig, då vi troligen inte är i närheten av optimal design.
Gröna påpekar skadeglatt att kärnkraft (i väst) blivit dyrare med åren. I det påståendet är däremot några olika sorters orättvisor inbyggda. En sak är exempelvis att de flesta läreffekterna rullats tillbaka för kärnkraft när konstruktionsindustrin i princip försvann på 80- och 90-talen. Nya reaktorer nu, i alla länder utom möjligen Kina och Sydkorea, är att betrakta som specialbyggen med nyutbildad, oerfaren personal, specialtillverkade komponenter, oprövade rutiner etc. Tacka sjutton för att det blir dyrt, iallafall jämfört med hur det kunde vara med mognad och serietillverkning! När Tyskland just tagit 1500 mdr i kostnader för att få igång solcellsindustrin och får beröm för detta så får Storbritannien enorm kritik för att de slösar några tiotals miljarder på att få igång sin kärnkraftsbyggindustri. En annan orättvisa är att byråkrati och irrationell skräck tvingat kk-industrin att överdimensionera säkerhetssystemen samtidigt som en våt filt lagts över FoU och konkurrens.
Som jag ser det är det förstås naturligt att man skalade upp reaktorerna enormt för att minska mängden byråkrati per verk och utnyttja uppenbara skalfördelar. Ändå tror jag att det var ett strategiskt misstag att inte stanna neråt 200 MW eller så. Resultatet blev långsammare dubbleringstakt, mindre konkurrens, kostnadseskaleringar som man alltid verkar få vid stora projekt etc. Dessutom ökade man finansieringsrisken (och därmed räntan) och minskade antalet intressenter med tillräckliga muskler att köpa reaktorer. Givetvis missar man marknader som lokal kombi-generering (fjärrvärme+el), industriell processvärme mm när man inte kan erbjuda små verk. Och sist men inte minst – byråkratin tillåts växa när den verkar på färre och större verk som kan absorbera kostnader – även byråkratier håller sig inom vissa ramar av det som är möjligt.
Som jag nämnt byggdes Oskarshamn 1 i början på 70-talet för cirka 3-4 mdr i dagens penningvärde, eller ca $1/W. (Detta är billigare än systempriserna för vind och sol idag, trots att kärnkraft producerar 2-10 gånger mer energi per watt.) Om läreffekterna fått verka fritt från den utgångspunkten hade vi levt i ett globalt kärnkraftssamhälle idag. Nu gör vi inte det och får leva (och dö) med konsekvenserna.
Att naturgasen ökar är inte så konstigt. Det är den ideala partnern till slumpkraft (dvs sol och vind). Naturgas-verk är väldigt billiga att bygga och produktionen i dem kan relativt lätt justeras så att bränsle sparas när det är bra produktion i slumpkraft-verken. En politisk bonus är att naturgas bara ger halva CO2-utsläppen mot kol, vilket gör att man relativt billigt kan reducera utsläppen enligt plan genom att göra sig långsiktigt beroende av denna energikälla.
CO2-utsläppen hade inte rört sig särskilt mycket några år, men tog 2017 ett skutt uppåt igen och ökade med ca 1.6%, justerat för skottår.
Här ser man att vindkraft idag ligger på ca 1.9% av primärenergin (vilket inte är samma sak som andel av elektriciteten), och solkraft ligger på ca 0.75%. De ligger alltså på ungefär samma punkter på kurvan som kärnkraft låg på ca 1977 respektive 1973. Grafen visar att den procentuella tillväxten fortfarande är hyggligt god för dessa energislag och om man inte kände till intermittens-problematiken skulle detta, trots de små absoluta volymerna, ge anledning till långsiktig optimism.
