Glöm elproduktionen. Det är bara inkörsporten till potentialen hos de små modulära reaktorerna, säger experterna. Det är i de industriella processerna som de stora vinsterna kan göras, förklarar Janne Wallenius, medgrundare av Blykalla, för TN.
En av de första sakerna att förstå när man utvärderar kärnkraft är att elektricitet bara är en av flera olika tillämpningar. Klyvningen producerar värme (termisk effekt), som sedan kokar upp vatten till ånga.
Först då drivs ångan genom en turbin för att generera el (elektrisk effekt), på samma sätt som andra klassiska värmekraftverk där vattnet istället värms upp med andra energikällor som kol, olja, gas eller biomassa.
I ett vindkraftverk får man inte denna värme eftersom det är den kinetiska energin från rotorbladen som omvandlas till elektricitet i generatorn och i solceller uppstår elektrisk spänning mellan fram- och baksidan av solcellen när ledningarna träffa panelerna.
I ett kärnkraftverk är elkraften, beroende på reaktorteknik, cirka 33-45 procent av termisk effekt och därmed finns det en potential att uppnå en mycket högre verkningsgrad om man använder ångan direkt istället, eller för den delen andra värmebärare.
För små modulära reaktorer är detta avgörande eftersom de nya designerna möjliggör helt andra applikationer och placeringar. Industrin använder idag fossila krafttyper för att producera värme för en mängd olika processer där kärnkraften kan delta och konkurrera.
En finess hos blykylda reaktorer är att de producerar ånga av hög kvalitet vid en temperatur på 530 grader. – Och den ångan kan man inte göra med ett vanligt kärnkraftverk. Så då öppnar sig ett helt nytt område med nya applikationer. Man kan till exempel producera väte med högre effektivitet och man kan producera bioolja och biokol.
Biokol kan i sin tur användas som till exempel gödningsmedel, värmekälla under produktionen eller till och med som kolsänka genom att växter tar upp koldioxid som sedan omvandlas till biokol och avsätts i jorden under lång tid. – Det är också det kol som stålindustrin behöver för att producera fossilfritt stål.
Intresset för detta är stort i Sverige, där till exempel Outokumpu har investerat i biokolproducenten Envigas.
Även i England finns ett stort intresse för SMR inom processindustrin och i Frankrike tittas det på andra applikationer. Blykalla har utvecklat en SMR-reaktor på 55 megawatt som är perfekt lämpad för industriella processer.
EU:s energikommissionär Kadri Simson verkar också ha förstått potentialen när hon i sitt öppningstal nyligen meddelade nyheten att EU tänker bilda en industriell allians för SMR.
”Dessa teknologier kan producera fossilfri elektricitet och andra energiprodukter, såsom industri- och fjärrvärme och väte, och har därför potentialen att ta bort koldioxid i sektorer som är svåra att omvandla”, sa hon i ett annat tal den 7 november.
Det finns redan SMR i drift i Ryssland och i Kina, förklarar Janne Wallenius. – De ryska reaktorerna är serietillverkade tryckvattenreaktorer med passiva säkerhetssystem av generation 3+, och används på finfördelare, medan kineserna är heliumkylda reaktorer med TRISO-bränsle och hög verkningsgrad för omvandling av värme till el, cirka 45 st. Vattenkylda SMR byggs även i andra länder som Argentina och Kanada.
Genom att använda detta medium, som har en koktemperatur på 1700 grader, kan du eliminera risken för att förlora kylvätskan vid en olycka, vilket är det som orsakat alla större kärnkraftsolyckor.
Blykylningen gör också att reaktorerna kan producera mer klyvbart material än vad de gör om, vilket möjliggör drift i 25 år utan att byta bränsle.
Tekniken öppnar upp för en mängd olika placeringar. Beroende på priset på uran på världsmarknaden beräknas produktionskostnaden för el i deras reaktor vara runt 60-70 öre per kilowattimme el. – Det är ungefär mitt emellan vad ny storskalig kärnkraft och gammal redan avskriven kärnkraft är i dag.
Om kalkylen håller kommer detta givetvis att vara mycket attraktivt för planerbar, systemstärkande elproduktion som kan levereras oavsett vädersituation, men särskilt spännande för andra typer av industriella processer där reaktorns termiska effekt kan användas mer effektivt och kostnaden kommer därför att kunna sänkas ännu mer, till ungefär en tredjedel.
Reaktorer kan byggas med fabrikstillverkade delar och transporteras direkt till platsen. De kan sedan seriekopplas för att uppnå önskad effekt. I Blykallas fall är den elektriska effekten 55 megawatt per reaktor. – Den är dessutom bara 12 meter hög, så det går snabbt att bygga, och man behöver mindre betong eftersom reaktorbyggnaden bara är 20 gånger 25 meter stor.
Det kommer säkert att vara företag som har operativ erfarenhet som driver reaktorerna, men då kan industrin säkert vara med och äga reaktorer på ett eller annat sätt.
En annan sak som är intressant när det kommer till kärnkraft är energiinnehållet i förhållande till vikt, säger Göran Engberg, civilingenjör i kärnkraft i botten, och skapare av de vattenburna backupsystem som bland annat Ringhals kärnkraft.
Vid fullständig förbränning eller klyvning kan cirka 8 kilowattimmar värme genereras från ett kilogram kol, cirka 12 kilowattimmar från ett kilogram mineralolja eller cirka 24 000 000 kilowattimmar från ett kilo uran-235.
Kärnbränsle innehåller med andra ord cirka 2-3 miljoner gånger energiekvivalenten kol och olja.
Fissionskraft kommer att vara framtidens kraftpaket åtminstone tills fusion blir allvarlig, vilket jag säkerligen kommer hända inom 25-50 år.
Sedan börjar kommersialiseringen av den tekniken och när den är mogen behövs inget annat kraftslag i världen. Då har vi bemästrat solens egen energi.
Lämna kommentar