Peak oil del 4 – skalbarhet

Ytterligare en faktor att ta hänsyn till när man analyserar möjliga ersättare till fossila bränslen, vid sidan av pris och EROEI, är alternativens skalbarhet. Om jag skjuter ett rådjur på tomten med min egentillverkade pilbåge ger detta ett försumbart pris och ett EROEI på många tusen. Om hela världens befolkning försöker tillgodose sina energibehov på samma sätt kommer däremot problem att uppstå. Det finns inte tillräckligt med rådjur i världen och de som finns är inte utspridda på ett geografiskt gynnbart sätt för världens befolkning som till stor del är koncentrerad till städer. Energikällan visar sig inte vara skalbar i den omfattning vi önskar.

Olja, kol och gas har visat sig vara ytterst skalbara. Det är först när man kommer till uthållighetsaspekten av skalbarhet som de fossila bränslena stöter på patrull. Ökar man förbrukningen kommer reserverna förr eller senare att sina, och detta är något som gäller för samtliga icke förnyelsebara energikällor. Hade däremot exempelvis Saudi Arabien använt sin olja enbart för eget bruk hade deras reserver räckt i drygt 100000 år, vilket nog kan betraktas som uthålligt.

De enda riktigt skalbara energikällorna sett till uthållighet är de förnyelsebara då de, som namnet antyder, ständigt förnyas. Så länge solen skiner på Jorden kommer energikällor som vind– och vattenkraft, och ren solenergi naturligtvis, vara möjliga att utnyttja. Med vattenkraft gäller det dock att hitta lämpliga vattendrag och platser, något som i stor utsträckning redan skett. Vattenkraft kan därför inte ses som ytterligare skalbart. Vatten kan dock användas till energilagring vilket diskuterats tidigare, och då kan andra krav ställas på vilka platser som är lämpliga. Exempelvis kan artificiella dammar konstrueras vilka inte kräver någon naturlig tillrinning.

Det stora problemet med vattenkraft, och alla andra alternativa energikällor som genererar elektricitet också för den delen, är inte energikällan i sig utan de enorma infrastrukturförändringar som krävs, framför allt inom transportsektorn. Hela vårt globala transportsystem, förutom den rälsgående trafiken i vissa delar av världen, är uppbyggt kring olika typer av flytande bränsle. Att genomföra ett skifte mot eldrift innebär inte bara att produktionen måste förändras utan också hela fordonsparken. Detta är ett enormt, för att inte säga oöverstigligt hinder.

Sol- och vindkraft skalar väldigt väl. Det enda som egentligen begränsar dess utbyggnad är yta, materialtillgång och elnätets beskaffenheter. Att sol och vind har låg energitäthet är välkänt och de kräver således en mycket stor yta för att leverera samma energimängd som ett kol- eller kärnkraftverk. Detta behöver dock inte vara ett problem då Jorden har tämligen gott om glest befolkad mark. En stor fördel med detta är att energiproduktionen blir decentraliserad och därmed mindre sårbar. Vindkraftsparker tillåter dessutom att marken mellan kraftverken utnyttjas till annat, exempelvis jordbruk. Materialtillgång bör heller inte vara ett stort problem. För vindkraft är det främst stål och betong som krävs, vid sidan av eventuella kompositmaterial i bladen. När det gäller solenergi beror det på vilken teknologi som avses, solceller eller solvärme. Solceller är idag betydligt dyrare per kWh och kräver en del exotiska material. Solvärmekraft är däremot enklare, billigare och förbrukar vanligt förekommande material som stål, betong och aluminium.

Det största problemet med ovanstående energikällor är elnätet och gränssnittet till detta. Vilka krav ställer elnätet på energiproducenterna och vilket typ av elnät krävs för att produktionen skall fungera optimalt? Det är idag inte helt känt hur stor penetration, det vill säga hur stor andel av den totala energiproduktionen som kan utgöras av förnyelsebara energikällor, utan att orimliga krav ställs på nät, regler- och reservkraft. Att inte 100% är möjligt utan omfattande energilagring är uppenbart. Idag kommer drygt 2% av världens energi från vattenkraft och att lagra sådana mängder energi i exempelvis vattenreservoarer att hela nationers eller världsdelars energiproduktion kan kompenseras av detta under vindfattiga och/eller solfattiga dagar och nätter är inte möjligt. Ställer vi däremot andra krav på eltillgången, exempelvis att vissa samhällsfunktioner kan klara sig utan energi under ett antal timmar till ett antal veckor, ja då är situationen en annan. I västvärlden är dock acceptansen för något dylikt mycket låg. I dagsläget återstår därför möjligheten att utnyttja sol- och vindkraft i den mån det är möjligt för att spara in på bränsle i konventionella kol- och gaskraftverk.

Alternativa bränslen såsom etanol och biodiesel skalar i teorin ganska bra men då det, som vi sett tidigare, går åt nästan lika mycket eller mer energi att framställa dem än vad de levererar är de inga aktuella alternativ. Vidare kräver dessa bränslen odlingsbar mark och avsevärda mängder sötvatten vilket en annan viktig energikälla också behöver, nämligen föda. Storskaliga satsningar på exempelvis etanol riskerar att konkurrera ut matproduktionen vilket ytterligare gör att den kan avfärdas. Den enda fördelen med dessa alternativ är att vår befintliga fordonspark kan utnyttjas i större utsträckning än vid en övergång till eldrift. I det långa perspektivet är dock inte heller detta fördelaktigt på grund av förbränningsmotorns låga verkningsgrad i förhållande till verkningsgraden i ett eldrivet fordon.

Kärnkraftverk är mycket material- och energiintensiva att uppföra men skiljer sig inte nämnvärt från andra komplicerade infrastrukturprojekt. De primära beståndsdelarna är betong och stål av den högre kvalitén. Kärnkraft har en mycket hög energidensitet och kräver ytterst lite yta samtidigt som statistiska data visar på hög tillgänglighet. Kärnkraftverk, och nu avses fissionskraft, behöver dock bränsle i form av uran eller torium. Det här är ett komplicerat ämne som jag tänker återkomma till senare och alltför omfattande för att behandla i det här inlägget. Väldigt förenklat kan man delaupp bränsleproblematiken för kärnkraftverk i två olika bränslecykler: en öppen och en sluten.

Den öppna cykeln använder bränslet en gång och utnyttjar mindre än en procent av den tillgängliga energin i uranet. När bränslet är förbrukat hamnar det därefter i någon typ av slutförvar. Denna cykel används av de flesta av världens lättvattenreaktorer idag. Vid dagens prisnivåer och med dagens kända reserver av brytbart uran förväntas dessa räcka till 60 års produktion med dagens intensitet. Långt ifrån hållbart det vill säga. Å andra sidan har i princip ingen uranprospektering genomförts under de senaste 20 åren då hela sektorn legat under hot om avveckling varför man kan anta att dessa siffror är underskattade. Torium är tre till fyra gånger vanligare i jordskorpan än uran.

Det finns flera varianter av den slutna cykeln, exempelvis återanvändning av vissa delar av det ”utbrända” bränslet från lättvattenreaktorer i MOX-bränsle (Mixed OXide) som består av en blandning av naturligt uran, utarmat uran, återanvänd uran och plutonium. MOX-bränsle kan användas i vanliga lättvattenreaktorer med smärre modifieringar och är vanligt i exempelvis Frankrike. Med bridreaktorer utökas möjligheterna avsevärt då de ”föder” (jmf breeder-reactor) nytt bränsle under drift och därmed inte begränsas av en eventuell brist på naturligt förekommande uran eller torium. Vissa varianter av slutna eller halvslutna bränslecykler skulle därmed kunna betraktas som uthålliga och skalbara.

Hanteringen av avfallet är kärnkraftens stora akilleshäl. Detta är också ett stort och komplicerat ämne som jag avser återkomma till. Utan att avslöja för mycket kan jag väl säga att jag är försiktigt optimistiskt.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...
Det här inlägget postades i energi, kärnkraft, peak oil, skalbarhet, solenergi, vattenkraft, vindkraft. Bokmärk permalänken.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *