Kisel – det nya svarta

Forskare vid amerikanska NREL har genom en slump upptäckt en ny metod för att tillverka svart kisel. Genom att behandla vanligt kisel med en kemisk blandning etsar man ytan vilket leder till det eftersökta ämnet. Andra sätt att tillverka svart kisel finns, bland annat genom att bestråla kisel som befinner sig i en atmosfär av svavelgaser med laserpulser. Fördelen med NREL’s sätt är att kostnaden blir betydligt lägre.

Svart kisel är precis som kisel ett halvledande material men med lägre reflektivitet och bättre absorption av både synligt och infrarött ljus (inklusive våglängder som passerar genom vanligt kisel ). Strukturen består av nålliknande formationer med en höjd i storleksordningen 10 mikroner. Det är denna ytstruktur som sänker reflektiviteten hos svart kisel till ca 5% till skillnad mot vanlig kisel som ligger runt 20-30%. Detta sammantaget med det breda ljusspektra som stöds är att svart kisel blir betydligt ljuskänsligare än vanligt kisel.

Denna högre ljuskänslighet kan utnyttjas i applikationer som bildsensorer och fotodetektorer men också i solceller. Förhoppningen hos bland andra Solasys och Amonix är att med hjälp av tekniken inte bara öka effektiviteten på solcellerna utan framförallt sänka produktionskostnaden. Idag ligger rekordet i effektivitet på 42,8% för en solcell. För en hel modul sjunker siffran då hänsyn också tas till förluster utanför själva cellen. Rekordet slogs den 16 juni i år av en panel från Sanyo med effektiviteten 20,7%. Problemet med dessa högeffektiva celler är givetvis att priset också är mycket högt. Förhoppningsvis kan en materialrevolution förändra detta.

Publicerat i förnyelsebar, solenergi | Lämna en kommentar

Energifundamentalism

Hur kommer det sig att många, när det handlar om energiproduktion, är sådana benhårda fundamentalister? Det verkar finnas tre läger och om man inte passar in i något av dem är man någon sorts energioutsider och en kuf. Det är dessutom ytterst få som byter sida, även om det finns undantag.

Först och främst har vi förespråkarna av fossila bränslen. De som anser att oljekrönet bara är ett katastrofscenario och inget att ta för allvarligt på. Klimatförändringarna är heller inte nödvändigtvis orsakade av vår förbränning av kol och olja utan kan mycket väl vara naturliga variationer. Tvärt om, fossila bränslen är robusta, lätthanterliga, billiga och ganska effektiva.

Sen kommer kärnkraftsivrarna som bara ser fördelar med atomkraft. Tekniken är vare sig komplicerad, riskfylld eller för med sig några oöverkomliga svårigheter med slutförvar av avfall. Uranreserverna är enorma och brytning av uran skiljer sig inte nämnvärt från annan malmbrytning. Kärnkraften är mänsklighetens hopp, nu och för alltid!

Sist men inte minst har vi de som inte kan tänka sig andra energikällor än förnyelsebara. Att energitätheten är minimal eller att de per definition är intermittenta är en bisak. Med solfarmer i Saharas öken och vindkraftverk längs varenda vindpinad kust kan hela världens energiförsörjning säkras utan att flora eller fauna kommer till skada.

Jag förstår inte denna polarisering. Själv ser jag poänger med en hälsosam kombination av samtliga energikällor. Fossila bränslen kommer också i framtiden krävas under en lång period. Även om bilar och tåg i stor utsträckning relativt enkelt kan drivas av exempelvis el redan idag kommer det dröja innan samma sak är möjligt för större fartyg och flygplan. Fossila bränslen är dessutom ovärderliga i reservkraftverk, till exempel för tillfällig energiförsörjning av sjukhus och andra viktiga samhällsfunktioner. Det är få andra energikällor som är så enkla, kompakta och tillåter så snabb reglering som fossila bränslen. Oljan är dock en ändlig reserv och storskaligt bruk av fossila bränslen har inom en överskådlig framtid förhoppningsvis sett sina glansdagar.

Kärnkraften är ovärderlig som baskraft. Den levererar energi med enorm energidensitet med mycket hög tillförlitlighet till ett lågt pris. I synnerhet i tätbefolkade områden som Europa kommer kärnkraften till sin rätt. För att kärnkraften skall vara helt försvarbar krävs dock att en hälsosam säkerhetskultur ALLTID har företräde framför kortsiktiga vinstintressen.

Förnyelsebara energikällor står för resten. Ju större andel av energin som kan produceras av sol-, vind eller vattenkraftverk desto bättre. Här lämpar sig dock glest befolkade områden med gynnsam natur bättre. Det gäller också att komma ihåg att någon typ av energireserv krävs för varje andel energi som produceras av intermittenta energikällor som sol och vind.

Slutligen är den politiska polarisationen ett mysterium för mig. Hur kommer det sig att just vänstern och tills alldeles nyligen Centerpartiet alltid har tagit avstånd från kärnkraft? Och varför är många inom högern så skeptiska till förnyelsebar energi? Att miljövännerna motsätter sig allt som ger upphov till stora utsläpp är väl förståeligt, men varför motarbetar man då kärnkraftsforskning som på sikt kan reducera mängden och aktiviteten i det avfall vi redan samlat på oss? En god vän till mig sa:

”Enligt min mening är inte socialismen teknikfientlig”

Varför beter den sig så då? All heder till försvarare av människor, djur och natur, men många gånger tror jag inte de har en aning huruvida det de säger är förankrat i verkligheten eller inte. Jag har full förståelse för att offentliga personer inte kan ha full insikt inom alla områden men det är inte så svårt att ta reda på neutrala ofärgade uppgifter innan man uttalar sig.

Inom energipolitiken krävs samförstånd och breda långsiktiga satsningar. Man kan inte sätta igång enorma infrastrukturprojekt en mandatperiod bara för att fyra år senare blåsa av dem eller radikalt ändra förutsättningarna. Energipolitiken är en satsning på vår framtid, inte på politikers egna föreläsningsarvoden efter utträde ur riksdagen. Handen på hjärtat, hur många politiker har egentligen en aning om de långsiktiga följderna av deras idiotiska infall? Och hur många bryr sig?

Publicerat i energi, förnyelsebar, fundamentalism, kärnkraft | Lämna en kommentar

Dyrt eller billigt?

Tyskland väljer att förlänga drifttiden på sina 17 reaktorer med i snitt 12 år och river därmed upp beslutet att avveckla kärnkraften till 2025. Den sista reaktorn beräknas nu stänga 2040. Denna seger för energibolagen (E.On, Vattenfall, RWE och EnBW) har dock inte varit gratis, då en avgift på sammanlagt 15 miljarder euro avkrävs dem tillsammans med ett stöd de redan idag betalar för utbyggnad av förnyelsebara energikällor på 9 euro/MWh (ca 200-300 miljoner euro årligen). Oberoende av avgiften införs dessutom en skatt på bränsle som uppgår till 145 euro/gram (ca 2 miljarder euro årligen). Smakar det så kostar det.

Men alla är inte nöjda, den socialdemokratiske ledaren Sigmar Gabriel säger:

”As long as old, highly profitable nuclear power plants are still online, they will hinder the development of renewable energy.”

Här kan man göra en intressant återkoppling till tidigare inlägg och till många kärnkraftsmotståndarens ståndpunkt: att kärnkraften är dyr. Trots ovanstående avgifter och skatter väljer alltså operatörerna att fortsätta driva verken. Trots en skatt på bränsle som höjer priset med 1450000 kr per kg är alltså kärnkraften fortfarande konkurrenskraftig! Dessutom så konkurrenskraftig att motståndare hävdar att den hindrar utvecklingen av förnyelsebara energikällor. Borde inte det betyda att även kärnkraftsmotståndarna tycker att det är en (för) billig energikälla?

Som en del i Merkels plan för Tysklands framtida energiförsörjning deklarerar hon att kärnkraften behövs som en överbryggningsteknologi för att genomföra omvandlingen till mer förnyelsebar energi utan att drabba ekonomin.

Publicerat i förnyelsebar, kärnkraft, kostnader | 3 kommentarer

Alternativ vid oljekrönet?

Organisationen ASPO som behandlar oljekrönets faror har denna vecka en gästskribent i Claes Erik Trygger som sakligt men bestämt dömer ut kärnkraften som ersättare till fossila bränslen. Trygger menar att om all fossil energi skulle ersättas med kärnkraft skulle detta innebära att 18000 nya reaktorer skulle behöva uppföras. Han avrundar detta till 10000 för att vara generös då framtida reaktorer måhända har högre effekt än dagens dito. Sedan följer ett antal argument för att detta inte är möjligt att genomföra. Jag ska försöka svara upp mot dessa här.

Först och främst, det finns mig veterligen ingen kärnkraftsförespråkare som anser att ALL energi ska komma från kärnkraft, så redan där är Tryggers argument skjutna i sank. Självklart är en hälsosam mix av olika energislag att föredra där kärnkraft bör ingå som en viktig basproducent. Varför skulle befintlig vattenkraftverk och vindturbiner exempelvis skrotas? Vidare, när vi diskuterar kärnkraft är det väl lämpligt att den fossila produktionen av elkraft ersätts först och främst? Oljan kommer inte ta slut över en natt och en gradvis ersättning där fossil elproduktion fasas ut först förlänger övergångsperioden.

Hur som helst, den globala energiförbrukningen 2008 var drygt 11300 Mtoe (miljoner ton oljeekvivalenter) vilket kan översättas till knappt 49700 TWh (räknat med en effektivitet av 38%). Av detta är ca 20000 TWh elproduktion. Av dessa 20000 TWh stod kärnkraften år 2009 för 2560 TWh, alltså ungefär 13% av världens totala elproduktion och drygt 5% av världens totala energiproduktion.

Om vi går vidare till de kostnadskalkyler som Trygger levererar anser jag även dessa halta. Kanske inte beräkningarna i sig, men poängen. Egentligen tycker jag inte ekonomiska faktorer borde spela in i en så viktig fråga som energiförsörjning, då detta är av yttersta vikt för mänskligheten att överkomma. Dock vet jag att så inte är fallet. Summorna som Trygger uppger är fantastiska, men vilka är då alternativen? Om man bortser från de ekonomiska subventioner som ges förnyelsebara energikällor som exempelvis sol- och vindkraft och de straffskatter som påläggs kärnkraften, är den senare lika billig som vattenkraft och bara snäppet dyrare än fossila energikällor som kol och olja. Landbaserad vindkraft är exempelvis drygt 25% dyrare per kWh och vattenbaserad vindkraft 60% dyrare. Solenergi är hela 115% dyrare per kWh i bästa fall. Helt plötsligt framstår inte kärnkraften som särskilt dyr. Självklart varierar dessa uppgifter något från källa till källa, men om ni gör egna efterforskningar, se till att siffrorna är fria från eventuella statliga subventioner och straffavgifter samt att de tar hänsyn till respektive energikällas hela livslängd. För intermittenta energikällor som solenergi och vindkraft tillkommer självklart också någon typ av lagringssystem för de dagar då det är mulet eller inte blåser. Detta är inte medtaget i dessa siffror.

Varje gång kärnkraft kommer på tal är det någon som drar kärnvapenkortet. Så också denna gång. Jag har dock svårt att se Tryggers poäng:

”Vill vi verkligen se en värld med kärnvapen i Nordkorea, Iran, Pakistan, Libyen, Israel…?”

Vi har redan kärnvapen i de flesta av de nämnda länderna, helt oberoende av civil kärnkraft. De flesta länder som skaffat kärnvapen har gjort så oberoende av och innan ett eventuellt civilt kärnkraftsprogram.

Tryggers sista påstående är dock det enklaste att slå hål på i och med att han redan gjort det på egen hand. Precis som han nämner finns ofantliga uranreserver i fosfat och i vanligt havsvatten. Det är bara marknadspriset som avgör huruvida det är ekonomiskt försvarbart att utvinna dem. Då kärnkraft idag är en av de billigaste energikällorna i drift kan priset dessutom höjas avsevärt utan att detta skulle få något anmärkningsvärt genomslag på priset per kWh. Man får heller inte glömma bort att uranprospekteringen under lång tid legat på väldigt låga nivåer varför det inte är osannolikt att oupptäckta reserver finns.

Vidare kan fissionsreaktorer drivas på torium eller bränsle som redan passerat en lättvattenreaktor en gång (vad vi vanligen kallar avfall och har för avsikt att slutförvara). Att det skulle krävas hypotetiska bridreaktorer som är på försöksstadiet för detta är en myt som många förmedlar. Exempelvis de kanadensiska CANDUreaktorerna klarar detta redan idag, så också ett par ryska reaktormodeller. Vanliga reaktorer som endast utnyttjar uranet under en cykel drar nytta av ungefär 3% av bränslet. Att utnyttja mer än detta skulle rent hypotetiskt innebära att framtidens reaktorer kan drivas under lång tid på det vi idag betraktar som avfall och vill begrava och glömma bort utan att någon ny uranmalm behöver brytas. Kan hända kommer dessa ”atomsopor” i framtiden vara guld värda.

Slutligen konstaterar Trygger att framtidsutsikterna kanske är ljusare om vi vänder oss mot bridreaktorer (se ovan) eller fusion. Jag kan inte mer än hålla med.

Publicerat i energi, fusion, kärnkraft, peak oil, solenergi, vindkraft | Lämna en kommentar

Energiförsörjning – teknik eller politik?

Jag läste nyligen en bloggpost av Copyriot, som för övrigt är en blogg jag gillar och följt till och från under en tid, där synsättet på energiförsörjning behandlas. Han menar att diskussionen om kärnkraften övergått från att vara en politisk diskussion till en rent teknisk. Jag kan hålla med om det, men samtidigt är det svårt att undvika. Jag vågar påstå att frågan om mänsklighetens framtida energiförsörjning är en av de viktigaste, för att inte säga den viktigaste, politiska stötestenen idag och under översiktlig framtid. Samtidigt finns det en anledning till att forskare och ingenjörer designar och konstruerar kraftverk och till viss del också ger sig in i energidebatten. Det finns ytterst få, om några, politiker som besitter kunskaperna att uttrycka sig i frågan.

Copyriot, och även bloggen Approximation som citeras, menar på faran av en centraliserad energiproduktion, med ett fåtal stora kraftverk i motsats till en mer decentraliserad variant med ”närproducerad” energi. Dels i maktsyfte, att energibolagen sitter på ett energimonopol, men också ur säkerhetssynpunkt. Man menar att illasinnade grupperingar med enkla medel skulle kunna slå ut en stor del av vår energiproduktion och därmed hota energiförsörjningen till stora områden. Med anledning av detta varnar man för det auktoritära kontroll- och övervakningssamhälle som krävs för att kärnkraften över huvudtaget skall kunna existera.

Men hur ligger det egentligen till? Hur skiljer sig till exempel förnyelsebara energikällor från kärnkraft när det kommer till produktionsbortfall? Det är här teknokratin kommer in i bilden. Det är svårt att föra en realistisk debatt om energi utan att använda sig av siffror. Det man glömmer bort i resonemanget är den vattenkraft ett Sverige utan kärnkraft måste basera hela sin energiproduktion på. Vi har idag tio operativa kärnreaktorer i Sverige som tillsammans har en installerad effekt på 9056 MW. De tio största vattenkraftverken i Sverige har en installerad effekt på 4316 MW. Vad är svårare för en terrorist- eller aktivistgrupp att förstöra, två vattenkraftverk eller ett kärnkraftverk? Missförstå mig inte, jag inser problemet med centralisering. Det jag menar är att även alternativet är centraliserat för att inte tala om många andra samhällsinstitutioner som exempelvis sjukhus. Har samhället nått ett stadium där inte dessa komplex kan skyddas har vi antagligen värre saker att oroa oss för en bortfall i energiproduktionen.

I Sverige har vi med stor framgång opererat kommersiella kärnkraftverk under snart 40 års tid. Om Sverige är ett sådant väldisciplinerat auktoritärt samhälle som det talas om i nämnda bloggar vet jag inte om jag har så mycket emot det.

Det finns en mängd kommentarer jag skulle vilja förmedla rörande inlägget på Approximation, men jag tänker inte ta i tu med det nu. Syftet med den här bloggen är att resonera kring energipolitik och energiteknik på ett strukturerat och vetenskapligt sätt och jag tror det är bäst att ta saker i tur och ordning.

Publicerat i decentraliserad energiproduktion, kärnkraft, vattenkraft | Lämna en kommentar

Energibloggen föds

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Publicerat i energi | 3 kommentarer