Energiutfordringen & kjernekraft & thorium. Jan Petter Hansen Institutt for Fysikk og Teknologi, Universitetet i Bergen

Transkript

1 Energiutfordringen & kjernekraft & thorium Jan Petter Hansen Institutt for Fysikk og Teknologi, Universitetet i Bergen

2

3 Menneskene er eneste kjente avanserte sivilisasjon i universet!

4 Vi kan bo på Jorden 2-3 milliarder år til, deretter?

5 Tall - enheter 2007 Dagens globale årlige energiforbruk: Effekt = Energi/Tid % Årlig vekst: 30TW 2050: 100TW Per kapita er dette ca 10kW per person..

6 Vårt energiforbruk er ikke bærekraftig-i!

7 Vårt energiforbruk er ikke bærekraftig-ii!

8 Vårt energiforbruk er ikke bærekraftig-iii!

9 Befolkningsvekst & Energimangel vil true stabiliteten for hele kloden!?

10 CO2 utslipp er et annet problem. Amosfærens masse: Massen til: 0.04% CO2: 100 år med 1010 kg utslipp hvert år: Kilde: 1) Dobling av CO2 konsentrasjon som i dag 2) Er lagring av ~1million tonn et vesentlig bidrag?

11 Menneskehetens nåværende 10 viktigste problemer: Kilde: The Smalley Vision: Be a scientist, save the world

12 The grand challenge: Utvikle bærekraftige og tilpasningsdyktige teknologier som muligjør stabilt intelligent liv på planeten i uoverskuelig fremtid I første omgang for 10 Millarder mennesker.

13 Energivalg Energinisjer: Energisparing, Vann, Vind, Bio, Jordvarme Lite bidrag hver for seg globalt, men samlet...? Fossil forbrenning - Olje/Gass 50/100 år. Utslipp pris på rensing! - Kull ~200 år. Utslipp pris på rensing! Solenergi - Effektivitet pris Arealbehov/Energieffektivitet Kjernekraft - Fusjon - Uløste problemer p.t - Fisjon - (avfall & bombeproblematikk) Ny teknologi trengs!

14 Prisanslag: Kjernekraft er eneste konkuransedyktige teknologi! Ikke bærekraftig!! Kilde: BT

15 Kjernekraft Spesiell relativitetsteori Kvantemekanikk Kjernefysikk

16

17 E=mc2 (1MeV ~ J)

18 Kjernekraftrenesanse -Finland bygger / planlegger 2 anlegg -Storbritania vil fornye sine reaktorer -Litauen erstatter sin reaktor -Sverige avikler ikke kjernekraft! - Et utvalg nedsatt av NFR utgreier om Norge bør satse på kjernekraft basert på Thorium ( Thor Energy, Bergen Energi... )

19 Fordeler med kjernekraft: -Stabil pris (brenselpris variasjon gir lite utslag) -Stabil energikilde -Stabil sikker drift -Ingen utslipp Ulemper : -Lagring av radiaktivt avfall -Utnyttelse til miliære formål -Konsekvenser ved ulykker (terrormål)

20 To typer avfallsproblemer: -Kortlivet avfall (Cesium, Strontium) ~500 år -Langlivet tungmetall (plutonium, americanum) år -Storbritania vil fornye sine reaktorer

21 Generasjoner Generasjon III+ / IV vil spalte 233U og 239Pu -> håndterlig lagringsproblem Ekstern aksellerator + Thorium drivstoff -> Håndterlig sikkerhetsproblem og usannsynlig militære anvendelser

22 ADS systemer med Thorium drivstoff -Grunnstoff nr. 90 -Oppdaget 1829 av Jöns Jakob Berzelius og oppkalt etter guden Tor -Metall med smeltepunkt 1750oC (ThO2 3300oC) -Halveringstid på 14 Milliarder år 232Th

23 ADS systemer (Thorium)

24 Standard skjematisk kjernekraftanlegg:

25 ADS skisse (Thorium)

26 ADS systemer (Thorium) Interne langsomme nøytroner gir fisjon Eksterne hurtige nøytroner gir fisjon

27 Kontrollerbar fusjon (1MeV ~ J)

28 Magnetisk confinement Krever et plasma med temperatur 100 millioner Kelvin International Thermonuclear Experimental Reactor

29

30

31

32

33

34 Eherer et al, Fusion engineering and design, 75, 1141, 2005,

35 High Power laser Energy Research facility (HiPER),

36 Statsministerens månelanding Da president Kennedy sa at amerikanerne skulle lande på månen innen 10 år, hadde ikke amerikanerne vært ute i verdensrommet. De kom til månen innen 10 år. De satte seg mål. Og de nådde målene. Vår visjon er at vi innen 7 år skal få på plass den teknologien som gjør det mulig å rense utslipp av klimagasser. Det blir et viktig gjennombrudd for å få ned utslippene i Norge, og når vi lykkes tror jeg verden vil følge etter. Dette er et stort prosjekt for landet. Det er vår månelanding. Statministerens nyttårstale 2007

37 Et nytt apolloprosjekt Menneskeheten står foran en formidabel oppgave: Å sikre at jordens befolkning minst 10 milliarder mennesker skal ha tilgang til nok energi til å sikre en god levestandard. Energiforbruket må være basert på bærekraftige kilder og erstatte samtlige fossile kjente energiformer vi kjenner i dag. Regjeringen erkjenner de enorme teknologiske utfordringene verden her står overfor og at Norge har et spesielt ansvar for å bidra ettersom vi har blitt en rik nasjon nettopp ved salg av olje og gass. Vi vil derfor satse 10 Milliarder kroner på fokusert forskning og utvikling til dette formålet! Ikke sitat fra Stoltenberg

38 Oppsummering 1) Energiproblemet er akutt i forhold til klimascenarier befolkningsvekst og fordi fossile energikilder er endelige! 2) Rensing av gass/kullkraft er ikke en løsning men maksimalt en nødvendig del av et midlertidig klimatiltak! Krever mer (30%) energiproduksjon! 3) Utvikling av bærekraftig kjernekraftteknologier haster! 4) Et norsk bidrag kan være å utvikle en ADS basert Thorium demo reaktor som kan vurderes og testes mot fusjonsbaserte demoreaktorer. 5) Det er forunderlig at amatører kjenner løsningene for fremtiden.