Fra drømmer og ønsketenking til realitetenes verden: 1. Verdens befolkning og det. globale energiproblemet. 3. Ny kjernekraftteknologi

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Fra drømmer og ønsketenking til realitetenes verden: 1. Verdens befolkning og det. globale energiproblemet. 3. Ny kjernekraftteknologi"

Torgrim Rød
7 år siden
Visninger:

2 Fra drømmer og ønsketenking til realitetenes verden: 1. Verdens befolkning og det globale energiproblemet 2. Mulige løsninger på energiproblemet 3. Ny kjernekraftteknologi

3 Verdens befolkning 2011, totalt 7 milliarder % % %

4 Verdens befolkning 2011

5 Alle disse menneskene trenger PLASS, MAT og ENERGI Hvordan gjøre dette mulig samtidig som man opprettholder et bærekraftig globalt økosystem?

6 GLOBAL ENERGI Globalt energiforbruk trenger STORE TALL : kilo (k) = 10 3 Mega (M) = 10 6 Giga (G) = 10 9 Tera (T) = år = 8766 timer (h) (bruk h) 1 kw e kontinuerlig forbruk i 1 år ~ 9 MWh 1 GW e kontinuerlig forbruk i 1 år ~ 9 TWh som svarer til ca 2 Mtonn olje

7 Global energiproduksjon 2009 i Mtoe (Megatonn oljeekvivalenter) Totalforbruk derav olje 3 821(*) gass kull (totalt fossilt 9 926) IEA regner med en dobling av energiforbruket frem mot 2050, med håp om en kraftig vridning over mot ikke fossile kilder. En slik vridning innebærer en samtidig vridning over mot elektrisitet som energibærer

8 Innlysende konklusjon: Vi trenger ny energi umiddelbart! Men svært viktig å ha i minne: Det aller meste av fornybar energi og kjernekraft vill benytte elektrisitet som energibærer Dette er spesielt dramatisk for transport-, anleggs- og landbrukssektoren og vil kreve meget store tilpassinger og strukturendringer, som må planlegges og iverksettes nå!

9 Mulige løsninger 1. Energiøkonomi/sparing (* kommentar) 2. Fornybar energi 3. Kjerne-fission (og kjerne-fusjon (ITER))

10 Fornybar energi Utvikling og installering av fornybar energi krever stor offentlig medvirkning (sml. vannkraftutbygging i Norge) (noen harde økonomiske fakta neste slide)

11 Hva koster det å skaffe «nok» energi? IEA fakta-ark 2009: Kapitalen som trengs for å imøtekomme det antatte forbruket frem til 2030 er enorm og kommer i kumulative termer opp til ca. 26 x US dollar, som er lik 1.1 x (eller 1.4% av det globale GNP) pr år. Mer enn halvparten av alle energi-investeringene globalt trengs i ikke-oecd land. MEN med minimale håp om en rask retur til tider med billig og lett tilgjengelig kreditt for energifinansiering er slike investeringer meget, meget vanskelig å oppnå (utopisk?)

12 Meget viktig å prioritere riktig og bruke ressursene på satsing som virkelig monner, og til å utvikle løsninger som ikke er til skade for natur og for livsvilkårene til planter, dyr og mennesker!

13 Et lite sidesprang før vi setter i gang: Energienheten hjem (ny enhet fra reklamebransjen) Et typisk utsagn: dette anlegget kan dekke energibehovet til 2000 hjem. Eksempel fra England: 1 hjem = 5500 kwh pr.år, eller ca. 3.5 kwh pr dag pr. person. Det offisielle tallet for Storbritannias totale energiforbruk (uten å inkludere import + naturlig solenergi som går med til mat og planter) : 125 kwh/dag pr. person

14 Globalt elektrisitetsforbruk TWh i 2009, svarende til ca. 2.5 TW eller 2500GW kontinuerlig forbruk og litt over 40 % av det globale energiforbruket. (30% av elektrisitetsforbruket er i transportsektoren) Antatt forbruk 2050: TWh svarende til ca 8 TW kontinuerlig forbruk

15 Midlere effekt (MW) pr km 2 for forskjellige kilder og nødvendig båndlagt areal for hver av disse om en av dem skulle dekke el-forbruket alene i 2050: Kilde Effekt (MW/km 2 ) Totalareal km 2 Konsentrert solkraft (CSP) Fotoceller (PV) (1) Vindturbiner (2) Bioenergi Geothermisk energi De tre første er variable og delvis uforutsigbare, og lagring av energi for bruk ved vindstille eller om natten er vanskelig, og vil i alle fall føre til lavere totaleffektivitet og større arealbruk. Uansett vanskelig å komme utenom: store mengder reservekraft dvs. KJERNEKRAFT! (1) 0.18% og (2) 1.6 % av globalt el.forbruk 2010

16 MEN kan man diskuterer kjernekraft rasjonellt på 25-årsdagen for Tjernobyl og nå etter Fukushimaulykken? Det er akkurat NÅ vi bør se med kritiske øyne på den tradisjonelle kjernekraften, og stille spørsmålet: Finnes det kjernekraftteknologi som er fri for problemene knyttet til den tradisjonelle kjernekraften, og kan en slik teknologi på kort sikt erstatte den tradisjonelle? Svaret er et ubetinget ja, og løsningen er forbundet med det norske grunnstoffet Thorium.

17 Så til THORIUM: Stor internasjonal aktivitet de siste årene

18 En interessant sammenligning: 1 GW e x år (= 9 TWh) krever: tonn Thorium, tonn kull, tonn olje Det finnes 4 6 ganger mer Thorium enn Uran i jordskorpen, og Thorium gir ca. 200 ganger mer energi pr. tonn enn naturlig Uran i en typisk kritisk reaktor! Ett års el.forbruk i Norge svarer til ca. 9.7 tonn Thorium Thoriumreserver for tusener av år

19 Thoriumressurser (< 80 US$ pr kg) Land Ressurs (`000 t Th) % Australia USA Tyrkia India Venezuela Brasil Norge Egypt Russland 75 3 Grønnland 54 2 Canada 44 2 Sydafrika 18 1 Andre 33 1 Total

20 Thorium kommer ut av grunnen som en 100% ren, direkte nyttbar isotop trenger ingen anriking Men Thorium er IKKE spaltbar, men fruktbar : n Th (1.4x10 10 år) fra fisjon (MSR), eller en protonakselerator + spallasjonsmedium (ADS) 233 Th (22.3 min) 233 Pa (27 dager) 233 U (1.6x10 5 år) fulgt av ekstrahering eller direkte brenning av 233 U

21 ADS (Accelerator Driven System) thoriumreaktor Passive sikkerhetsystemer basert på deterministiske naturlover og ikke på sannsynliget Produserer nesten ikke eget avfall (bare fissionsprodukter), og kan bruke avfallsplutonium som brennstoff (eliminasjon av farlig avfall fra dagens reaktorer) Reprosessering av brennstoffet er enklere enn i en kritisk reaktor og en liten mengde 232 U i det brukte brennstoffet gjør det meget vanskelig å utnytte reaktoren til å produsere bombemateriale. For godt til å være sant?, eller hvorfor har vi ikke allerede slike reaktorer?

23 (Fra A. Kadi, CERN)

24 EAskisse fra C. Rubbia

25 Energy Amplifier, Carlo Rubbia (1500 MW th med en akselerator på 1 GeV og 10 ma)

26 Reaktorkjernen Radioaktive spaltingsrodukter brenselområde med thorium og 233 U smeltet bly evt. bly+bismuth spallasjonsområde (smeltet bly evt bly+bismuth)) strålerør (protoner)

28 Radiotoksisitet

29 Nydannet thoriumorganisasjon med hovedsete i England arbeider med planer for to forskjellige reaktortyper basert på thorium, smeltet salt reaktorer (MSR) og akseleratordrevne systemer (ADS). Organisasjonen har nylig produsert en plan med mål å utvikle og bygge en første ADS og ønsker at UK skal bli verdensledende på denne teknologien innen Se: Organisasjonen organiserte en stor internasjonal konferanse om thoriumreaktorer i The Royal Society, London, oktober, 2010

30 IAEA warmly welcomes the proposed accelerator driver development programme embodied in the ThorEA project as a positive contribution to the international effort to secure the eventual global deployment of sustainable thorium-fuelled ADSR power generation systems Alexander Stanculescu Nuclear Power Technology Development Section International Atomic Energy Agency (IAEA) Vienna September 2009

31 Britisk mål: bygge en første fullskala ADSR innen 2025 Problem nr. 1: akseleratoren, en pålitelig akselerator med 1 GeV, 10 ma og kontinuerlig stråle. Syklotroner klarer strømstyrken (10 ma) og kan levere kontinuerlig stråle, men klarer ikke partikkelenergien 1 GeV Synkrotroner klarer partikkelenergien, men leverer pulserende stråler (normalt med mindre strømstyrke) Lineærakseleratorer kan klare jobben, men de er meget store og kostbare. En foreslått non-scaling Fixed Field Alternating Gradient akselerator (ns-ffag) kan gjøre jobben. (Den første ns-ffag blir demonstrert i disse dager ved Daresbury laboratoriet innenfor the britiske CONFORM-programmet)

32 Det vil for de neste 5 årene kreves ca 500 millioner pund av offentlige R&D-midler der brorparten går til akselerator-utviklingen, (STFC). I tillegg vil det trengs ca 2 milliarder pund fra privat sektor for å realisere prosjektet. Og her kommer blandt annet Aker Solutions inn. (neste slide)

33 Aker Solutions har deltatt i utviklingsarbeid sammen med Carlo Rubbia siden 2007, og de har kjøpt C.R.s patent, De søker nå partnere for å bygge en første prototyp (utenfor Norge)

34 November 2010: Aker Solutions' Accelerator Driven Thorium Reactor has won the prestigious Energy Award at this year's IChemE (Institution of Chemical Engineers) Innovations and Excellence Awards. The Energy Award recognizes the best project or process to demonstrate innovation in renewable energy, alternative energy sources, efficient energy use or the development of energy production methods that reduce energy and water intensity. MEN 22. desember 2010 annonserte Aker Solutions at det meste av deres globale prosess- og konstruksjons-aktiviteter nå ble overtatt av Jacobs Engineering Group Inc. (US)

35 Paul Scherrer Institute (PSI), Zürich, Sveits 590 MeV, 3 ma, proton synchrotron 1MW spallasjons-target (bly-bismuth) med tilhørende kjølesystemer og rensetank testet ved 4 mnd kontinuerlig kjøring (MegaPie-eksperimentet) Har fasiliteter for brensel-transport, reprosessering og produksjon, og har allerede et depot for radioaktivt avfall. Har infrastruktur for en kjerneraktor Trenger en mindre reaktor (fra russisk alpha-ubåt?) Et demonstrasjonsanlegg med MW thermisk effekt kunne realiseres i løpet av 3 5 år avhengig av løsning

Like dokumenter

Egil Lillestøl, CERN & Univ. of Bergen,

Egil Lillestøl, CERN & Univ. of Bergen, Siden Norge for tiden er en viktig energinasjon, vil jeg lenke tittelen sammen med og jeg toner flagg med én gang og starter med konklusjonen: Globalt energiforbruk trenger store tall: (se http://en.wikipedia.org/wiki/giga-)