Hvordan hurtigst mulig avkarbonisere økonomien

En av mytene rundt kjernekraft er at kjernekraft tar for lang tid å bygge ut, og følgelig må Norge bygge ut vindkraft nå fordi vi har ikke tid til å vente ift klimamålene. Dette argumentet holder ikke på noen måte. Mange land har forstått at den hurtigste måten å dekarbonisere en økonomi på er ved hjelp av kjernekraft. Vi ser bl.a. debatten i Sverige som har blusset opp de siste to årene etterfulgt av problemene i februar 2021. Hva er realitetene?

For det første, en del av de byggetidene på kjernekraft som verserer i ulike medier er tatt fra prosjekter som lider av mange ulike forhold, men spesielt to – endrede design og en industri i Europa og USA som kort og godt mangler trening etter 30 år med nedbygging av kjernekraftindustrien. Skal man bedømme kjernekraft må man derfor se tilbake i historien der man hadde intensjoner om å utvikle og bygge for fremtiden.

Science publiserte en informativ artikkel der forfatterne viser hvor mye hurtigere kjernekraft har blitt skalert enn fornybarenergi over 10 år med stor ekspansjon. Hovedresultatene er gjengitt i Figur 1. Noe klarere bildet av realitetene er vanskelig å finne. Figur 1 viser ikke behovet for balansekraft/backup som fornybarkrafta krever, slik at situasjonen er enda mer i favør av kjernekraft enn figuren viser.

For det andre, installert effekt, gjerne målt i MW, gir helt annen energiproduksjon for vindkraft enn den samme nominelle effekten for kjernekraft. Kjernekraft har omtrent 3 ganger så høy produksjon for samme nominelle effekt som vindkraft og 10 ganger mer enn solkraft (i Norge). Den eneste nedetiden en reaktor har er når den må skifte brensel etter ca 1000 – 1400 dagers drift eller ved ekstraordinært vedlikehold og større revisjoner.

Hva med situasjonen i Frankrike? Flere franske reaktorer er nå satt ut av drift, men det skyldes ikke teknologien, men i hovedsak utsatt vedlikehold og manglende investeringer. Som alt annet, krever en reaktorer vedlikehold og utsetter man vedlikeholdet får det som regel konsekvenser. Bak disse utsettelsene ligger nok krangelen med Tyskland ift fremtiden til kjernekraft, der nå Macron endelig tok et tydelig standpunkt for kjernekraft. I motsetning ligger alle de amerikanske kjernekraftverkene på en gjennomsnittlig utnyttelsesgrad på 90-93% år etter år.

Hva med de kjernekraftverkene i Europa som nå kjøres på redusert kapasitet pga manglende kjølevann? Det er atter et resultat av valg man har gjort. I stedet for å gjøre seg avhengig av kjølevann kan man bruke restenergien til oppvarming av industrielle prosesser (inkl. produksjon av hydrogen) eller distriksoppvarming eller til og med desalinering av sjøvann. 79 reaktorer i verden ble brukt slik (i tillegg til å lage strøm) i 2019.

For det tredje, kjernekraft har minst 3 ganger lengre levetid enn fornybarkraft. Sammen med den mye høyere gjennomsnittlige utnyttelsen gir den lengre levetiden over tid et nominelt kapasitetsbehov som er 9 ganger i favør av kjernekraft kontra vindkraft or hele 30 ganger kontra solkraft.

Eksempelvis, i 2000 hadde Tyskland en installert kapasitet på 121 GW med en strømproduksjon på 577TWh. 20 år senere, i 2019, hadde Tyskland 80% mer kapasitet (218 GW) men strømproduksjonen bare økte med 5% (607 TWh). Derfor kan man bygge ut vesentlig mindre kapasitet med kjernekraft enn med fornybarkraft og samtidig oppnå høyere stabilitet. Tyskland kunne ha bygget 20 kjernekraftverk for samme beløpet de hittil har brukt på fornybarenergi og hadde i dag hatt en karbonfri strømforsyning og mye restenergi som kunne vært brukt til mye interessant inkl. produksjon av hydrogen, ferskvann og oppvarming.

Dessverre, knapt noe land har begynt på den krevende delen av den grønne omstillingen – det å omstille den fossildrevne, termiske primærenergien som i dag driver transport, industriprosesser og mye mer. Da blir tidsperspektivet enda mer i favør av kjernekraft. I Figur 2 under ser vi det totale primærenergibehovet til verden, og etter 20 år med 27.000 mrd kroner investert i fornybarenergi, har verden endret forholdet mellom fornybarenergi og fossil energi med kun 3% (kalkulert med substitution method som IPCC bruker). Med en parafrase til Robert Solow (Solow paradokset), kan vi slå fast at det grønne skiftet ser vi overalt bortsett fra i primærenergitallene.

Da er det 47% som gjenstår (mot 50%) med økende grad av vanskelighet både teknisk og økonomisk. Med dagens rate vil den grønne omstillingen ta minst 300 år. Vi må heller ikke glemme at med økende velstand ellers i verden, og 83 millioner nye verdensborgere hvert år, vil behovet også øke.

På toppen kommer all den ødelagte naturen som vil være en direkte konsekvens av alt arealet som må nedbygges til energiproduksjon eller brukes til gruvedrift for å produsere utstyret til fornybarenergi. En EU rapport viser nå i all klarhet hvor risikabel dagens energipolitikk er ift ressurskravene rundt både fornybarenergi og elektriske biler. Denne situasjonen står i sterk kontrast til at Kina, Japan og USA utvikler nå teknologi for å hente uran direkte fra havvannet. Kjernekraft kan derfor utvikles videre i en skala aldri før sett nesten uten naturinngrep, som vil bety mye for den praktiske skaleringsraten fremover.

Vaclav Smil skriver at grunnlaget for menneskehetens utvikling har vært den stadig økende krafttettheten i energikildene. Vedfyring tapte ikke terreng fordi vi gikk tom for treverk, men fordi kull var mye mer effektivt og behovet steg. Faktum er at naturlig uran inneholder 3 millioner ganger mer energi enn kull, og thorium inneholder 3,5 millioner ganger mer. Kjernekraft er derfor veien videre i motsetning til å henfalle til teknologi som har lavere effektivitet enn til og med kull.

Mange land er fornøyde med tredjegenerasjon kjernekraft, men for å få storskala aksept av kjernekraft må nok fjerdegenerasjon kjernekraft utvikles ferdig fordi den overgår dagens kjernekrafts teknologi på alle parametere. I dager finnes det kun en håndfull kommersielle fjerdegenerasjon kjernekraftanlegg i drift, men mange flere vil komme de neste 10 årene. Da unngår vi konfliktene kjernekraft har skapt i fortiden.

Fornybarkraft, derimot, har trolig de fleste konfliktene i vente (elektrisitetspriser, arealbruk, ressursbruk, gruvedrift, prosessering inkludert miljøutslipp, sikkerhetssituasjon siden Kina har 95% av verdensmarkedet for en del kritiske materialer og avfall).

Hva vil da ta lengst tid? Å videreutvikle kjernekraft slik at den kan skaleres fort, trygt og med minimale naturinngrep eller fortsette på en vei som knapt har gitt noe på 20 år der inngrepene fremover vil bare bli større og større og skape flere og flere konflikter? Hvis ikke menneskeheten klarer å fortsette utviklingen fremover med økende krafttetthet vil diskusjonene etter hvert bli mye vanskeligere enn for eller mot vind-/kjernekraft.