Tidningen Energi 1
Så kan innovativ kärnkraft tillämpas Fjärrvärme G
enom att värma vatten med en kärnreaktor tar man tillvara på nästan all energi som genereras i reaktorn. Med andra ord får man en verkningsgrad nära 100 procent, till skillnad mot runt 33 procent vid enbart elproduktion. Idag används dock inte kärnkraft för fjärrvärmeproduktion förutom vid några enstaka anläggningar i Schweiz och Ryssland. Eftersom reguljära kärnkraftverk i regel placeras långt från befolkningstäta områden blir det kostsamt att transportera värmen. I Sverige hade vi 1964–74 en försöksreaktor i Ågesta som levererade fjärrvärme till Farsta. I Finland har tekniken uppmärksammats på nytt och Helsingfors stadsfullmäktige beslöt nyligen att genomföra en förstudie kring koldioxidfri värmeproduktion med hjälp av kärnkraft. SMR från amerikanska NuScale. Reaktorerna monteras i fabriken och transporteras sedan till byggplatsen. Avsaltning Behovet av avsaltningsanläggningar Den amerikanska tankesmedjan Third Way har tagit fram illustrationer som visar hur framtidens kärnkraft kan tänkas se ut. Med reaktorer som fysikaliskt omöjliggör härdsmälta kan evakueringszonen göras mycket liten och därmed möjliggöra placering av reaktorer närmare konsumenten. ökar i samband med att fler platser på jorden blir allt torrare. Avsaltning är mycket energikrävande och görs idag främst genom förbränning av fossila bränslen. Det finns också stor erfarenhet av avsaltning med kärnkraft både genom att använda elektricitet eller värmen direkt – beroende på avsaltningsmetod. Det mest kända exemplet är reaktorn BN-350 i Kazakstan som under 27 års tid producerade 80 000 kubikmeter avsaltat vatten per dag. Med små modulära reaktorer kan avsaltningen utföras närmare konsumenten och i princip utan koldioxidutsläpp. Små modulära reaktorer (SMR) Grundidén med små modulära reaktorer är att de till stor del ska kunna prefabriceras för att förkorta byggtiden. Det gör att kapitalkostnaden, som ofta skjutit i höjden vid byggnation av kärnkraftsreaktorer på senare tid, kan minskas. Genom att bygga flera små enheter i serie kan produktionsintäkter från de första reaktorerna finansiera bygget av de senare enheterna. På så vis blir låne- och ränteberoendet lägre för ägaren som därmed tar en mindre risk. De anläggningsspecifika kostnaderna per installerad effekt blir däremot högre jämfört med en normalstor reaktor. De små modulära reaktorerna kan utformas för att anpassas till lokala behov, såsom flexibel drift och andra tillämpningar än elproduktion. Utvecklingen av små modulära reaktorer sker idag främst i USA, Storbritannien och Kina. I USA har företaget NuScale fått en SMR godkänd i ett första steg i myndigheternas licensieringsprocess. Storbritannien satsar motsvarande cirka tre miljarder kronor i statliga medel under fem år för att stimulera utvecklingen av små modulära reaktorer. Svenska LeadCold med KTH-professorn Janne Wallenius deltar i det programmet. Intresset i Storbritannien kommer av att de små modulära reaktorerna passar bra kraftsystemmässigt som ersättare för dagens fossila kraftverk. I Kina byggs för närvarande högtemperaturreaktorer, vilka även Polen nyligen uttryckt intresse för. Vätgasproduktion Vätgasproduktion är ett av flera tänkbara användningsområden för mycket het ånga. I vanliga kärnkraftsreaktorer är den typiska ångtemperaturen runt 300 grader. Om ångtemperaturen höjs kan kärnkraft användas för tillämpningsområden där fossila kraftverk idag tillför industriella processer het ånga. Det kan handla om processer inom kemiindustri och bränsleframställning. Om temperaturen höjs till 750 – 1 000 grader kan ångan användas till att producera vätgas, till exempel genom att spjälka väte från vatten. Vid så höga temperaturer utsätts reaktormaterialen för mycket utmanande förhållanden. Därför pågår mycket forskning kring detta internationellt. Nr 5 2018 Tidningen ENERGI 25 ILLUSTRATION: THIRD WAY ILLUSTRATION: NUSCALE