søndag 8. mars 2009

Thorium til folket

Alle bør nå ha fått med seg at vi ("vi" i bredest mulig forstand; menneskeheten, verden som vi kjenner den, sivilisasjonen) er på vei inn i en energikrise av episke proporsjoner. Oljeproduksjonen har nådd eller passert sitt maksimale nivå, samtidig som en stadig større verdensbefolkning og en stadig økende produksjon krever mer energi. I en perfekt verden (hvor alle er superrasjonelle og PO - opplyste) kunne vi kanskje stabilisert befolkningen, konsumet og produksjonen i nærheten av dagens nivå... men dette er også vanskelig uten et alternativ til olje. For ikke å snakke om hvor vanskelig det er med en perfekt verden...

Det store spørsmålet er: Finnes det alternativer til olje?

Det nedslående svaret er at på kort sikt gjør det ikke det.

Mange kommentatorer rundt om kring på nettet hevder at såkalte "alternative" energikilder - vind, sol, etc. - aldri vil kunne være sivilisasjonsbærende, fordi deres EROEI er for lav. Dette er sannsynligvis feil. Jeg sier sannsynligvis, fordi jeg er ingen ekspert på temaet, og må støtte meg til folk som er det... Vind- og solindustriens egne EROEI-analyser er positive, men hallo, hvis du tar det for god fisk så har jeg noen strukturerte spareprodukter med garantert avkastning å selge deg, de er faktisk så bra at du godt kan få låne penger av meg (med renter selvsagt) for å kjøpe dem! Ahem, vel, tilbake til saken: det er blitt gjort uavhengig forskning på dette, ikke veldig mye ser det ut til, men dog - deres konklusjoner er også positive. Og - viktigst for meg - konsensus på The Oil Drum ser ut til å være at sol- og vindenergi går med betydelig overskudd. TOD-gjengen er generelt svært kompetent - og pessimistiske i forhold til det som kommer av offisielle uttalelser fra stater og organisasjoner som IEA. TOD er verken plaget med grunnløs optimisme eller haussing.

Men det er problemer. Det største problemet er utbygging. Det tar tid, og krever ressurser. Et annet stort problem er lagring: både vind og sol produserer i rykk og napp, mens forbruket er langt jevnere. Lagring må til; men batterier er for kostbare og ineffektive. Forslag inkluderer å pumpe vann opp i et reservoar som siden kan drive et vannkraftverk, pumpe trykkluft på flasker... den modneste løsningen ser ut til å være smelting av salt (i forbindelse med termiske solkraftverk). Men all lagring er forbundet med energitap, til dels betydelige. Transport er også et problem... for fartøyer (lastebiler, biler, fly) er hydrokarboner - olje o.l. - virkelig helt overlegent, med en energitetthet, en energimengde både per vekt og per volum som hverken hydrogen eller batterier er i nærheten av. Spesielt for fly er dette kritisk; kommersielle passasjerflygninger er helt avhengige av olje, billig olje.

Så jeg gjetter på at vi kommer til å ha hydrokarbondrevne fartøyer også langt inn i fremtiden, men at vi kommer til å produsere hydrokarbonene våre ikke ved å pumpe dem opp av bakken, men i algefarmer eller ved konvertering av kull. Baksiden av medaljen er jo selvsagt at dette koster; i form av energi, i form av kapital og arbeid, og i form av CO2-utslipp (for kullomformingens del).

Alt i alt betyr dette at 1 energienhet "alternativ" energi ikke erstatter 1 energienhet olje; det kreves kanskje to eller tre, eller enda mer.

Og investeringene som må til, bare for å erstatte den energimengden fra olje som nå faller bort, er astronomiske. Konstruksjonskapasiteten og råmaterialene som kreves er neppe til stede. Arealet som blir beslaglagt er enormt (selv om det jo går an å drive jordbruk mellom vindmøller). Og værre, pga den pågående økonomiske sammentrekningen har energiprisene falt, slik at kommersielle aktører ikke vil ta tak i jobben.

Ikke bra. Spesielt siden kull fremdeles er billig, og vi fremdeles har kull for noen hundre år med dagens forbruk... Kullkraftverk og kull-til-diesel-fabrikker kommer til å sprette opp som paddehatter i årene som kommer. Kineserne er allerde på den galeien... Det er jo selvsagt en komplett økologisk katastrofe; kull gir mye mer CO2 per produsert energienhet enn olje (som igjen er mye værre enn gass).

Men, first things first, og verdenssamfunnets kollaps pga galloperende drivhuseffekt ligger sannsynligvis noen generasjoner inn i fremtiden, mens verdenssamfunnets kollaps pga energimangel er et problem .

Her må jeg også bemerke at den høyt besungne CO2-fangingen fra kull/gasskraftverk er lite annet enn en gimmick. Ja, det virker; MEN det spiser opp i størrelsesorden en tredjedel av den produserte energien. Det avhjelper altså det minst kritiske problemet, men forværrer den mest kritiske... vi spør oss selv, er dette god bruk av ressurser?

Hva biologiske energikilder angår - i denne delen av verden er det først og fremst trevirke det er snakk om - glem det. Vi er sannsynligvis allerede svært nær grensa for hva som er bærekraftig.

Det åpenbare, effektive tiltaket for å få fart i utbyggingen av "alternativ" energi er å få opp prisen; det er bare et lite stortingsvedtak som skal til... en nedre grense for strømpris, oljepris, o.l. som begynner lavt og skrus gradvis opp (og holdes inflasjonsjustert). Men ojojoj, da får FrP vann på mølla tenker jeg... det er politisk umulig før PO har satt seg fast i den offentlige bevisstheten. Og PO drukner i Global Oppvarming og Finanskrise om dagen.

På litt lengre sikt er det diskutabelt hvor stort potensialet for de "alternative" kildene egentlig er. Mengden energi vi får fra olje er ENORM; selv et lite fall i mengden tilgjengelig olje vil være svært merkbart, og vanskelig å erstatte.

Den viktigste alternative kilden i Norge er vannkraft. Uten å sitte på harde tall går jeg ut i fra at det er vekstpotensiale, først og fremst i form av "mikrokraftverk", men at alle de virkelig gode prosjektene allerede er bygd ut. Noen dobling tror jeg ikke vi kommer til å se.

Så er det vind. Her er det potensiale, men utbygging vil være kostbart, og potensialet er ikke stort. En stor offshore-vindmølle gir nok energi til å - hold deg fast - holde en (1) drosje i gang. (Dette sier egentlig mer om hvor verdifullt olje er, enn om hvor ubrukelig vindmøller er).

Sol kan vi se bort i fra i Norge, men på verdensbasis er det stort potensiale, hovedsaklig for store termiske solfarmer på utsatte steder, som i Sahara eller Mojaveørkenen.

Det ser ut til å være problemer med jordvarme-kraftverk, først og fremst at temperaturdifferansen de lever av minker ganske rask etter at de settes i drift.

Og til slutt, den myteomspunnede, universelt fryktede og forhatte kjernekraften. Mange tekno-optimister setter sin lit til den...

For tradisjonelle urankraftverk er det ikke noe håp. Vi er rett og slett i ferd med å gå tomme for uran.

Det finnes derimot andre kjernebrensler, andre reaktortyper, som har potensiale. Enormt potensiale! Det viktigste alternative brenselet heter Thorium.

Det er vanskelig (men ikke umulig) å utnytte thorium i en tradisjonell vannkjølt reaktor.

Men det er to alternativer til.

Det første er en reaktor basert på flytende salt (thoriumfluorid). Den ble utviklet og testet ved det amerikanske Oak Ridge-laboratoriet, men ble droppet fordi den var uegnet til å produsere atomvåpen med(!) (se The Liquid Fluoride Thorium Paradigm). Det er MANGE fordeler med en slik reaktor, den største er kanskje den at den kan bruke avfall fra dagens uranreaktorer som brensel når den først er blitt varm. Det endelige avfallet vil være omtrent like radioaktivt som asken fra et kullkraftverk (som så vidt jeg skjønner er ganske radioaktiv; noe å tenke på for kjernekraftmotstandere). Den er også langt sikrere enn en uranreaktor. Den største ulempen ser ut til å være at du trenger en ganske stor "startkultur" av uran eller plutonium, - stoffer det er knapt med. For å få i gang LFT-reaktorer i stort nok antall til at det monner mot energikrisen, er det derfor sannsynligvis nødvendig å montere ned eksisterende kjernevåpen for å skaffe startmateriale. Huff, så leit... Dette er altså teknologi som eksisterer; det er kun politiske hensyn som er i veien for storstilt implementasjon.


Det andre er et AkseleratorDrevet System (også kalt Energy Amplifier). Dette er om mulig enda mer lovende. Ideen er å unngå både behovet for en startkultur og behovet for å ha en kritisk masse ved å bruke en partikkelakselerator til å generere nøytroner med. En slik reaktor vil altså være helt sikker, og vil også, som LFT-reaktoren, kunne bruke gårsdagens avfall som brensel. Ulempene er at ingen har bygd en slik reaktor før, så selv om fysikerne er enige om at det vil virke, og alle delene har vært testet i laboratoriet, så er det tekniske, ingeniørmessige problemer som må løses; og at en tilstrekkelig kraftig partikkelakselerator er dyr (men det vil jo bedre seg dersom masseproduksjon settes i gang).

Jeg ser ca 7 milliarder grunner til å sette i gang slik masseproduksjon... og ingen til å la være. Thorium til Folket!

...den dårlige nyheten er jo (selvsagt) at det også her vil ta mange år, kanskje flere tiår, fra vi bestemmer oss for en storstilt satsning til det begynner å monne... men bedre sent enn aldri!

(For those of you who are interested in the EROEI concept, the EROEI for the recovery of thorium from Indian beaches would be almost unbelievably high, and the energy extracted could power the Indian economy for thousands of years, potentially making India the richest nation in the world.)

--Charles Barton, The Liquid Fluoride Thorium Paradigm




----
Videre lesning/referanser (i anbefalt rekkefølge):

Thoriumbasert kjernekraft, en miljøvennlig løsning på verdens energikrise, Egil Lillestøl (pdf)

New Age Nuclear, Cosmos Magazine / Tim Dean

(Energy and Thorium, prof. Egil Lillestøl (litteratur/link-liste, inkl. de to over))

Om thorium på Wikipedia

The Liquid Fluoride Thorium Paradigm, Charles Barton. Masse linker i teksten og kommentarene.