Citat:
Bra inlägg.
Till att börja med så är inte bränslet till fusionskraftverk gratis, det är till och med fruktansvärt dyrt! Visserligen kan man extrahera deuterium ganska billigt från vanligt havsvatten där det finns i kvantiteten 0,016% av allt vatten. Och kostnaden ligger på runt 200kr/gram vatten. Men den andra ingrediensen, tritium är SVINDYRT och svårt att tillverka. Det har dessutom en mycket kort halveringstid på runt 12 år, så svårt att lagra.
Hur skapar man då tritium (som även används i vätebomber i små mängder), jo du kan få det som mycket små biprodukter i speciellt utformade kärnkraftverk (alltså fissions-kärnkraftverk) genom att bestråla litium (det som vi bygger bil och telefonbatterier av). Total estimerad stockpile av tritium på hela jorden är idag runt 25kg. Och ITER, den "lilla" forskningsanläggningen för fusion som man bygger i Frankrike beräknas använda 1kg tritium per år, för att generera 200MW. Det går såklart i teorin att i ett D-T fusionskraftverk skapa mer tritium i en sluten process (där litium tillsätts) men det är väldigt teoretiskt och inte ens något som kommer utforskas i ITER när den står klar 2050, och kommer med helt andra designkrav...
Deuterium-Deuterium då?
Ja, det går att göra fusion utan tillsatt tritium och bara köra tungt vatten. Då kommer man förbi tritium-problematiken ovan. Problemet med D-D är att det kräver 10 gånger så lång tid för två atomer att fusionera samt dubbelt! så höga plasmatemperaturer. Dessutom blir effekten (det man får ut) omkring 70% MINDRE än D-T. Så om D-T reaktorer är sci-fi så är D-D reaktorer fantasy.
Både D-T och D-D processerna skapar dock MYCKET STORA mängder neutronstrålning, vilket man inte vill ha då det gör allt omgärdande material radioaktivt samt degraderar det, dvs allt måste bytas ut ganska ofta med långa stopp som följd. Därför hyser man stort hopp till att i framtiden använda Deuterium-Helium3, där processen ungefär är lika effektiv som D-T, samt inte alls kräver lika mycket tryck som D-D men med största fördelen att nästan ingen neutronstrålning uppstår. Problemet är bara att helium3 inte finns på Jorden, utan man skulle då behöva extrahera det från andra himlakroppar, exempelvis månen där 0,007% av ytan är Helium3.
Det finns även ett fjärde alternativ där man undgår problemen med både tillgänglighet samt neutronstrålning, och det är att använda boron plus H1. Men det är en process som kräver 10 gånger så hög temperatur som D-T samt att reaktionstiden är 500 gånger längre än för D-T, dessutom ger det 2500 gånger mindre energi än D-T. Det ger dock ändå mer energi per viktenhet än vad man får ur dagens bästa fissionsreaktorer (vanliga kärnkraft).
Så nu när du har verkligheten framför dig så låt oss ändå låtsas att man lyckas bygga en D-D fusionsreaktor, säg år 2100. Vad tror du en sådan kommer kosta? Och hur lång tid kommer en sådan ta att bygga? Låt oss ta ITER som exempel, som är en liten experimentreaktor på 200MW. Den har hittills kostat över 200 miljarder kronor att bygga och bygget har pågått i sjutton år. Tidigast 2035 tror man att man kan ha den igång så att den faktiskt producerar el.
En D-D reaktor är avsevärt mer komplex än en D-T. Så säg att de kan kosta 400 miljarder och ta 50 år att bygga. Sedan när de väl är i drift så kostar de fläskmycket pengar iomed att alla komponenter slits ut ganska snabbt iomed neutronstrålningen. Så ja, bränslet må vara billigt i D-D reaktorn, men de 400 miljarder kronorna samt löpande underhållet, vem ska betala det? Betänk då också att det räcker inte med ett kraftverk utan man behöver bygga många hundratals kraftverk för att ersätta dagens behov.
Min poäng är väl att det är meningslöst att diskutera konsekvenser av gratis el då det aldrig kommer hända. För om du menar att bränslet är det som gör att elen kostar pengar så borde ju all el från vindkraftverk och vattenkraft och sol redan vara gratis eller? För vind, sol och vatten som rinner in till dammarna har 0kr i anskaffningsvärde, men likt förbannat behöver jag betala 60öre/kwh.
Beror det bara på girighet från de som byggt vindkraftverken eller kan det finnas andra kostnader än drivmedlet?
Sedan har vi ju inte ens berört nätavgifterna och skatterna, som i Sverige står för nästan hälften av elkostnaden. Och även det (ledningsnät, transformatorer osv) kostar en jäkla massa pengar att bygga och underhålla.
Hur skapar man då tritium (som även används i vätebomber i små mängder), jo du kan få det som mycket små biprodukter i speciellt utformade kärnkraftverk (alltså fissions-kärnkraftverk) genom att bestråla litium (det som vi bygger bil och telefonbatterier av). Total estimerad stockpile av tritium på hela jorden är idag runt 25kg. Och ITER, den "lilla" forskningsanläggningen för fusion som man bygger i Frankrike beräknas använda 1kg tritium per år, för att generera 200MW. Det går såklart i teorin att i ett D-T fusionskraftverk skapa mer tritium i en sluten process (där litium tillsätts) men det är väldigt teoretiskt och inte ens något som kommer utforskas i ITER när den står klar 2050, och kommer med helt andra designkrav...
Deuterium-Deuterium då?
Ja, det går att göra fusion utan tillsatt tritium och bara köra tungt vatten. Då kommer man förbi tritium-problematiken ovan. Problemet med D-D är att det kräver 10 gånger så lång tid för två atomer att fusionera samt dubbelt! så höga plasmatemperaturer. Dessutom blir effekten (det man får ut) omkring 70% MINDRE än D-T. Så om D-T reaktorer är sci-fi så är D-D reaktorer fantasy.
Både D-T och D-D processerna skapar dock MYCKET STORA mängder neutronstrålning, vilket man inte vill ha då det gör allt omgärdande material radioaktivt samt degraderar det, dvs allt måste bytas ut ganska ofta med långa stopp som följd. Därför hyser man stort hopp till att i framtiden använda Deuterium-Helium3, där processen ungefär är lika effektiv som D-T, samt inte alls kräver lika mycket tryck som D-D men med största fördelen att nästan ingen neutronstrålning uppstår. Problemet är bara att helium3 inte finns på Jorden, utan man skulle då behöva extrahera det från andra himlakroppar, exempelvis månen där 0,007% av ytan är Helium3.
Det finns även ett fjärde alternativ där man undgår problemen med både tillgänglighet samt neutronstrålning, och det är att använda boron plus H1. Men det är en process som kräver 10 gånger så hög temperatur som D-T samt att reaktionstiden är 500 gånger längre än för D-T, dessutom ger det 2500 gånger mindre energi än D-T. Det ger dock ändå mer energi per viktenhet än vad man får ur dagens bästa fissionsreaktorer (vanliga kärnkraft).
Så nu när du har verkligheten framför dig så låt oss ändå låtsas att man lyckas bygga en D-D fusionsreaktor, säg år 2100. Vad tror du en sådan kommer kosta? Och hur lång tid kommer en sådan ta att bygga? Låt oss ta ITER som exempel, som är en liten experimentreaktor på 200MW. Den har hittills kostat över 200 miljarder kronor att bygga och bygget har pågått i sjutton år. Tidigast 2035 tror man att man kan ha den igång så att den faktiskt producerar el.
En D-D reaktor är avsevärt mer komplex än en D-T. Så säg att de kan kosta 400 miljarder och ta 50 år att bygga. Sedan när de väl är i drift så kostar de fläskmycket pengar iomed att alla komponenter slits ut ganska snabbt iomed neutronstrålningen. Så ja, bränslet må vara billigt i D-D reaktorn, men de 400 miljarder kronorna samt löpande underhållet, vem ska betala det? Betänk då också att det räcker inte med ett kraftverk utan man behöver bygga många hundratals kraftverk för att ersätta dagens behov.
Min poäng är väl att det är meningslöst att diskutera konsekvenser av gratis el då det aldrig kommer hända. För om du menar att bränslet är det som gör att elen kostar pengar så borde ju all el från vindkraftverk och vattenkraft och sol redan vara gratis eller? För vind, sol och vatten som rinner in till dammarna har 0kr i anskaffningsvärde, men likt förbannat behöver jag betala 60öre/kwh.
Beror det bara på girighet från de som byggt vindkraftverken eller kan det finnas andra kostnader än drivmedlet?
Sedan har vi ju inte ens berört nätavgifterna och skatterna, som i Sverige står för nästan hälften av elkostnaden. Och även det (ledningsnät, transformatorer osv) kostar en jäkla massa pengar att bygga och underhålla.
Låter som D-T är det som är mer intressant. Men bränslet låter ju inte som det är så billigt. Och skulle nu fusion spridas över världen så behövs en enorm tritiumproduktion. Går det att ordna till lågt pris och utan att man förbrukar upp någon jordens råvaror?
D-D kanske är som EPR är för kärnkraft. I dyraste laget. Flamanville 3 sägs behöva ett elpris på 200 öre/kWh för att gå runt. Låter som yielden är klart sämre men bränslet billigare. Och är anläggningen mer komplex och dyr.
För 50 år sedan när jag var ung och okunnig, så trodde jag att fusion var bakom hörnet. Nu 50 år senare låter det som att det är längre bort.
Fusion kanske inte är det som skall ge oss billig energi?
Priset 10 öre/kWh från en producent som håller på med ett förhoppningsprojekt måste kanske tas med några nypor salt. Lite som när Jordkraft talar om 25 öre för geotermisk el-energi. Dit kan det i sig komma i någon avlägsen framtid. Klart mer realistiskt iaf. Men än så länge talar man om klart högre elpriser från geotermisk energi. Billigare borrmetoder lär ju sänka priset, och sådana finns på gång.
Men geotermisk energi ser ut att växa snabbt i EU. Det talas som att det kommer byggas en så där 10 GW per år. Det blir motsvarande 100 kärnkraftverk på 10 år.
En annan konkurrent är solpaneler och batterier. Båda har en kraftig historisk priserosion. Om några år så lär den kombinationen ge elpris på typiskt 30 öre/kWh året runt i länder lite längre söderöver. Så där lär man vara tveksam till att investera i fusion, som kanske inte pressar elpriset speciellt mycket. Är det då några nära polcirkeln som skall hala upp och finansiera utvecklingen av fusion så lär inte mycket hända.
