Kärnkraft GEN IV suverän väteproducent

 Den termokemiska svavel-jod-cykeln för produktion av väte
Bilden hämtad från Olah's bok Beyond Oil and Gas

Förutom den aspekt på kärnkraft, som Bengt Lindhé framhåller i förra veckans blogg (att bidra till fossilfri energi om vi ska mäkta överge fossilen), så kan den lösa även den förnybara energins ömma punkt: ”Var finns den billiga energi som kan producera fossilfri vätgas utan att behöva elektrolysera vatten?”

Trots att väte är universums vanligaste grundämne finns väte ingenstans på denna jord att bara hämta: Den måste produceras och det kostar energi. I särklass billigast är väte från fossilen kol, olja och naturgas, som alla innehåller väte. Men fossilfritt återstår för dagen bara elektrolys av vatten med förnybar el som sol, vind, vatten och geo.

Elektrolys av vatten är en energiintensiv process som i bästa falla kräver 50 kWh per kg väte. Det tillämpas därför bara i ca 15 procent av global årlig väteproduktions ca 50 miljoner ton/år. De 85 procenten är av fossilt ursprung.

Därför hoppas många på kärnkraft generation IV, till exempel LFTR (Liquid Fluoride Thorium Reactor). Arbetstemperaturen är här så hög, att man kan använda kemiska cykler, till exempel den så kallade svavel-jod-cykeln (se bilden) för produktion av väte. I denna cykel tillsätter man vatten, SO₂ och jod. Då bildas svavelsyra och vätejodid i en exoterm reaktion och vätejodiden sönderfaller i väte och jod. Joden recirkuleras. Vid temperaturer över 850 ^oC sönderfaller svavelsyran i SO₂ (som också recirkuleras), vatten och syre. SO₂ och jod recirkuleras alltså ständigt och det enda som processen förbrukar är vatten och värme av hög temperatur. Processen avger väte, syre och värme med låg temperatur.

J-G Hemming

Miljöförespråkare tänker om – kärnkraften behövs

http://www.nyteknik.se/opinion/fossilfritt-viktigare-an-avvecklad-karnkraft-6778054

Vide Karlsson, Mikael von Knorring och Elias Rosell skriver i en artikel i tidskriften Ny Teknik den 19 augusti att miljörörelsen tänkt om när det gäller inställningen till kärnkraft. Utgångspunkten för omtänkandet är situationen i Tyskland där tjeckiska intressenter nyligen köpte Vattenfalls tyska brunkolsverksamhet.

I slutet av 1900-talet byggde man 18 kärnkraftverk i Tyskland. År 2000 beslutade man att lägga ner all kärnkraft. År 2010 kom man fram till att många av kärnkraftverken skulle leva 25 år längre än vad man kommit fram till år 2000. Den glädjen varade inte längre än till 2011 då Fukushima gav de gröna vatten på sin kvarn. All kärnkraft skulle vara avvecklad 2022. 

Karlsson, von Knorring och Rosell skriver att Tyskland är en av Europas stora klimatskurkar. Deras koldioxidutsläpp är 40 procent högre än EU-genomsnittet, en siffra som bara har ökat sedan år 2000. Skall Tyskland kunna stänga kolkraft i någon som helst rimlig takt handlar det om att prioritera detta framför att stänga kärnkraft.

Det är helt i linje med FN:s klimatpanel, IPCC. De visar att världen behöver bygga ut sol-, vind- och kärnkraft för att uppvärmningen skall hållas under 1,5 grader.

De ovannämnda författarna menar att miljörörelsen behöver ta ett steg tillbaka för att dra nya, självkritiska slutsatser. Artikeln avslutas med frågan: Är vi beredda att prioritera fossilfrihet som huvudfråga?

Bengt Lindhé

Under 2° C till 2050 redan för sent?

Utsläpp från bilar är ett problem i storstäder världen över.

 (Bild: Prashanth Vishwanathan/Blomberg)

Extrahera luftens CO₂ och använd dess C-atomer, istället för att fortsätta exploatera fossil, som vid sin förbränning plussar på luftens halt av CO₂ och äventyrar klimatet med sin växthuseffekt. Med andra ord: ”Kör förbränningen baklänges”, det vill säga hydrera infångad CO₂ till metanol enligt CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O

Ingressens formel är nu en enkel kemisk reaktion. Metanolkemister som Olah & Prakash vid Loker Hydrocarbon Research Institute vid University of Southern California har länge strävat och lyckats få fram effektiva och billiga katalysatorer så att reaktionen äger rum vid betydligt lägre temperatur och tryck än tidigare. Samtidigt har både de och andra åstadkommit genombrott i ny teknik att extrahera CO₂ direkt ur luften.

Hela kruxet är att få fram den behövliga vätgasen, som inte får komma från de billiga fossilen. Fossilfri el måste det naturligtvis vara. I takt med ökad installation av sol- & vind-el i världen ökar också andelen ”strandad el” av dessa diskontinuerliga energislag (sol skiner och vind blåser även när sådan el inte efterfrågas). Här finns i växande grad den billiga energi som genom elektrolys av vatten kan producera fossilfri vätgas.

Sammanfattningsvis finns alltså alla tre pusselbitarna på plats för att ”köra förbränning baklänges”:

·      Förnybar energi

·      CO₂ från luft

·      Väte ur vatten

Förutom nämnda forskare på Loker Hydrocarbon Institute finns nu insikt om detta på många håll i världen, bland andra GlobalThermostat (GT). Grundarna heter Peter Eisenberger  och Graciela Chichilnisky. De är övertygade att vår nuvarande fossilekonomi ska kunna ersättas av en cirkulär ekonomi som ”kör förbränning baklänges”.

Det kanadensiska företaget CarbonEngineering har planer att bygga en fabrik som fångar in 1 miljon ton CO₂/år, vilket är vad 213 000 genomsnittliga personbilar släpper ut om året. Trafiksektorns alla sammanlagda små utsläpp står för ca 60 % av dagens över 40 miljarder ton CO₂ -ekvivalenter/år, som civilisationen pumpar ut i luften. Det talar för att vi börjar med trafiksektorn och samtidigt blir av med alla andra fula utsläpp, som hotar människors hälsa i jordens växande megastäder.

Siffrorna blir hisnande stora, om vi helt ska ställa om till en ”CO₂ ska gå runt-ekonomi”. Den ovan nämnda fabriken CarbonEngineering ska konsumera 1 miljon ton av luftens CO₂ om året. Civilisationen pumpar nu ut ca 40 miljarder ton CO₂ -ekvivalenter årligen. Det bör alltså byggas 40 000 sådana fabriker eller i snitt 200 i vart och ett av världens 200 länder för att nå balans.

Att hinna bygga en så stor ny industri före år 2050, är det möjligt? Ändå måste vi tro att det aldrig är för sent att ställa om. Eller uttryckt på god västgötska med dubbla negationer: ”Det kan ingen inte hinna med allting, men heller inte aldrig tappa mål ur sikte”.

J-G Hemming

Uppåt för kärnkraften

Den globala kärnkraftorganisationen World Nuclear Association har nyligen rapporterat att fler kärnkraftverk är under uppbyggnad och fler kärnkraftreaktorer anslöts till allmänna kraftnät under 2015 än totalt under de senaste 25 åren.

Kärnreaktorernas prestanda har förbättrats kontinuerligt under de senaste 35 åren. Man har också konstaterat att äldre reaktorers prestanda inte har påverkats av deras ålder. De fungerar därmed lika bra som nyare kärnkraftverk.

Utöver det har byggnadstiderna för nya reaktorer förkortats under de senaste 15 åren. De reaktorer som togs i drift 2015 hade en genomsnittlig byggnadstid på sex år. De senaste åren har varit några av de mest utmanande för den globala kärnkraftindustrin.

En mängd nya byggprojekt, framtagning av ny teknik, omstart av reaktorer i Japan och stärkt stöd bland allmänheten har förbättrat branschens utsikter betydligt för de kommande åren.

World Nuclear Association framhåller sammanfattningsvis att det bör byggas minst 1000 gigawatt av ny kärnkraftkapacitet fram till 2050 med total kärnkraftproduktion som motsvarar 25 procent av det globala elbehovet. I nuläget är andelen 11 procent.

Den sålunda skapade rena energin bidrar till att uppnå internationellt överenskomna mål inför framtidens klimatförändringar.

Bengt Lindhé