Midt i strømkrisen skal Tyskland stenge tre atomkraftverk

[Ketill Jacobsen]

Proton1 skrev (21 minutter siden):

KJ: Siden du ofte fremstår som en som liker å vite ting, kan jeg belyse noe av det du sier du ikke vet siden jeg har arbeidet med kjernekraft og reaktor brensel i mange år i USA. Et kjernekraftverk har mange likhetstrekk med et kullfyrt kraftverk. Begge har stor termisk masse (i motsetning til en gassturbin), stor roterende masse (en svær dampturbin/generator) som begge gjør at de er "trege" for hurtige lastendringer, og begge har høye byggekostnader og lave brenselskostnader.

En reaktor har i tillegg to viktige begrensninger. Reaktor brensel som du sikkert vet, består av UO2, og noen ganger blanding UO2 og PuO2 (mixed oxide fuel), i form av keramiske "pellets" typisk 16 mm dia og 20 mm lange.  Disse blir lastet i et typisk 4 m langt zirkonium rør, "cladding" eller kapsling, som utgjør en "fuel rod". Typisk 10 x 10 fuel rods blir buntet sammen i en "fuel bundle" med noen mm avstand så vann kan sirkulere mellom. En stor kjerne kan bestå av 600 bundles. En fuel rod kan produsere 20 KW/ft og ha en temperatur i senter på bortimot 1500 C. I en fuel pellet i drift dannes det fisjonsprodukter (mer enn 200 forskjellige isotoper) - de aller fleste kortlivet. Noen av disse er kjemisk/metallurgisk skadelig for kapslingen og noen er nøytronabsorberende og dermed skadelig for kjernens reaktivitet.  Ved langsomme effektendringer vil "thermal creep" av den keramiske fuel pellet sikre at fisjonsproduktene forblir låst inne i den keramiske pelleten. Ved hurtige effektendringer vil pelleten sprekke, skadelige fisjonsprodukter slipper ut og påvirker kapslingenen som i verste fall sprekker,  fisjonsprodukter slipper ut i kjølevannet og radioaktivt forurenser hele anlegget. I en BWR (Boiling Water Reactor) er dette spesielt uønsket siden det er samme vann som kjøler/modererer kjernen og turbinen (direct cycle). I en PWR (Pressurized Water  Reactor) er der en varmeveksler mellom reaktortank og turbin. Derfor er hurtige effektendringer i en reaktor uønsket.

Den andre begrensningen går på at brenselskostnaden i en reaktor er lav. Så økonomisk er lite tjent med å stenge den ned midlertidig. Dessuten vil "decay heat" generere mye varme i lang tid (dager/uker) etter nedstenging så kjølesystemet må operere uansett. Fisjonsprosessen i en reaktor kan stoppes eller reduseres nesten momentant, men decay heat bestemmes av isotopenes mengde og halveringstid og kan ikke påvirkes av noe. Det var "decay heat" som forårsaket eksplosjonen på Fukushima ved at nødstrømsgeneratorene/kjølepumpene "druknet", overopphetet zirkonium kapsling reagerte med oksygenet i vann, hydrogen ble frigjort, og en hydrogeneksplosjon blåste taket av reaktorbygningen og spredte radioaktivitet i milevis omkrets.

Kjernekraft, spesielt om reaktoren er thoriumdrevet, kan supplere menneskeheten med energi i noen tusen år, men vil alltid ha ulempen med radioaktivt utstyr og avfall som er kostbart å håndtere og er farlig for alle levende vesen. Derfor hadde vi vært best tjent med at fremtidens energi kommer fra sol og vind - om det er mulig.  

 

Takk for godt svar. Her var mange interessante detaljer slik at jeg nå har en dypere forståelse av fenomener som jeg også tidligere kjente til.

Jeg ser på reaktoren som en maskin som produserer damp med stort trykk og høy temperatur, altså som en dampkjele fyrt av olje, gass eller kull. Det som kommer etter er dampturbinen (og kondensator og generator) er i prinsippet  den samme uansett om den fyres av en atomreaktor eller fossile brensler. En viktig forskjell kan som du sier være dampen kommer fra reaktoren er radioaktiv (kokende vann reaktor). Fossildrevne dampturbiner kan også bruke damp ved høyere trykk og temperatur og derved oppnå noe høyere virkningsgrad (av sikkerhetsgrunner vil en ikke maksimere trykk og temperatur for reaktordrevne turbiner).

Atomkraftverk er mer personaltunge på "kjeledelen" i tillegg til at det her kreves veldig høy kompetanse. Også dette bidrar til at et atomkraftverk blir mer "stivt" og mindre fleksibelt.

Etter min mening finnes interessante utviklingsmuligheter for atomkraft med SMR (small modular reactors) og siste generasjons teknologi som lover både langt billigere anlegg, veldig mye bedre utnyttelse av brenselet og mindre avfall der radioaktiviteten avtar langt raskere. Det ser imidlertid ut til at alt dette tar meget lang tid å utvikle til kommersielle produkter.

Om man klarte å utvikle slike kompakte reaktorer med ny teknologi og at de heller produserte hydrogen (for lagring) i stedet for damp, så synes jeg det ville være svært interessant. Da ville en kunne utnytte all den termiske energien (i stedet for ca 40%) og reaktorene kunne utmerket komplementere sol og vind (hydrogen til gasskraftverk når sol og vind ikke leverer nok). Hva er din oppfatning Proton1?

 

[Frank Olsen]

perpyro skrev (4 timer siden):

Har du et reservoar nedenfor, hva er da galt med å ha et eget kraftverk nedenfor det magasinet for å slippe tapet med å pumpe vannet oppover igjen?

Det kan du gjerne ha.

Men det å ha vann stående nedenfor et kraftverk er greit å ha når det ikke er behov for kraften fra dette verket.
Da kan man ved å kjøpe billig overskuddskraft fra Europa pumpe dette vannet opp igjen og bruke det en gang til dagen etter når prisen igjen er dyr.

[Frank Olsen]

Theo343 skrev (4 timer siden):

Er tallet 15% representativt for alle om de hadde dekket takene sine med motoriserte paneler eller spesifikt for ditt annlegg?

15 % er 15 % enten du har ett eller 100 solpaneler 🤣

[Snowleopard]

perpyro skrev (3 timer siden):

Har du et reservoar nedenfor, hva er da galt med å ha et eget kraftverk nedenfor det magasinet for å slippe tapet med å pumpe vannet oppover igjen?

Det er ikke alltid at det er mulig å ha et kraftverk nedenfor, fordi det ofte ikke er fallhøyde nok igjen til at det er mulig å få en effektiv og rimelig nok produksjon. Man utnytter jo trykket og fallhøyden fra magasinet til å generere elektrisk strøm. Se for deg at man utnytter fall fra ca 500 moh, og vannet ender opp kanskje 30 moh.

Da vil man kunne samle vann i et basseng, som kun har som formål å bli løftet opp de 470 meterne (pluss litt til?) når man kan utnytte svært rimelig importert vindkraft og eventuell atomkraft og kullkraft som man produserer fordi det er dyrere og tregere å stenge ned for helgen og så fyre opp på mandag, enn å kjøre med bare noe redusert kapasitet gjennom helgen.

Når det er sagt, endel av vannkraftverkene som vedlikeholdes og oppgraderes, vil ofte settes opp med 2 eller flere turbiner etter hverandre, for å utnytte vannet flere ganger, siden det fremdeles er fart og fallhøyde igjen å utnytte om man seter på mindre turbiner som ikke krever samme trykket.

Men dette er gjerne den typen vedlikehold man utsetter i det lengste med å gjøre, for så lenge det ennå produseres, så er det penger inn i regnskapet, istedet for penger ut. Penger vi allerede har betalt med nettleien, inkludert økninger som liksom skulle øremerkes til slikt.

[Jens Kr. Kirkebø]

dahln skrev (6 timer siden):

 

40 øre per kW/h er ikke spesielt billig. Man forventer at kostanden fra en saltsmeltereaktor er 10-15 øre  lavere enn norsk vannkraft (som er gjennomsnittelig 37 øre). Hinkley Point C skal også ha lav kostnad. Husker ikke akkurat nå hvor mye det var, men det er definititivt konkurransedyktig.

 

Det kan lønne seg å følge Jan Emblemsvåg på FaceBook for å se hva han graver opp om kostnader og virkningsgrad på "grønn" energi.

40 øre er mer enn billig nok. Mange vil kjøpe kraft på fastprisavtaler til den summen, så det får man fint solgt. 

Jaså, har de løst korrosjonsproblemene med saltsmeltereaktorer nå? 700 grader, salt og radioaktivitet er ikke akkurat det beste miljøet for de fleste metaller. Jeg tror det når noen har hatt en slik i drift noen år uten problemer. Mistenker at det blir en stund til. 

Hinkley Point C? Til 23 mrd. pund? Tar du produksjonen i 60 år og deler på kostnaden er det snakk om nesten 20 øre, før du har regnet et eneste øre til renter. For ikke å snakke om drift. Og dekommisjonering. Og lagring av brukt brensel. Osv. 

[Jens Kr. Kirkebø]

dahln skrev (5 timer siden):

 

Jeg tror ikke du skjønner dette. Det er massevis av forskjellige selskaper i Norge som driver med strømproduksjon. Det er ikke bare ett selskap.

Hvis man skal drive slik du antyder vil solkraft bli svindyr fordi man må betale det det koster å vannkraft i reserve.

Vi har jo allerede vannkraften i reserve, så det koster ikke noe. Om sol og vind gir mye energi faller prisen såpass at det er mer lønnsomt å spare på vannet til sola har gått ned og vinden stilnet. Dette regulerer seg fint selv. 

[Jens Kr. Kirkebø]

sk0yern skrev (4 timer siden):

De legger ned vindkraftverk også, visstnok ikke lønnsomme lenger.

https://www.welt.de/regionales/berlin/article233634903/Foerderung-laeuft-aus-400-Windkraftanlagen-werden-stillgelegt.html

Ja, 20 år gamle vindturbiner på bare 500kW er nok ikke lønnsomme lengre uten subsidier. De gir lite strøm og har høye vedlikeholdskostnader. Heldigvis har teknologien gått fremover, nå bygges turbiner på 5-6,2MW og med langt lavere vedlikeholdsbehov. Dessverre er det ikke alle steder man kan oppgradere, pga. sikkerhetsavstander og slikt. 

Vi har nok av nedlagte vannkraftverk i Norge også. Gamle, små anlegg som ikke var lønnsomme lengre. Jeg har gått Norge på kryss og tvers i år og sett en drøss av de. 

[Dubious]

Jens Kr. Kirkebø skrev (10 timer siden):

Men lys, mikrobølgeovn,  TV, lading av ting osv. krever også en del strøm, og den får man ikke fra sola vinterstid. Jeg vet, fordi jeg har en hytte med dette oppsettet.

Da bruker du for mye strøm og/eller har for lite solceller.
Etter at det har snødd så bør du ut å måke av panelene,

[kremt]

4 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Vi har nok av nedlagte vannkraftverk i Norge også. Gamle, små anlegg som ikke var lønnsomme lengre

Tingen med vannkraft er at det blir kvelt av grunnrente og andre skatter. En skatt på overskuddet på over 70 % er ganske vanlig. Dette er en hinsides melkeku for stat og kommuner. Det er store summer i omløp i kraft og nettbransjen. Aktørene har all mulig grunn til å prøve å presse prisene høyest mulig opp.

[Theo343]

8 hours ago, Frank Olsen said:

15 % er 15 % enten du har ett eller 100 solpaneler 🤣

Du svarte ikke på spørsmålet rundt hva som menes med 15%.

Vil solcellepaneler kun  produsere 15% på vinteren av hva de ellers gjør på de beste sommerdager? Eller menes det 15% på vinteren mot 22-28% om sommeren?

Jeg antar at det bla. har med solvinkel å gjøre?

Quote

Når sollyset skinner på Jorden med en lavere vinkel (er nærmere horisonten) blir energien fra lyset spredd utover et større område, og lyset er derfor svakere enn når solen står høyt på himmelen og energien blir konsentrert på et mindre område (se figur 2). ^[2]

Ellers fra en undersøkelse i 2018.

Kulde øker effekten – nedbør ingen hindring

Ved hjelp av målinger fra en potentiostat kunne forskerne måle effekten av strømmen som solcellene genererte under de ulike forholdene.

– Resultatene bekreftet det vi har sett før – at panelene fungerer godt i kaldt vær, sier forskningsleder ved SINTEF, Eivind Øvrelid.

For solcellepanel, som brukes til produksjon av elektrisk energi, kan de kalde omgivelsene være et gode som holder driftstemperaturen på solcellene nede. Høy temperatur øker cellenes «indre energilekkasje» fordi elektroner beveger seg mer når det er varmt. For den silisiumbasert solcellen i vårt forsøk, reduserte effektiviteten med ca 0,3% for hver grad temperaturen økte.

Temperaturen påvirker i størst grad spenningen  i prosessen, litt forenklet kan vi si at dette er kraften som skyver elektronene. Spenningen øker når det er kaldt, og det gjør at cellene blir mer effektive.

Innstrålingen eller solmengden regulerer selve strømmen  som cellene lager.  Solstrålinga kan være kraftig på vinteren, særlig om lyset også reflekteres av nysnø. Til sammen utgjør disse to faktorene effekten – som vi kan ta ut som strøm i kontakten. Med andre ord er sol og kaldt vær ideelle forhold for solceller.

Det som overrasket forskerne, var at solcellene viste seg å tåle nedbør veldig godt. Forsøk med lett regn og regn ga positive måleresultater.

–  Solstrålene går igjennom vannet. Dette har ingen betydning for innstrålingsmengden, sier Øvrelid. Det samme viste seg da solcellene ble dekket med et lag is.

Endret 5. desember 2021 av Theo343

[Frank Olsen]

Theo343 skrev (1 time siden):

Du svarte ikke på spørsmålet.

Vil solcellepaneler kun  produsere 15% på vinteren av hva de ellers gjør på de beste sommerdager? Eller menes det 15% på vinteren mot 22-28% om sommeren?

Ah, det du mener, virkningsgraden.
Det er ikke det jeg mener. Jeg mener i % av årsproduksjonen.

Det er ca 15 % av årsproduksjonen som blir produsert i perioden november til mars.
Altså dersom solpanelene produserer 1000 kWt på et år så produseres kun 150 av disse i de 5 vintermånedene mens 850 produseres i de resterende 7 månedene.

 

[Theo343]

2 minutes ago, Frank Olsen said:

Ah, det du mener, virkningsgraden.
Det er ikke det jeg mener. Jeg mener i % av årsproduksjonen.

Det er ca 15 % av årsproduksjonen som blir produsert i perioden november til mars.
Altså dersom solpanelene produserer 1000 kWt på et år så produseres kun 150 av disse i de 5 vintermånedene mens 850 produseres i de resterende 7 månedene.

 

Ah forstår. Takk

Fant også denne:

https://www.sintef.no/siste-nytt/2018/hvor-godt-virker-egentlig-solceller-i-nordisk-klima/

Endret 5. desember 2021 av Theo343

[Theo343]

Så det betyr at man, så godt det lar seg gjøre, bør dimmensjonere solcelleannlegget for vintermånedene og selge overskuddsenergien på sommeren (uavhengig av batteribank/powerwall/elbil). I tillegg da bygge anlegget slik at batteribanker lades fra grid/nett når strømprisen er på sitt laveste.

Endret 5. desember 2021 av Theo343

[Frank Olsen]

Theo343 skrev (1 time siden):

Så det betyr at man, så godt det lar seg gjøre, bør dimmensjonere solcelleannlegget for vintermånedene og selge overskuddsenergien på sommeren (uavhengig av batteribank/powerwall/elbil). I tillegg da bygge annlegget slik at batteribanker lades fra grid/nett når strømprisen der er på sitt laveste.

En god løsning ja, mer er redd det blir skrekkelig dyrt.....🙄

[Theo343]

4 minutes ago, Frank Olsen said:

En god løsning ja, mer er redd det blir skrekkelig dyrt.....🙄

Selvsagt litt ønsketenkning men man kunne lagt seg noe midtveis mellom sommer og vinterproduksjon. Får man også solgt overskuddsenergi om sommeren kan det bidra til potten.

Denne karen har også bygget det jeg tenker på.

 

Endret 5. desember 2021 av Theo343

[Aiven]

Theo343 skrev (8 minutter siden):

Ah forstår. Takk

Fant også denne:

https://www.sintef.no/siste-nytt/2018/hvor-godt-virker-egentlig-solceller-i-nordisk-klima/

Interessant grafikk. Men den ideelle flaten i Norge må da være nokså vinklet opp mot syd?

[dahln]

6 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

40 øre er mer enn billig nok. Mange vil kjøpe kraft på fastprisavtaler til den summen, så det får man fint solgt. 

Jaså, har de løst korrosjonsproblemene med saltsmeltereaktorer nå? 700 grader, salt og radioaktivitet er ikke akkurat det beste miljøet for de fleste metaller. Jeg tror det når noen har hatt en slik i drift noen år uten problemer. Mistenker at det blir en stund til. 

Hinkley Point C? Til 23 mrd. pund? Tar du produksjonen i 60 år og deler på kostnaden er det snakk om nesten 20 øre, før du har regnet et eneste øre til renter. For ikke å snakke om drift. Og dekommisjonering. Og lagring av brukt brensel. Osv. 

 

40 øre er kostnaden for produsenten. Det er ikke hva vi kan forvente å betale. Det er nesten dobbelt så dyrt som ThorCon forventer for reaktorfarmen med saltsmeltereaktorer i Indonesia.

 

Det er ikke spesielle problemer med saltsmeltereaktorene. De bruker vanndampfri nøytralgass for å hindre korrosjon. Mange ser ut til å ville bruke ei enorm bøtte for smelten slik at de kan bytte smelte raskt. Etter at bøtta har kjølnet og tømt kan man gjøre den klar til ny bruk.

 

Forventet  operasjonskostnad per kW/h er beregnet til mellom 1,5 og 2,5 Euro Cent. Kostnad inkludert kapitalkost er maksimalt 4,1 Euro Cent. Det er langt under den garanterte prisen fra staten.

https://medium.com/generation-atomic/the-hinkley-point-c-case-is-nuclear-energy-expensive-f89b1aa05c27

 

 

Quote

The operating costs after commissioning of the plant are estimated at between 1.5 and 2.5 cents / kWh. This includes all running costs during operation, including personnel costs, fuel costs, permits, insurance, maintenance, taxes and premiums to the decommissioning fund and the processing and, importantly, the ultimate disposal of nuclear waste.

 

 

Quote

Yet, despite the relatively high construction cost, the total costs per kWh for investors are still low. That 4.1 cents / kWh is comparable to the costs of a fossil power plant and much lower than the costs of the cheapest equivalent (stable, independent) combination of solar panels and wind turbines plus storage with batteries and hydrogen, the costs of which can run up to 50 cent / kWh . When compared to other options — particularly other stable zero-carbon options — HPC is “terribly cheap”.

 

[Theo343]

11 minutes ago, Aiven said:

Interessant grafikk. Men den ideelle flaten i Norge må da være nokså vinklet opp mot syd?

Stemmer godt med målinger jeg har gjort hos oss ja. Syd, Syd-vest. Vi vil ha god dekning og direkte sollys på halve takflaten vår fra kl. 10-11 til kl. 19 på eks. en juli soldag. Og noe kortere tid på en solspenstig februardag.

Endret 5. desember 2021 av Theo343

[dahln]

10 hours ago, Proton1 said:

Kjernekraft, spesielt om reaktoren er thoriumdrevet, kan supplere menneskeheten med energi i noen tusen år, men vil alltid ha ulempen med radioaktivt utstyr og avfall som er kostbart å håndtere og er farlig for alle levende vesen. Derfor hadde vi vært best tjent med at fremtidens energi kommer fra sol og vind - om det er mulig.  

 

 

Høyradioaktivt avfall fra saltsmeltereaktorer drevet med thorium er farlig i omtrent 300 år. Det er lite i volum og tidsmessig fullstendig håndterbart.

 

[dahln]

7 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Vi har jo allerede vannkraften i reserve, så det koster ikke noe. Om sol og vind gir mye energi faller prisen såpass at det er mer lønnsomt å spare på vannet til sola har gått ned og vinden stilnet. Dette regulerer seg fint selv. 

 

Jeg regner med at du ikke skjønner at du bekrefter det jeg sa.