Kan kärnkraft genererad E-diesel bli en gamechanger på fordonsmarknaden?
– Enligt IEA är syntetiska bränslen avgörande för avkarboniseringen av transporter och industri till år 2050.
– Syntetiska bränslen kan blandas in i fossila bränslen eller kan helt ersätta dem i befintliga fartyg, flygplan eller industriell teknik.
– Kärnkraft skulle kunna bidra till att sänka produktionskostnaderna för syntetiska bränslen.
EU godkände att försäljningen av nya förbränningsfordon efter förbudet 2035, gäller endast om de körs på e-bränslen, även känt som elektriska bränslen eller syntetiska bränslen. EU-reglerna påverkar inte befintliga bilar, som är köpta före år 2035. Det kommer också fortfarande att vara möjligt att köpa och sälja begagnade bensin- och dieselbilar efter 2035 och få bränsle till dem.
Exempel på e-bränslen
Elektriska bränslen, eller e-bränslen, är syntetiska bränslen som produceras genom att använda elektrisk energi. Här är några exempel:
- Vätgas (H2)
- Syntetiska metan (CH4)
- Power-to-Liquid (PtL) bränslen: Dessa inkluderar syntetiska bensin, diesel och flygbränsle.
- E-metanol: Liksom med syntetiskt metan, kan metanol produceras genom att kombinera vätgas med koldioxid.
- E-ammoniak: Ammoniak kan produceras genom en elektrokemisk process som involverar kväve och vatten.
E-bränslen enligt ovan är alla bränslen i gas- eller flytande form som produceras av förnybar (till exempel sol- eller vindkraft) eller koldioxidfri el (vatten- eller kärnkraft) Dessaa råvaror skiljer sig från biobränslen, som främst produceras av biomassa.
Enligt IEA är syntetiska bränslen avgörande för avkarbonisering av transporter och industri till år 2050, särskilt i svårelektrifierade sektorer som flyget.
Inte överraskande är stora oljebolag som amerikanska ExxonMobil Corp. och italienska Eni SpA såväl som globala biltillverkare som Porsche och Audi, några av de största stöttarna av e-bränslen (Exxon) och Eni är anhängare av Europas eFuel Alliance: https://www.efuel-alliance.eu/initiative/members
För närvarande produceras inte e-bränslen i stor skala på grund av ett stort problem: höga kostnader. Produktionen av syntetiska bränslen är mycket energikrävande, så mycket att en nyligen genomförd studie av International Council on Clean Transportation fann att e-bränslen kan kosta upp till 2,80 € per liter, Dessutom kräver användningen av e-bränslen i en Internal Combustion Engine (ICE)-bil ungefär 5 gånger mer förnybar el än att köra en elbil.
Att använda kärnenergi för att producera kemikalier och flytande bränslen är en idé som länge har varit aktuell. Kärnenergin är faktiskt starkt inriktad på processer som kräver höga temperaturer till överkomliga priser, såsom produktion av syntetiskt bränsle och kolförgasning.
Men lyckligtvis för stora oljebolag och förespråkare av syntetiska bränslen kan små modulära kärnreaktorer (SMR:er) vara precis vad de behöver för att äntligen göra e-bränslen konkurrenskraftiga.
Med tanke på deras mindre fotavtryck kan SMR:er placeras på platser som inte är lämpliga för större kärnkraftverk. Prefabricerade SMR-enheter kan tillverkas, fraktas och sedan installeras på plats, vilket gör dem billigare att bygga än stora kraftreaktorer. Dessutom erbjuder SMR:e betydande besparingar i kostnad och byggtid och kan även distribueras stegvis för att matcha ökande effektbehov. En annan viktig fördel: SMR har minskat bränslebehov och kan tankas vart tredje till vart sjunde år jämfört med mellan 1 och 2 år för konventionella kärnkraftverk. Vissa SMR:er är faktiskt designade för att fungera i upp till 30 år utan tankning.
Många regeringar, inklusive den amerikanska regeringen, har börjat stimulera SMRs genom att göra dem mer attraktiva för långivare. Redan år 2020 lanserade det amerikanska handelsdepartementet en arbetsgrupp för små modulära reaktorer som ser till att påskynda SMR-utbyggnaden på europeiska marknader i ett försök att positionera amerikanska företag för att lyckas på dessa marknader.
För mer SMR-information, läs här:
Små Modulära Reaktor (SMR) nyheter
https://klimatupplysningen.se/sma-modulara-reaktor-smr-nyheter/
Claes-Erik Simonsbacka
För mer information. läs här
E-bränsle (Elektrobränsle) och syntetiska bränslel
2023-05-09”
https://vatgasbloggen.se/e-bransle-elektrobransle-och-syntetiska-branslen/
Mvh,
Will future potential of e-fuels give ICE vehicles a reprieve?
15/05/2023
Utdrag översatt till svenska:
ICDP:s ( https://www.icdp.net/about ) verkställande direktör, Steven Young, erkänner att e-bränslen för närvarande är förbehållet ”livsstilsvarumärken” och ”nischapplikationer”, men insisterar på att det finns en verklig potential för bredare användning.
Han tillade att EG nyligen enades om att en ny fordonskategori skulle skapas för ICE-bilar som körs på koldioxidneutrala bränslen. Det antas att detta kommer att ske genom någon form av elektronisk övervakning i bilen för att säkerställa att ett e-bränsle används.
”Den befintliga 2035-lagstiftningen kommer först att låsas in i EU-lagstiftningen”, sa Young. ”Efter detta kommer en ny förordning att föreslås för att skapa den nya fordonskategorin och definiera hur e-bränslekoncessionen ska tillämpas.
”Kommissionen har förbundit sig att lägga fram denna förordning i en form som är svår att blockera enligt EU:s förfaranden för andra länder, vilket ger Tyskland visst förtroende för att förordningen kommer att antas även medan protester fortsätter från andra stater och lobbyorganisationer.”
https://www.fleetnews.co.uk/news/environment/2023/05/15/will-future-potential-of-e-fuels-give-ice-vehicles-a-reprieve
Mvh,
Låt oss först konstatera att SMR inte är synonymt till högtemperatur. SMR är ett byggnadssätt. Det marknadsförs idag gen 3 vattenkylda reaktorer som SMR.
Billig högtemperaturteknik är starkt önskvärt för förgasningsprocesser. Gen. 4 saltkylda eller smält bly kylda är teknik som ännu inte är kommersiell. Mycket gärna hoppas jag den kommer att bli kommersiell som SMR.
Materialfrågor i närvaro av snabba neutroner kräver testning under sådana betingelser. Mycket få sådana testplatser finns. Tyvärr föll Ryssland bort
Förgasning till metan är enligt min mening den enda vettiga metoden hantera plast i hushållsavfall.
Syntetisk diesel ur metan görs och säljs idag under varumärket ECOPAR. En utmärkt produkt, bättre än vanlig diesel. Billig metan är kärnfrågan.
For more information about eFuels
https://www.efuel-alliance.eu/media/studies
Mvh,
Licence issued for Russia’s first land-based SMR
24 April 2023
Utdrag övrsatt till svenska:
Rosatoms SMR är en vattenkyld RITM-200N-reaktor som har anpassats från RITM-200-serien, som används för att driva den senaste flottan av kärnkraftsdrivna isbrytare.
Alexei Likhachev, generaldirektör för Rosatom, sa att licensbeslutet var ”meningsfullt för den globala kärnkraftsindustrin … detta är tillåtelse att konstruera den första moderna landbaserade SMR under svåra arktiska förhållanden”
https://world-nuclear-news.org/Articles/Licence-issued-for-Russia-s-first-land-based-SMR
Mvh,
Är inte detta att gå över ån efter vatten? I panisk rädsla för kol, olja och gas ur marken förespråkar EU ett bränsle som är mycket energikrävande, är komplicerat och svårt att tillverka och därför också blir mycket dyrt. Det kan ytterligare öka elbehovet och konkurrera med annat om råvaror.
Därtill innehåller det väl fortfarande kol som energibas? Svårt att komma runt. Kanske kan billiga minireaktorer i en framtid driva fordon, båtar och flygplan? Enligt DCO-studien skulle världens kolreserver i olika former räcka under överskådlig tid och kanske längre.
OT: Det brinner tydligen på Rhodos, fast ser man på videon så framförs det istället kritik mot hur myndigheterna sköter det förebyggande arbetet.
Konstigt nog inte en bokstav om klimatförändringar.
https://www.svt.se/nyheter/utrikes/160-svenskar-evakuerade-pa
Vätet kommer ju från vatten via inneffektiv elektrolys, men vart kommer kolet ifrån?
CC?
Ett mycket exlusivt bränsle för miljonärer, inte för mijoner.
Den ekonomiska omvandlingen: Vad skulle förändras i netto-noll-övergången – MacKinsay
Några utdrag översatt till svenska:
Kapitalallokering: Cirka 275 biljoner US-dollar av kumulativa utgifter för fysiska tillgångar skulle behövas under de kommande tre decennierna enligt NGFS Net Zero 2050-scenario
Kostnader: Sektorer inklusive stål, cement och kraft skulle se kostnadsökningar i detta scenario, medan ägandekostnaderna för elbilar skulle falla
Konsumenter skulle stå inför kapitalkostnader i förväg och kan behöva spendera mer på el på kort sikt om kostnadsökningar går igenom
Jobb: Netto-noll-övergången som analyseras här kan leda till en omfördelning av arbetskraft, med cirka 200 miljoner direkta och indirekta jobb förvärvade och 185 miljoner förlorade år 2050
Störningarna skulle vara betydligt större under en mer oordnad övergång
https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/business%20functions/sustainability/our%20insights/the%20net%20zero%20transition%20what%20it%20would%20cost%20what%20it%20could%20bring/the-net-zero-transition-what-it-would-cost-and-what-it-could-bring-final.pdf
Mvh,
#6,7,8
Titeln e-fuels är missvisande när vi talar om högtemperaturförgasning till metan av något som redan är uppbyggt av organiskt material.
Den sortens kkv är ännu inte färdigutvecklad. Men ytterst önskvärd då den även kan arrangeras som waste burner, drivas på torium, enbart ge kortlivat avfall och andra önskvärda drag
#8 Johannes
Lyssnar man på Vattenfalls reklam (låt helst bli !), så är det infångad CO2 man ska använda som kolkälla. Det är få CO2-källor som är tänkbara, ev från cementtillverkning, kanske mänsklig utandningsluft? Att samla in luftens 400ppm CO2 måste falla på bl.a. ekonomin, att använda en så utspädd CO2-källa är ren idioti tekniskt, resursmässigt och ekonomiskt.
#11 Satsapiente
Du och Johannes tar upp relevanta frågor kring syntetiska bränslen som:
Var kommer kolet från? Var kommer vätet från och ska det senare tillverkas med elektrolys? Frågor som ”hoppas över” av många.
Det har ofta nämnts här på bloggen att bioavfall är en begränsad resurs även om vi i Sverige är bättre lottade än många andra länder.
Till vad behöver vi syntetiska bränslen? Och gjorda på vilka sätt? Min uppfattning är att gas för fordonsdrift – oavsett vätgas eller metan – är olämpligt för vårt stora glest befolkade land förutom på vissa centralorter. Och svårhanterligt. För vätgas finns nu små bränsletankar för personbilar som klarar 700 bar och är tillräckligt täta. Men distribution till mackar inte löst då större tankar ÄR ETT PROBLEM.
Min uppfattning är att diesel är ett bra bränsle och att syntetisk diesel ett ännu bättre.
Vi kan utnyttja cementtillverkningen, det ger en rätt stor mängd koldioxid. Kolhydrater innehåller en massa syre. Vid anaerob förmultning fås metan. Vid förgasning till syngas får man CO + H2. Här behövs mer H2 för att ”metanisera” denna gas. Elektrolys är i dagens form dålig lösning. Dumt bygga på i dagsläget. Högtemperatur kärnkraft kan ge nya förutsättningar för vätgasproduktion.
Vi recirkulerar plast. 10 % har ett värde, resten har bara gått en omväg till förbränning i dagens läge. Plast är nästan rent kolväte men i många kvaliteter och ofta t ex laminerad med t ex aluminiumfolie. Förgasas plast kan ren metan fås. Som vi helst bör göra syntetisk diesel av i min värld – vi kan ju inte avfolka landsbygden! Hur driver vi våra skogsmaskiner på vätgas, jag bara undrar…
Och plaster skapar stor nytta i förpackningssammanhang! Sparar pengar! Livslängden på förpackad mat..
Jag tycker vi ska drastiskt sakta ner den paniska koldioxidjakten. Petroråvarorna har stort värde i den kemiska industrin och den sektorn är den sista vi ska spara in på! Kärnkraft är bra för el. Men också för värme. Farsta (stadsdel i södra Stockholm) värmdes många decennier av Ågesta kärnkraftverk innan det stängdes ner. SMR hoppas jag ger en resonans för detta tänkande. Viss psykologisk barriär finns ännu…
Men spara är en dygd
Tänk om fantaster kab ”infånga” ALL koldioxid i atmosfären. Då blir ingen kvar för Jordens växtlighet. Ingen fotosyntes, ingen syretillförsel. Är det fantasternas idealtillstånd? Hej då!
Gällande smältsaltreaktorer finns ett första projekt i Indonesien, för tillverkning av ammoniak som bygger på en 1 GW anläggning av Copenhagen atomics.
Möjlig driftstart 2028.
https://world-nuclear-news.org/Articles/SMRs-considered-for-Indonesian-fertiliser-plant
#14 UWB
Det kan låta negativt, men:
Tillståndsfrågan för ny oprövad kärnteknik är rimligen en svårknäckt nöt även i Indonesien.
Och kunden vill nog ha rimliga driftsäkerhetsanalyser. Ska Copenhagen Atomics ställa ut garantier för sådana?
Det finns inte såvitt jag vet säkra korrosionsdata för saltsmältan under DRIFT FÖR HÅLLANDEN.
Anledningen till att jag trycker på det senare ordet är att vid drift har du inte enbart korrosionsfrågan ”smält salt mot reaktorväggar” utan dessa betingelser PLUS emittering av snabba neutroner i smältan.
Snabba neutroner har stor förmåga ”attackera” andra atomer. Saltsmältan bromsar inte dessa neutroner till skillnad från vanligt vatten i BWR eller PWR-reaktorer.
Kineserna (Shanghai univ. plus statliga atomenergiorganet) har nu – äntligen, det har talats om saken många år – getts klartecken för att bygga vad som närmast kan karaktäriseras som en stor pilotreaktor med saltsmälteteknik i Gobiöknen. Se referens till detta i CES material ovan.
Kanske Copenhagen Atomics kan få skicka provbitar dit att hänga in i smältan i RÄTT miljö?
I min värld har CA lång väg att vandra och den avsiktsförklaring man tecknat med Indonesiska företaget om att räkna på saken är just bara en räkneövning.
Eller så har CA ett okänt ess i rockärmen?
#15 Hans H
Du är avsevärt mycket mer kunnig om detta, men CA menar att de tagit fram en typ av salt som är extremt ren och som inte ska orsaka den typ av korrosion som är förknippad med smältsalter.
Sedan tror jag kanske att samröre med kända stora företag som Atlas Copco och Topsoe kan vara esset, jag misstänker att de inte är med i konsortiet om sannolikheten för misslyckande är stor.
Men vi får se om några månader när.detta ska.formaliseras.
#15,16
Experimentreaktorn vid Oak Ridge använde flouridsalter och arbetade med thermal neutrons i.st.f. fast neutrons, går tydligen lika bra för breedning om jag förstått rätt. Temperatur upp till 1300 F lite drygt 700 C. Och man hade legeringar, Hastelloy-N, som tålde saltet.
#16, 17
Ska torium (Th232) användas förutsätter vi breedning och att reaktorn startas med ett ”sädbränsle” som sönderfaller fissilt – alltså ett bränsle som i sig skulle kunna nå kriticitet
De två val som finns är U235 och Pu239.
Det senare kan ”tillverkas” i t ex en tungvattenteaktor genom att en snabb neutron slås ihop med U238 och genomgår vissa steg till Pu239. Som man plockar ut ur använda kärnbränslet genom upparbetning. Men: är ju bombmaterial så uteslutet här.
Med Th232 i reaktorn och en snabb neutron från sönderfall av U235 anlagras denna till torium och ger U233 på liknande sätt som vid bildningen av Pu239 ur U238 ovan.
U233 som också är ett fissilt material och som kan bringas till kriticitet. Teoretiskt skulle man kunna ta ut och upparbeta fram U233 för bombframställning, men sönderfallet är för snabbt för att vara hanterbart i färdiga bomber. Pu239 sönderfaller inte alls lika snabbt men har ändå ett betydande ”lagringsproblem” – jag har för mig sex år är gränsen. Uranbomber är mycket bättre lagringsbara. Även upparbetningen för att få ut U233 skulle vara mycket svår pga hög strålning.
Så U235-haltigt startbränsle är i praktiken nödvändigt. Ju högre anrikningsgrad ju mindre U238 finns i startbränslet och ju mindre bildning av plutonium och andra högre isotoper som är långlivade genereras som sidoreaktioner.
Genom att arbeta med snabba neutroner sker också en klyvning av de tunga isotoperna – och med nya snabba neutroner som följd när Pu239 sönderfaller. Även långlivade americum klyvs. Dessa halter kan på sikt bringas till nära noll vilket är grunden för att blanda in dagens ”avfall” i smält saltreaktor som alltså blir en waste burner!
Om startbränslet i Oak Ridge vet jag inget. Kan ju vara höganrikat U235 – helt fritt från U238. Alltså ”bomburan”. Eller Pu239, bombplutonium. De hade resurser om man säger så.
I samband med Iran och deras anrikning av U235 har man satt en högsta tillåtna halt på 20%, ovan vilken uranet definieras som militärt. Jag tror att även annan handel med uranbränslen måste följa denna gräns. Blykalla har planerat för 12%. Dagens lättvattenteaktorer har normalt max 5%.
Toriums omvandling till U233, det egentliga bränslet, är inte blixtsnabb. Och att nå och upprätthålla breedning är en delikat uppgift. Den blir inte enklare med nedbromsning av snabba neutroner till termala och särskilt inte med en massa U238 med i bilden.
Utan att veta det säkert tror jag ändå att Copenhagen planerar köra med ”obromsade” neutroner. Vilket i min värld betyder att korrosionsegenskaperna måste provas mot saltsmältan i närvaro av ett sådant neutronflöde! Och då uppstår en svårighet….. hur får man ett sådant utom i en pilotreaktor?
I Belgien byggs en mycket liten smält bly reaktor som aldrig ska laddas så att den ska kunna bli kritisk av egna bränslet. Den ska kopplas till en neutronkanon typ Spallationscentrum i Lund som ska ge det sista tillskottet neutroner som behövs för att nå kriticitet. Kan stängas blixtsnabbt och processen i reaktorn för.
Klar 2024. Och Blykalla kan nog få mycket testat där.
Men Copenhagen får nog vända sig till Kina eller möjligen Indien. Fast jag kan ha fel, är ingen expert alls.
Torium är framtidens energikälla
Utdrag:
”Konceptet med Th/U-233 bränsle har med framgång använts från 1977 till 1982 i en lättvattensbridreaktor (LWBR) vid Shippingport USA,”.
https://docplayer.se/2545506-Torium-ar-framtidens-energikalla.html
Mvh,
#19 Varför bara 5 år? Vad hände?
#20 Lars Cornell
Harrisburgolyckan 1979 var den största orsaken som jag känner till
#20 Lars Cornell
Det fanns civilt inriktade forskare i USA som ville driva sitt toriumspår vidare. Men militären ville ha plutonium och det blev de som vann pengaracet. Har för med det var Nixon som la ner civilisternas program
#19 C-E S
Allt förefaller så enkelt när du skriver om det att man undrar varför inte mer skett?
Låt mig därtill ge några kommentarer.
Både tty och jag har ett flertal gånger här på KU påpekat att utvinning av vapenplutonium ur LWR-avfall aldrig har praktiserats och att denna ”fara för kärnvapenspridning” bygger på en oinitierad missuppfattning. Det är betydligt enklare bygga tungvattenreaktorer för ändamålet. Vilket vi visste i Sverige när Mavken projekterades och vi fortfarande hade kärnvapenambitioner.
Orsaken är att avfallet från en LWR innehåller både Pu239 och Pu240. Att gasseparera U235 från U238 är en barnlek jämfört med att göra motsvarande gasseparation av Pu239 från Pu240. Dessutom är strålningsnivån i den separationsanläggning man vill driva väsentligt högre.
Sen talas det om torium i lättvattenreaktorer där man först ska tillverka en blandoxid av uran och torium. Som jag skrev i mitt förra inlägg så bör man då undvika att ha en massa U238-oxid i blandbränslet, helst ska man ha 100% ren vapenuran, U235. Det här betyder ”vissa” restriktioner på bränsletillverkningen! Inte ens Kina verkar ha velat gå den vägen.
Att man i en LWR med sådana ”blandoxid”-bränslestavar kan ha betingelser som genererar tillräckligt med U233 från Th232 för breedning betyder inte i min värld att man inte har helt andra betingelser att ta hänsyn till i en saltsmältereaktor!
Försök till förklaring: Vi kan ju i det sammanhanget konstatera att vattnet i en LWR-reaktor – som bromsar de snabba neutronerna – befinner sig utanför stavarna. En fraktion neutroner kommer alltid lämna stavarna, passera i vatten och in i närliggande stavar som ”bromsade”. Medan en annan fraktion kan redan inne i staven träffa på Th232 som snabba neutroner och generera produktion av U233. Jag tror utbytet för denna process med enbart termala neutroner är alltför dåligt för att ha praktisk betydelse. Men: Det här går långt över min kunskapsnivå, Kanske finns någon kärnkemistbland KU´s läsare?
Jag tror alltså fortfarande att materialprovning för saltsmältereaktorer måste utföras i närvaro av de ”aggresiva” snabba neutroner man tänker sig jobba med i smältan! Jag tvivlar starkt på att man jobbar med någon ”beomsare”.
Sådana snabba neutroner är alltså kapabla att ”förändra atomer” och jag har då främst tyngre legeringsämnen i stålet i tanke. Tänk själv på vad de åstadkommer med toriumatomen Th232! Och vad de på motsvarande sätt åstadkommer med uranatomen U238 i natriumkylda breederreaktorer som Frankrike sist av alla känder övergett som koncept.
När man generera U233 in situ i smältan succesivt med snabba neutroner kommer den del av uranstartbränslet som är U238 att utsättas för dessa och inte bygga upp aktinider med högre atomvikt och lång sönderdeltningstid. Man ”waste burnar” den fraktionen! Mäjlighten att köra hela reaktorn som wasteburner är ett särskilt kapitel.
#23 Hans H
Are fast neutrons or thermal neutrons required to convert thorium-232 to thorium-233?
https://www.quora.com/Are-fast-neutrons-or-thermal-neutrons-required-to-convert-thorium-232-to-thorium-233
Mvh,
Atlas of Neutron Capture Cross Sections
https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/060/28060364.pdf
Mvh,
Total Eren och Aliceco planerar att bygga en ny e-bränsleanläggning i Finland
Anläggningen kommer att utformas för att producera e-bränslen med låga koldioxidutsläpp. Specifikt kommer det att syntetisera e-metanol genom att fånga upp biogen koldioxid från biomassa samtidigt som den producerar grönt väte med elektrolysör som drivs av förnybar energi, såsom vindkraftsparker till havs och på land och/eller solkraftverk.
Produktionskapaciteten för e-metanol förväntas nå upp till 400 000 ton per år, med den första produktionen som startar 2029.
Projektet kommer också att använda Aliceco Energys lösning för syreförbränning som kommer att användas för första gången i kommersiell skala. Som förklarats koncentrerar och fångar denna teknik upp den biogena CO2-rökgasen från Karleby Energias biomassapannor utan att använda kemiska ämnen i stor skala som konventionella tekniker.”
Mvh,