Petr Beckmann:
Säkrast med kärnkraft

Visst finns det risker med kärnkraft. All energiproduktion är riskfylld. Men kärnkraften är det säkraste sättet att producera energi. Inräknat avfallshantering och risker för sabotage och olyckor.

Professor Petr Beckmann var obunden forskare vid University of Colorado och gör i boken en noggrant underbyggd och populärt hållen jämförelse mellan riskerna för olika slag av energiproduktion. Jämförelsen utfaller till kärnkraftens fördel.Varje kärnkraftverk räddar mellan 20 och 100 människoliv per år.

Pris 50:-. Porto och emballage 25:- tillkommer per beställning. Betala helst in 75:– i förskott per plusgiro 85 95 89-4. Klicka här för fullständiga beställningsregler.

Här följer ett utdrag ur boken

Vid slutet av seklet karlske våra floder nått kokpunkten; efter ytterligare trettio år har de kanske förångats... En av orsakerna till de termiska föroreningarna är att kärnkraften sprids över landet. Sagt av Edwin Newman, "In Which We Live", NBC-TV juni 1970

Vi har sett att riskerna med fossilt drivna kraftverk är betydligt större än med kärnkraftverk, när det gäller människans hälsa och säkerhet: koleldade kraftverk dödar, genom enbart luftföroreningarna ungefär hundra gånger så många människor som hela kärnkraftscykeln. När det gäller olyckor är förhållandet återigen 100:1, till kärnkraftens fördel. Men vilka blir konsekvenserna för naturen i allmänhet?

Här är en jämförelse också till kärnkraftens fördel, men med en ännu större marginal.

Förödande för naturen

Skillnaden är mest slående när det gäller den volym av jordskorpan som måste brytas upp för att framställa uranmalm å ena sidan och kol å andra sidan. Detta naturligtvis på grund av det höga energiinnehållet i uran och det låga energiinnehållet i kol: Otroligt mycket mer kol måste brytas för samma energimängd. Den årliga amerikanska konsumtionen av elektrisk energi närmar sig nu 2 miljarder MWh. Den uranmalm som behöver brytas för att framställa den energimängden uppgår till, om vi antar att vi använder bridreaktorer, en volym på 60 X 60 X 30 meter. Men den volym kol som måste brytas för att framställa dessa två mil jarder MWh är 60X60 mX160 kilometer!1 Med andra ord, genom att bryta uran istället för kol, kan ingreppen i naturen minskas med en faktor på 5.000. Ändå har Jordens Vänner gjort det till sin politik att motsätta sig kärnkraft, och det mesta av deras verksamhet ägnas nu åt detta. Uppenbarligen är Jordens Vänner inga vänner till vår jord. Är det orättvist att räkna med bridreaktorn, som ännu inte är i kommersiell drift? Är det orättvist att tala om volym istället för om påverkad yta, oavsett volymen under ytan?

Nå, se då på de siffror som har tagits fram av Rådet för Miljökvalitet, ett amerikanskt organ, som nästan alltid står på "miljövännernas" sida. Enligt rådet är det årliga ingreppet på landets yta för att driva ett 1.000 MW koleldat kraftverk (belastning 75%) 3.691 ha, om kolet bryts i underjordsbrott, och 5.670 ha om kolet bryts i dagbrott. Plus 65 ha för bearbetning, 896 ha för transport och 392 ha för omvandling (inklusive 47 ha för slagglagring, 5 ha för kollagring och mark som påverkas av värmeutsläpp). Ungefär hälften av USAs kol bryts i dagbrott, så totalsumman blir per genomsnittskraftverk 5.923 ha.

För ett kärnkraftverk med samma effekt och belastning, skulle den årliga förbrukning för gruvdriften vara 318 ha, för omvandling 127 ha (2,2 gånger mindre), för bearbetning 3,7 ha (17,6 gånger mindre) och ytan som behövs för transporter anges till noll (därmed avses att man kan bortse från den - man kan lasta ett års behov av kärnbränsle som en vagn på det tåg som tar in en dags kolbehov).

Men även om vi bortser från alla övriga delar, så är det bara i gruvdriften fråga om siffrorna 4.680 ha för kol mot 318 ha för uranmalm, en kvot på 14,7:1 till kärnkraftens fördel. Och den kvoten skulle förändras till 4.420:1 om uran kunde användas i en bridreaktor. Det måste vara därför som Jordens Vänner är så fanatiska motståndare till bridreaktorn.

Efter siffror som dessa, blir en diskussion av oljeutsläpp, ytor som går åt för olje- och gasledningar och annat liknande något av onödigt skjutande, men vi ska ta upp det största av alla miljömässiga hokuspokusnummer, solenergin. Det 1.000 MW-kraftverk som vi diskuterade tidigare behöver ungefär 10 ha för själva verket plus lagringsutrymmen, järnvägsanslutning etc. Ett solkraftverk som producerar motsvarande energimängd (med 10% effektivitet och 50% utnyttjande av ytan) skulle behöva 130 kvadratkilometer. Det har inget att göra med ekonomi, utan är det enkla resultatet av att solenergin faller på jorden med ungefär I kW per kvadratmeter - som bäst. Det skulle leda till stora insamlingsytor för solenergi, men eftersom solen inte lyser på natten eller molniga dagar, måste kraftverket byggas för en mycket högre effekt, och möjliggöra lagringsenheter för att tillföra ett genomsnittligt 750 MW som i exemplen ovan (1.000 MW gånger en belast ningsfaktor på 75%). 130 kvadratkilometer! Siffran talar för sig själv, ändå kan jag inte motstå frestelsen att påminna "miljövännerna" om ett av deras käraste slagord: Small is beautiful (Litet är bra).

Energivinst

Det behövs energi för att producera energi: Man måste elda med dieselolja för att driva de pumpar som för upp oljan till markytan. Det har gett upphov till "energibokföring", en sorts bokföring där debet och kredit inte är kronor utan kWh, eller andra lämpliga energienheter. Det tjänar olika syften, och måste modifieras efter vilket syfte det är fråga om. Ett av dessa syften kan vara att ge en grov uppskattning av vilken miljöeffekt ett visst energislag medför. Uppenbarligen är en energikälla som behöver mycket "kredit"energi för att producera bara en liten mängd "debet"energi inte särskilt vänlig mot miljön, även om förhållandet knappast är ett-mot ett. För varje kWh kemisk energi som finns i kol under markytan (det behövs ett drygt hekto kol för att utvinna en kWh), utvinns bara 80% i dagbrott, återstående 20% lämnas kvar i gruvan, och 0,8% av den ursprungliga energin, eller 8 watt, används i själva gruvdriften. I bearbetningen förloras 7,9 % av det inkommande kolet, och 0,1 % förbrukas av maskinerna. Under transporterna förloras 1% av kolet, huvudsakligen genom att vinden blåser bort koldamm från järnvägsvagnarna, och 0,9 % av kolet förbrukas i själva transportarbetet. Mer energi förbrukas alltså genom att koldamm blåser av vagnarna än vad själva transporten drar. (Ja, det förvånade mig också, men det är vad U.S. Bureau of Mines säger i sin statistik.) När kolet anländer till kraftverket finns bara 71,3 % av den ursprungliga 1 kWh kvar, och det är nu den verkliga slakten börjar: Kraftverket omvandlar 38 % av kolet till elektricitet, resten omvandlas till spillvärme; slutligen förloras 8,8 % av elektriciteten (som värme) på vägen till konsumenten i kraftledningar och transformatorer. Den energi som konsumenten har till gång till (oavsett hur mycket han själv slösar bort på spillvärme) motsvarar 24,9 % av den energi som ursprungligen fanns i det kol som låg i jorden. Om det låter som väldigt lite, så är det ändå mer än någon annan form av elektrisk kraftproduktion (med undantag för vattenkraft); motsvarande effektivitet i andra system åskådliggörs i tabellen nedan (systemets effekti vitet är den bråkdel av energin som blir tillgänglig för konsumenten, som andel av den totala energimängden i bränslet före utvinningen). Det faktum att nettoenergin som blir tillgänglig för konsumenten alltid är mindre än den ursprungliga energimängden i källan har lett människor till absurda slutsatser. Felet är att den energi som finns i det kol som ligger i gruvan är väldigt annorlunda i förhållande till den energi som används för att driva kraftverket. Den senare är producerad av människan och representerar en verklig förlust. Den energi som lades in i kolet av solen för miljoner år sedan är inte vårt bekymmer. (Gjorde jag en affärsförlust när jag inte blev född i familjen Wallenberg?)

Bränsle/Systemeffektivitet
Kol (dagbrott) 24,9%
Naturgas 23,5%
Kol (underjordsbrytning) 17,8%
Uran (ej bridreaktor) 16,3%
Olja (land) 12,9%
Olja (till havs) 9,8%

Med det möjliga undantaget för vissa livsmedel är avkastningen på investerad energi alltid positiv, annars skulle inte någon vid sunda vätskor producera några nämnvärda mängder. (Biff äts för den goda smakens skull, inte för att hålla nationens energibudget i balans.) Energivinsten är den energi som görs tillgänglig för konsumenterna dividerad med den människogenererade energi som finns investerad i produktionskedjan. I det föregående exemplet var energivinsten 16,2, dvs den energi som levererades till konsumenterna var 16,2 gånger så stor som den energi som investerats i hela produktionskedjan från dagbrottet till konsumentens mätartavla. Energivinsten från andra produktionskedjor (som alla slutar med elektricitet hos konsumenterna) är följande:

Underjordsbrutet kol 13,5;
naturgas 4,9;
kärnkraft 3,6
olja 2,7.3

Varför är energivinsten så liten för kärnkraft, eller åtminstone så mycket mindre än för kol? Av en enda anledning: Anrikning. Mer än 40 % av det ursprungliga innehållet av uran 235 går förlorat, tillsammans med den enrgi som finns där, under ansträngningar att öka andelen klyvbar uran 235 i uranmalmen, som huvudsakligen består av uran 238, dvs att anrika den ur sprungliga andelen från ungefär 0,7 % till cirka 3,5 %. Diffusionsprocessen som uppnår detta resultat erfordrar stora energimängder, för att komprimera och pumpa den uranhexafluoridgas som det rör sig om genom tusentals stadier och membran, för att uppnå en delvis åtskillnad mellan de två isotoperna. Men det kommer inte alltid att förbli på det sättet. Det finns inte mycket man kan göra åt effektiviteten i kolbrytning efter många århundradens ut vecklingsarbete. Men det finns gott hopp om att göra anrikningsprocessen betydligt effektivare. Centrifugseparation är i princip samma process som används för att skilja grädde och mjölk, men den fordrar betydligt högre hastigheter och medför betydligt större ansträngningar på metallen i centrifugen. På grund av den sistnämnda svårigheten valdes anrikning genom diffusion av Manhattan-projektet, och det har förblivit på samma sätt alltsedan dess. Men det antas emellertid att centrifugseparation kommer att öka effektiviteten i anrikningen med en faktor på 10, och de mekaniska problem som var oöverstigliga 1942 är nu lösta, även om de ännu inte har testats i större skala. Centrifuganrikning kommer säkerligen att användas i Europa, och sannolikt också i USA. När det blir möjligt kommer energivinsten från kärnkraft att bli större än den från kol. Det finns också en annan metod under intensivt studium, även om det ännu rör sig om minimala uranmängder i laboratorier. Den bygger på jonisering av uranisotoper genom laserstrålning, och sedan separering av de två isotoperna med elektomagnetiska metoder. Energivinsten ökar ännu mer, men det är inte troligt att metoden kan utvecklas kommersiellt under det kommande årtiondet. Under mellantiden finns det ett mycket enkelt sätt att minska den energi som går åt för anrikning, och det är att helt undvika anrikningen genom att använda upparbetad plutoniumoxid istället för blandad oxid som bränsle. Men "miljövännerna" motsätter sig upparbetning på grund av risken för terrorism och sabotage, som vi ska titta närmare på i nästa kapitel. Klave, dom vinner; krona, du förlorar. Genom olika felräkningar och feltillämpningar av energibokföringen har några motståndare till kärnkraften hävdat att ett kärnkraftverk måste drivas halva sin livslängd innan det återbetalat den energi som gått åt för anrikning av bränslet. Några har t. o. m. hävdat att det inte finns någon nettoenergivinst alls. Det är rent nonsens. Ett 45 MW aggregat är tillräckligt för att anrika bränslet som behövs i ett 1.000 MW-aggregat. Och ungefär 6 % av en reaktors livslängd förbrukas för att bygga och driva reaktorn. När detta uttrycks som en andel av produktionen under reaktorns livslängd är kärnkraft redan bättre än kol: Motsvarande tal är 6,7 % respektive 7,8 % för ett kraftverk som drivs av kol som brutits i dagbrott respektive under jordsbrott.

Temperaturförorening

Det återstår en typ av miljöpåverkan, så kallad "temperaturförorening" (termisk förorening). Det finns få fall där miljövännerna så har överdrivit och trasslat till en fråga. Vi ska börja med att trassla ut den.

En elektrisk kraftstation, såväl ett kärnkraftverk som ett som drivs med fossilt bränsle, omvandlar bara ungefär en tredjedel av bränslets energi till elektricitet, de återstående två tredjedelarna omvandlas till spillvärme. Det har att göra med termodynamikens andra huvudsats, som säger att det är omöjligt att utföra arbete genom att kyla en kropp till en temperatur under den lägsta temperaturen hos kroppen eller omgivningen. En slutsats som kan dras av den andra huvudsatsen (genom ett resonemang som kan studeras i alla läroböcker i ämnet) är att en del energi oåterkalleligt omvandlas till värme i samband med en energiomvandling. Men huvudsatsen säger inte att de två tredjedelar som förloras i dagens krafverk måste förloras som spillvärme. I själva verket kan den energi som idag förloras, eller åtminstone det mesta av den, utnyttjas för mekaniskt arbete (i så kallad mottrycksgenerering), omvandlas till andra energiformer, eller utnyttjas som värme i centralvärmeanläggningar, avsaltningsanläggningar eller för uppvärmning av växthus. Som alternativ kan produktion av industriellt utnyttjad ånga (som förbrukar inte mindre än 10 % av USAs förbrukning av primära bränslen) modifieras så att ångan blir hetare och först drivs genom en turbin i en överhettare; den elektriska kraften kan säljas genom kraftföretagens distributions nät. Detta skulle avsevärt öka effektiviteten i kraftgenereringen (den fullständiga förklaringen fordrar en viss kännedom om termodynamik, men huvudiden är att värmen, i stället för att slösas bort, utnyttjas för samma ändamål som innan överhettning las till processen).

När priset på bränsle ökar, är det troligt att någon av dessa metoder kommer till praktisk användning; det finns många anledningar varför de inte används idag, men inget av dessa skäl har att göra med den andra huvudsatsen.

För det andra är termen "temperaturförorening" oftast byggd på enorma överdrifter, enorma även efter miljödebattsnormer. Det är sant att allteftersom mer och mer energi produceras, så måste mer värme genereras (andra huvudsatsen kommer in på sin rätta plats här), så att vi till slut når en gräns för koncentrationen av industrin. Men den dagen, om den någonsin komtner, är långt borta. För att USAs energikonsumtion ens skulle komma upp till 1% av solens energitillförsel, skulle varje amerikansk man, kvinna och barn behöva konsumera, dygnet runt, inte mindre än 2 MW, vilket kan göras genom att ha 600 torkskåp igång eller genom att borsta tänderna två gånger om dagen med 15 miljoner elektriska tandborstar. Och resten av världen skulle då ändå behöva konsumera dubbelt så mycket.

Men inga överdrifter är för stora för den hemmagjorde "miljövännen", särskilt när de leker politik. För några år sedan förklarade guvernör Gilligan i Ohio att han skulle ställa sig bakom lagstiftning som gjorde det olagligt att höja temperaturen på vattnet (i Erie-sjön) med en grad Fahrenheit över den naturliga temperaturnivån. Professor J. J. McKetta vid University of Texas har beräknat att om all elektricitet som produceras i staten Ohio (med 11 miljoner invånare) enbart användes för att uppvärma Erie-sjön (vars temperatur ändras av naturen med 22 grader celsius mellan sommar och vinter) skulle vattentemperaturen höjas med 0,2 grader celsius. Det kan uppstå problem med för mycket värmeproduktion. Manhattan och Los-Angeles-bäckenet har en genomsnittstemperatur som är nästan 2 grader celsius över genomsnittstemperaturen i omgivningarna. Detta skapas naturligtvis inte av kraftverk, utan av den stora ansamlingen av människor och dessas dagliga verksamhet. Om det är en hälsorisk eller ej är det ingen som vet, men "miljövännerna" får inga sömnlösa nätter av det. För de intresserar sig för fiskar och inte för människor.

Men deras omsorg om fiskarna är missriktad för fisken tycker vanligen om vad miljövännerna har gett öknamnet "termisk förorening". Om ett kraftverk använder vattnet från en närbelägen sjö eller flod som kylning till sina kondensorer, så kommer det att höja temperaturen på vattnet bara i den omedelbara närheten till kraftverket, och bara med någon grad (den vanliga ökningen av temperaturen är ungefär 1 grad celsius 300 meter från utsläppet.) Att tala om förstörandet av vattenlivet är en annan enorm överdrift, för vad som ibland händer är att en fiskart flyttar bort och en annan flyttat in, en som föredrar det varmare vattnet; och man kan gärna fråga dessa förvirrade vänner till naturen varför de vill förmena just dessa fiskar deras livsvillkor.

I slutet av 1950-talet motsatte sig "miljövänner" byggandet av ett kärnkraftverk vid den engelska floden Blackswater med motiveringen att det varma vattnet skulle hota ostronbankarna längre ned i mynningsviken. Men kraftverket byggdes och inget hände med ostronen - ända till den svåra vintern 1962-63 då många av dem frös till döds. Den "termiska föroreningen" från kraftverket förmådde inte att rädda dem.

Det var i själva verket kärnkraftverk, som ofta använder flodvatten enligt den s. k. envägskylningsprincipen, som påvisade de positiva konsekvenserna för fisken: Den samlas i det varmare vattnet, växer ungefär dubbelt så snabbt, och till större storlek än i kallare vatten. (Den allmänt accepterade förklaringen är att fisken använder mer tid för att äta än vad som är fallet i kallare vatten.) Så framgångsrikt har den "termiska föroreningen" förbätt rat fiskens levnadsbetingelser att flera fiskodlingsanstalter i USA och Storbritannien nu använder "termisk förorening" (utan kärnkraftverk) för att odla större och friskare exemplar snabbare. Det är av liknande skäl som professor McKetta har föreslagit att man skall ersätta termen "termisk förorening" med "termisk gödning".

Häxjakten mot "termisk förorening" har huvudsakligen inriktat sig på kärnkraftverk, som antas producera mer värme än kraftverk som drivs med fossila bränslen. Det är fel. Den spillvärme som produceras av ett kraftverk kan räknas fram med utgångspunkt från kraftverkets verkningsgrad, andelen elektrisk energi producerad i förhållande till energiinnehållet i bränsle. Om ett kraftverk har en verkningsgrad på 40%, då har 40% av bränslets energi omvandlats till elektricitet, och de återstående 60 % har omvandlats till spillvärme.

Den högsta verkningsgrad som uppnåtts i ett kraftverk (i mycket stor storlek) eldat med fossila bränslen är 41%; den högsta verkningsgraden för ett kärnkraftverk har uppnåtts av en högtemperaturgasreaktor, och den är på 39 %, vilket alltså ligger mycket nära rekordet för fossila kraftverk. Men flertalet kommersiella kärnkraftverk i USA (idag alla utom högtemperaturreaktorn i Fort St Vrain i Colorado) är lättvattenreaktorer, som har en verkningsgrad på bara 31 %. Detta är emellertid ganska nära genomsnittet för fossilt drivna kraftverk: Senast tillgängliga uppgifter (från 1974) visar en genomsnittlig verkningsgrad på 32,53 %.

Det finns i själva verket bara en väsentlig skillnad mellan spillvärmespridning från kärnkraftverk och fossilt drivna kraftverk. I ett fossilt kraftverk försvinner en tredjedel av spillvärmen genom skorstenen ut i luften, och bara för återstoden återstår valet att släppa ut värmen i luft eller vatten. Vattnet som kyler kondensorerna måste själv kylas. I envägskylning kommer kylvattnet från, och sänds tillbaka till, en flod i närheten. Vattnet kan också hämtas från en närbelägen sjö (eller en konstgjord kyldamm). Vattnet kan också kylas genom att gå genom ett kyltorn, som skickar ut värmen i luften. Ett kärnkraftverk har ingen skorsten, och därför kan man välja mellan att lämna ifrån sig all värme i ett närbeläget vattendrag, eller till luften, eller till bägge i önskad blandning. Den enklaste och billigaste metoden är naturligtvis genomströmningskylning, om det finns någon flod i närheten. Men miljövårdsmyndigheterna förbjuder i praktiken genomströmningskylning för kraftverk som byggts sedan 1970. Elektrisk energi, särskilt sådan som genereras av kärnkraft, är tillräckligt billig för att låta "miljövännerna" belasta abonnenterna med de kostnader som kyltornen innebär. Kyltorn som i många fall är gigantiska monument över miljöpolitikens vansinne.

Drivhusteorin

En avslutande anmärkning om "drivhusteorin". Koldioxidhalten i atmosfären har ökat under de gångna hundra åren, och det antas ofta (utan till räcklig bevisning) att detta beror på mänsklig verksamhet, särskilt då det faktum att människan eldar upp fossila bränslen. Detta kommer, fruktar några, att leda till en "drivhuseffekt", genom vilken alltför mycket instrålande solenergi fångas upp av jorden, något som leder till att atmosfären uppvärms. Följden blir ett allmänt varmare klimat. (Vi ska inte diskutera detaljerna i "drivhuseffekten" närmare, bara göra den anmärkningen att den inte har något nämnvärt samband med uppvärmningen av ett drivhus.) Drivhuseffekten och dess faror för miljön är något som uppmärksammats inte bara av panikslagna "miljövänner", men också av en del förespråkare för kärnkraft, eftersom bara fossildrivna kraftverk producerar koldioxid.

Ändå ska jag inte inräkna denna möjlighet som en av hälsoriskerna med att avstå från att satsa på kärnkraft. Anledningen är att en del av teorins förutsättningar, och alla teorins förväntade följder, är i hög grad spekulativa funderingar, och det rör sig om i hög grad diskutabla slutsatser. Teorin kan mycket väl komma att visa sig vara riktig, men för närvarande finns det bara svaga indicier som talar för detta. Som de föregående kapitlen har visat är farorna med icke-kärnkraftsbaserad kraftproduktion så verkiiga att den enormt överlägsna säkerheten hos kärnkraften inte behöver förstärkas av så instabila argument.

Boklistan

Övriga produkter

Beställ här!