Kärnkraft: Varför inte vindkraft?

Jordskalvet och den efterföljande tsunamin har skapat stora problem för kärnkraften i Japan. Och för kärnkraftsindustrin globalt. Ett mycket instruktivt inlägg om Japans läge finns på bloggen The Automatic Earth i blogglistan till höger. Den ena av det skrivande paret – Nicole ”Stoneleigh” Foss – gjorde sin Masters-avhandling om kärnkraftssäkerhet vid Warwick University 1999 (tillgänglig på nätet genom The Automatic Earth). Hennes slutsats 13 mars:

We are closer to the beginning of this disaster than to the end. (Vi är närmare början av denna katastrof än slutet).

Bra sammanfattning också på DN 14 mars 2011 av Jenny Stiernstedt. (Kommentar kl. 20:25 tisdag 15 mars: När jag kollar länkarna finner jag att DN tagit bort Jenny Stiernstedts utmärkta artikel. Den har ersatts av osakligheter om "härdsmälta" i Forsmark 2006 av den i ärendet partiske Anders Forsström. Gamla DN spökar igen.)

I Sverige återuppstår kärnkraftsdebatten ur askan från folkomröstningen 1980. Att centerledaren Maud Olofsson offrade sin kärnkraftsjungfrudom på alliansregeringens altare i februari 2009 blir ännu mer ifrågasatt. I klagoprogrammet Ring P1 (som denna vecka 11 glädjande nog leds av programmets superstjärna Täppas Fogelberg) menar bekymrade telefonörer att jordbävningar också kan inträffa i Sverige. Vore det inte bäst att ersätta våra svenska kärnkraftverk med vindkraft? 

Ring P 1:s glädjekälla Täppas Fogelberg med döttrar

Kan man ersätta den svenska kärnkraften med vindkraft?

Sverige har tio kärnkraftsreaktorer som är mer eller mindre i drift. Ringhals fyra reaktorer på 860, 870, 920, 910 MW; Oskarshamn tre på 500, 630, 1 450 MW; Forsmark tre på 1 018, 1 028, 1 230 MW. Sammanlagd installerad effekt 9 416 MW.

 - - - - - - -

Några termer. (Tillägg 16 mars):

Installerad effekt = generatorstyrka.
Typiskt vindkraftverk 1 MW (megawatt) = 1 million watt = 1 000 kW.
Reaktor 1 Oskarshamn 500 MW.

En timme full effekt av 1 MW ger 1 MWh = 1000 kWh (kilowatt-timmar) energi. Ett dygn 24 MWh, ett år 365 x 24 = 8 760 MWh avrundat 8,8 GWh (gigawatt-timmar) energi.
Ett vindkraftverk med installerad effekt 1 MW som ger 2 GWh/år har alltså en verkningsgrad på 23 procent.

SI-prefix:
Kilo k = tusen 10³
Mega M = miljon 10⁶
Giga G = miljard 10⁹
Tera T = biljon 10¹²
- - - - - - -
Som jämförelse har Andas lugnt-bekantingen kolkraftverket Jänschwalde en installerad effekt på 3­ 000 MW och producerar i genomsnitt 22 TWh/år energi. Med samma utbyte per installerad MW borde Sveriges kärnreaktorer producera 69 TWh/år men resultatet stannar runt 60 TWh/år. Det säger något om kvalitén på driften.

Kan man ersätta kärnkraftens 60 TWh/år med vindkraft?

Enkelt svar: Nej.

I ett tankeexperiment 11 november 2009 räknade jag ut hur många vindkraftverk av svensk modell som skulle krävas för att watt för watt ersätta Jänschwalde. År 2008 producerade svensk vindkraft 2 TWh med hjälp av 1 100 vindkraftverk. Den genomsnittliga årsproduktionen per vindkraftverk blev avrundat 2 GWh/år. Det var faktisk produktion på årsbasis med alla tekniska stopp, alla perioder med stiltje, alla stormar med för stark vind inräknade. 

För att ersätta Jänschwaldes 22 TWh/år skulle det ha behövts elvatusen (11 000) vindkraftverk av den svenska genomsnittsmodellen. Och Tyskland har cirka 30 andra kolkraftverk som i konsekvensens namn också måste ersättas. Och dessutom 20 nya under byggnad. Att vindkraft inte kan bli en ersättning för kolkraft i Tyskland är klart.

För att ersätta de 60 TWh/år kärnkraft som Sverige producerar skulle det behövas trettiotusen (30­ 000) vindkraftverk. I Sverige finns nu (januari 2011) 1 639 vindkraftverk med en total installerad effekt på 2 046 MW.  Det är femhundra fler än 2008 men bara fem procent av vad som skulle behövas för att nominellt ersätta kärnkraften.

Genomsnittsproduktionen per vindkraftverk är fortfarande 2 GWh/år. Produktion för all vindkraft 3,3 TWh/år. Fjärran från de 30 TWh/år regeringen och Energiverket pratade om som mål till 2020. Om nio år.

Det är mycket luft i vindkraftsförkunnelsen.

Rullande mörkläggningar

Kalkyler på gjorda på grundval av årsproduktionen kamouflerar två av vindkraftens stora nackdelar: (a) oregelbundenheten och (b) frånvaron av lagringsmöjligheter.

Oregelbundenheten: Att vinden växlar är en självklarhet.  Vindkraftverk kan inte producera vid för svag vind (< 5m/s) och inte vid för stark (> 25 m/s). Perioder av totalt kraftbortfall är inbyggda i konceptet.  Svenska vindkraftverk levererar ström motsvarande 2 000 timmar full effekt per år (av årets 8 760 timmar), en verkningsgrad på 23 procent. 

Hos nätansluten vindkraft måste variationerna omedelbart kompenseras med reglerbar kraft. Kärnkraften är för långsam och då återstår vattenkraft. Men i Sverige är dess kapacitet som reglerkraft nästan helt utnyttjad, låst som den är av vattendomar om vattenmagasinsnivåer och flödesändringar.

Att vi skulle ha 30 TWh/år vindkraft om nio år är centerpartistiskt struntprat. Kanske en orsak till att C ligger på 4,9 procent i väljarundersökningar.

Inga lagringsmöjligheter: Elektricitet måste förbrukas i samma sekund som den tillverkas. En period av kraftiga höststormar kan inte lagras för att generera vindkraft senare, men en period av höstregn kan lagras i vattenmagasinen för att sedan användas i torrare väder.

En teoretisk mix av 60 TWh vattenkraft och 30 TWh vindkraft (och bantad kärnkraft) skulle inte kunna ge en stadig elförsörjning. Med 60 TWh vattenkraft  och 60 TWh vindkraft utan kärnkraft skulle läget bli katastrofalt. 

Vanligt folk finge vänja sig vid återkommande kraftbortfall och mörkläggningar av samma slag som nu väntar i Japan. Industrier som massafabriker, stålverk och cementfabriker skulle tvunget ges förtur till vattenkraftens 60 TWh/år (i den mån de inte blivit utlokaliserade till Kina och Indien).

Energialternativ

Några tekniska möjligheter till snabba och grundläggande förändringar av energiproduktionen i industriländerna finns inte. Politiker kan mumla lugnande om att skjuta på beslut om kärnkraft, granska säkerhetsåtgärderna ännu en gång och försöka utstråla trygghet. 

Lägga ner kärnkraften har ingen klarat, inte Thorbjörn Fälldin som inte ville "dagtinga för en statsrådspost", inte Olof Johansson som snubblade på Öresundsbron, inte Maud Olofsson som istället blev frälst. Inte heller Maria Wetterstrand trots hennes engagerade predikan:



Orsaken är enkel. Det finns inga alternativ.

Än.

Det förstår folk när de ser siffrorna.