2021-03-09
Blykylda reaktorer är inte nytt i sig utan har funnits sedan 50-talet. Genom forskning vid bland annat Kungliga Tekniska Högskolan, KTH, har tekniken därefter utvecklats avsevärt. För att kommersialisera resultaten av det arbetet bildades 2013 företaget Blykalla som en avknoppning från KTH. Grundarna är Janne Wallenius, Peter Szakolos och Jesper Ejenstam.
Tillsammans med företaget Uniper, som är majoritetsägare av Oskarshamns Kraftgrupp AB, OKG, anser Blykalla nu att tekniken är mogen för att bygga en icke-nukleär prototyp för att testa och verifiera material och teknik. Miljön med flytande bly är mycket krävande vid höga temperaturer.
Ansökan till Energimyndigheten bygger vidare på projektet Sunrise, som under 2020 tilldelades 50 miljoner kronor från Stiftelsen för Strategisk Forskning. Sunrise-projektet löper från 2021 till 2026 och ska utveckla design, materialteknologi och säkerhetsanalys för en avancerad blykyld reaktor. Förutom KTH medverkar även Luleå universitet och Uppsala Universitet i Sunrise-projektet.
Den föreslagna testanläggningen beräknas kosta 250 miljoner kronor, varav gruppen ansökt om att få hälften finansierat av myndigheten. Energimyndigheten delar varje år ut omkring 1,5 miljarder kronor i forskningsstöd.
Förutsatt att ansökningen beviljas kommer prototypen drivas i fem år med start 2024 på OKG:s område vid Simpevarp utanför Oskarshamn. Prototypen utgör det andra steget av tre i utvecklingen av ny kärnteknik i Sverige.
Högre effektivitet och passiv säkerhet
Genom att använda flytande bly istället för vatten för att kyla kärnbränslet kan man uppnå flera fördelar jämfört med dagens konventionella reaktorer. Högre temperaturer gör att det går att uppnå en högre termodynamisk effektivitet. Man uppnår också en högre grad av passiv säkerhet eftersom bly som kylmedel ger en naturlig cirkulation som för bort värmen.
Dessutom har en blykyld reaktor ett snabbt spektrum av neutroner och det går att köra reaktorn på använt bränsle för att då minska mängden befintligt avfall. I dagsläget ligger däremot fokus i första hand på att kommersialisera tekniken med konventionellt bränsle. Även då ger det snabba spektrumet fördelar och högre utnyttjandegrad av bränslet i reaktorn. Bly är dock mycket korrosivt vid höga temperaturer och inom projektet kommer många tester genomföras för att verifiera både material och teknik.
Valet av bly som kylmedel begränsar också reaktorns storlek eftersom en normalstor reaktor skulle kräva så pass mycket bly. Därför utgår man istället ifrån många små reaktorer. Det tar bort skalfördelarna med en större reaktor men ger i sin tur andra fördelar som kortare byggtid, lägre investeringskostnad per enhet då de kan produceras industriellt i fabrik, samt fler möjligheter att implementera lärdomar och förbättringar i tillverkningen.
Från teori till verklighet
Adam Kanne är Senior Advisor Government Relations på Uniper Sverige och berättar om projektet.
– Nu går utvecklingen från teori till verklighet. Vi har länge pratat om att vi måste vara teknikneutrala vad gäller forskning och utveckling. Vi vill bidra till framtidens reaktorteknologi och att det utvecklas ny kärnkraft i Sverige. Det här ger andra intressenter något konkret att förhålla sig till, säger Kanne om ansökan.
Enligt Uniper skapar satsningen handlingsfrihet längre fram. Där ser Uniper i dagsläget framför sig att det svenska elbehovet kan öka med minst 100 TWh runt mitten av århundradet. Adam Kanne fortsätter.
– Uniper, OKG och inte minst Simpevarp som plats har en lång historik inom kärnteknisk utveckling. Det finns flera internationella projekt för att utveckla och bygga avancerade och små reaktorer även inom vårt närområde. Genom det här projektet vill vi göra framtidens kärnkraft konkret här och nu.
Men enligt Kanne är det samtidigt många pusselbitar som ska på plats.
– Vi har haft en dialog med flera aktörer men tyckte att Blykalla passade våra behov bäst. Målet med ett joint venture är att fler intressenter ska kunna ansluta, framförallt från svensk industri och akademi. Det långsiktiga målet är att få en ny reaktor kommersialiserad på 2030-talet.
Tidsmässigt menar Kanne att satsningen ligger bra i tiden.
– Det är mot andra halvan av 2030-talet som efterfrågan på ren elektricitet förväntas stiga kraftigt, främst genom elektrifiering av industrin. Det är då vi behöver möta denna med ökad elproduktion.
Ett nytt projekt med långt arv av samarbete
Trots projektets unga ålder finns en lång bakomliggande historik av offentlig-privat samverkan. I den svenska kärnkraftens begynnelse fanns, liksom idag, två huvudsakliga aktörer – helstatliga Vattenfall och Atomkraftkonsortiet Krångede AB & Co, AKK. Vattenfall samarbetade med ASEA och AB Atomenergi, eller Atombolaget. AKK, föregångaren till OKG, hade grundats som ett samarbete mellan ett antal kraftbolag för att ta till sig kunnande och bygga ett kärnkraftverk enligt delägarnas förslag.
Fram till 1958 hade Vattenfall och AKK ett ingående samarbete för att bygga en reaktor i Simpevarp. Men efter att regeringen i november 1958 nekat medel till Vattenfall föll samarbetet.
Samtidigt samarbetade AKK med Stockholms stad för ett värmeverk, kallat R3. När Vattenfall sedan stoppade sitt ”Adam”-projekt i Västerås kom de två projekten att slås samman under namnet R3/Adam. Kraftverket kom att förläggas till Ågesta. Atombolaget och Vattenfall skulle stå för reaktordelen medan Stockholm Stad skulle stå för turbindelen och fjärrvärmesystemet.
För att trots det avbrutna samarbetet med Vattenfall få in en fot i kärnkraftsindustrin tecknade AKK ett avtal som kanske är ett av de första långsiktiga elköpsavtalen i Sverige (idag ofta kallade Power Purchase Agreement, eller PPA). Avtalet gick ut på att AKK under en tioårstid skulle bidra till driften av Ågesta genom att köpa kraft till ett visst överpris, motsvarande en miljon kronor om året. I gengäld fick AKK sätta in personal i projektorganisationen och medverka i den fortsatta driften.
När sedan Sveriges första kommersiella kärnkraftverk, Oskar I, startade 1971 skulle investeringen och samarbetet i Ågesta visa sig ha varit mycket nyttigt. Flera av AKK:s/OKG:s ledande tekniker och en stor del av driftpersonalen hade utbildats i Ågesta. Därtill kom många praktiska lärdomar från samarbetet i Ågesta.
Akademi och industri i gemensamt initiativ
Små och avancerade modulära reaktorer gör stora utfästelser om sänkta kostnader, högre inbyggd säkerhet och minskade avfallsvolymer. Flera reaktorer går nu snabbt mot kommersialisering. I USA och Storbritannien finns konventionella lättvattenreaktorer som NuScales Power Module, GE Hitachis BWRX-300 och Rolls-Royces UK SMR. I Ryssland finns tryckvattenreaktorn RITM-200 och konstruktionen av en sjunde sådan reaktor har påbörjats.
Därtill finns flera avancerade reaktorer, vissa tillhörande vad som ofta kallas för generation fyra, eller Gen IV. Till dessa hör bland annat Oklos Aurora, USNC:s gaskylda MMR, Westinghouses blykylda LFR och den kinesiska, gaskylda högtemperaturreaktorn HTR-PM som ska starta under 2021.
Även i Sverige finns alltså konkret forskning och utveckling av framtidens kärnreaktorer. Nu deltar industri och akademi i ett gemensamt initiativ för kommersialisera tekniken. Om Energimyndigheten beslutar att vara med ger det troligen goda förutsättningar att lära vilka av utfästelserna som tekniken lever upp till, och än en gång bidra till kärnkraftsutvecklingen i världen.