Det har framförts att uranets höga energiinnehåll är en skarp fördel för kärnkraft ur ett hundraårigt perspektiv. Men det är ofta andra faktorer som formar vår framtid. Inom solcellsområdet pågår till exempel ett internationellt teknikgenombrott. Sverige behöver bättre kunskap om sådana genombrott, skriver Rune Wigblad, professor i företagsekonomi.
Även om man inte är tekniskt intresserad har det nog inte undgått många att teknisk utveckling är svår att prognosticera mer än tio år fram i tiden. Ofta är det överraskande teknikgenombrott som formar vår framtid. Samtidigt får vissa innovationer inte något större genombrott.
Ett vardagligt exempel på ett överraskande teknikgenombrott var elmotorns återkomst i massproduktion av bilar. Bensin- och dieselmotorer dominerade allt inom forskning och utveckling (FoU) och kommersiella tillämpningar för bilar fram till för cirka 20 år sedan. Historien om elmotorer i bilar är internationellt välkänd, från Teslas grundande år 2003 fram till dagens goda framtidsutsikter för elbilar.
Visst behöver vi billig el i framtiden. Ett av Sveriges viktigaste konkurrensmedel för vår exportberoende industri har varit, och är i stor utsträckning fortfarande, billig energi. Det har framförts att sol- och vindkraft är nära den teoretiska gränsen för hur mycket nyttig energi man kan frigöra och att det därmed bara återstår att bygga fler anläggningar snarare än att effektivisera tekniken.
Låt oss granska den senaste utvecklingen inom solcellstekniken. Den teoretiskt maximala effektiviteten för kiselceller är 33,7 procent (Shockley–Queisser limit). I dag har solcellspaneler av kiselkaraktär i massproduktion maximalt 26,0 procent energieffektivitet. Nåväl, så långt verkar det som att de dominerande kiselbaserade solcellerna effektivitetsmässigt står och stampar nära den teoretiska gränsen.
Det finns dock ett lovande innovationsområde som kan komma att överraska hela världen, och det är perovskitbaserade solceller. Perovskit är en kristallstruktur vars tillämpningar nu är på väg mot ett genombrott. Den teoretiskt maximala effekten för perovskit är uppskattad till cirka 43–44 procent. Rena perovskitbaserade celler kan alltså bli klart bättre än motsvarande kiselbaserade inom en snar framtid. Dagens massproduktionsrekord för perovskitsolpaneler ligger på cirka 28 procents energieffektivitet, det vill säga högre än de bästa kiselbaserade solpanelerna.
Inte nog med detta. Det går också att kombinera kisel och perovskit i så kallade tandemceller (även kallade ”wafers”) eftersom de berör olika delar av ljusspektrat. Då blir den teoretiska verkningsgraden klart över 50 procent. Det finns dessutom lite olika kristallstrukturer för perovskit som kan utvecklas i olika kombinationer.
Den teoretiska potentialen för solcellers utveckling de närmaste tio åren är dock mycket lovande i dagsläget.
Se där, en radikalt ny teknik som väntar bakom knuten.
Perovskitutvecklingen har cirka 15 år på nacken och startade på mycket låga effektivitetsnivåer. Den teoretiska potentialen för solcellers utveckling de närmaste tio åren är dock mycket lovande. Den är faktiskt, enligt min analys, och inom den tioåriga tidsramen, mer lovande än något annat energigenererande teknikslag, om vi nu vill ha ny och billigt producerad energi i världen. Perovskitsolpaneler är klart billigare att producera än kiselbaserade och står inför ett genombrott på massmarknaden inom de närmaste åren, med flera nya produktionsanläggningar som har gigawatt-kapacitet redan detta år, enligt min teknikspaning i mars 2026.
Ofta framförs argumentet att solenergin är intermittent, och genererar ström enbart på dagtid. Man bör därför också räkna med kostnader för lagring av el för att kompensera för denna nackdel i ett lokalt system. Men även i dag finns goda lagringsmöjligheter med beprövad teknik. Lösningar för lagring av energi är ett teknikområde där det sker oerhört många innovationer i världen nu, och där ännu mer väntas de närmaste åren. Till detta kommer teknikutvecklingen inom andra energislag såsom biogas, vågkraft, bergvärme med flera.
Visst är det väldigt mycket energi lagrat i uranet, men vi har fortfarande välkända problem med kärnkraften, främst med produktionspriserna och slutförvaringen av det radioaktiva avfallet. Slutförvaringen av radioaktivt avfall från kärnkraftsproduktion ser ut att bli en mycket dyr och osäker affär.
Låt oss nu för ett ögonblick betrakta några tänkbara innovationer som kan få ett genombrott inom kärnkraftsområdet de närmaste tio åren. Det pågår intressanta experiment med toriumbränsle i stället för uran. Torium har dock lägre energiinnehåll. Ett intressant innovationsbolag är Copenhagen Atomics som bygger en ”molten salt reactor” (saltkylningsreaktor) som matas med torium som bränsle. Varför är detta intressant? Jo, det tycks innebära både säkrare kylning och mindre radioaktivitet i avfallet. Fördelarna berör till exempel lokalisering av små reaktorer (SMR) nära annan bebyggelse. Copenhagen Atomics bedömer att slutförvaringsbehovet av utbränt torium är mindre än 300 år, vilket kan jämföras med hundratusentals år för uran.
Hur kommer det att gå tekniskt och ekonomiskt med dessa experiment? När experimentanläggningarna har startat produktion kan vi skaffa oss information via teknikvärderingar. Copenhagen Atomics bedömer att produktionsstart kommer att bli mindre än tio år framåt. I Kina finns det också en jämförbar experimentanläggning för toriumbränsle i Gobiöknen. Kanske är kineserna snabbare eftersom de har bättre tillgång till investeringsvilligt kapital än EU. Det behövs analyserande rapportering av denna teknikutveckling.
Vilken teknik som får genombrott i världen beror inte på en enda fysikalisk faktor, alltså tungt uran. Även solen är en stark energikälla. En artikel i Ny Teknik pekade nyligen på att genombrottet för fusionsenergi, som bygger på att kopiera solens process, enligt företaget Iter ligger cirka 20 år fram i tiden. I Sverige borde vi få löpande analyser av hela branschens kapplöpning mot kommersialisering, som i dag är både intressant och osäker.
Teknologiska genombrott beror teoretiskt på både ”technology push” och ”demand pull”. Detta inkluderar faktorer som prestandafördelar (till exempel lågt pris eller bra kvalitet), användarvänlighet, testbarhet, med mera. Dessutom finns det ett antal hygienfaktorer som är viktiga för ett teknikgenombrott, såsom låg olycksrisk (hög säkerhet), låga störningar (till exempel buller) och god användbarhet, med mera. I flera av dessa spridningsfaktorer har perovskitbaserade solceller komparativa fördelar.
Spridningsteorier klargör att spridning inte bara är beroende av en enda betydelsefull faktor för ”technology push”. Det finns andra faktorer som spelar stor roll, och det är helheten som är avgörande.
För alla de teknologier som nämnts ovan skulle vi behöva djupa och uppdaterande teknikanalyser som ett svenskt teknikvärderingsråd skulle kunna genomföra. Sverige har fördelar med SCB för ekonomiska nyckeltal och Brå (Brottsförebyggande rådet) för kriminalområdet, men inget råd för teknikvärderingar. Vi behöver bättre upplysningar om olika teknikutvecklingar i Sverige.
Rune Wigblad
Professor i företagsekonomi
