Could our world run on nuclear fuel?

Reposted blog by Luis Baram

Introduction : With IPCC’s latest report is has become 100% clear that our Fossil Society is totally unsustainable. It is Force Majeur, we need to act now or else…. I’ve been reluctant to think about the nuclear option, but I think our problems are so dire that we have to look at every option to reduce our carbon GHG emissions. The following blogpost shows that the nuclear option doesn’t look good though:

Nuclear power has many advantages about which we have written extensively in the past but there is a question we need to ask today.
Do we have enough uranium reserves to power a “nuclear renaissance?” Let’s run the math.

Today, our global total primary energy supply (TPES) is equivalent to 12,717 Mtoe (million tons of oil equivalent).
For the year 2035 the IEA (International Energy Agency) predicts two scenarios, one at 16,961 and the other at 14,870 Mtoe. For simplicity let’s use the mathematical average of the above: 15,916.

Today, nuclear energy provides 5.7% of our TPES.
In order for nuclear to be a very significant energy source that would help us to drastically reduce our carbon emissions, let’s say we target for 25% of our TPES by the year 2035 to be uranium based nuclear power.
How much uranium would we need per year and, most importantly, what are our current known reserves?
According to MIT (below), 200 tons of natural uranium are required to produce one Giga Watt of electricity for a full year. That means currently we use close to 65,000 tons per year**.

For the 2035 scenario, we would need grossly (25% / 5.7%) x (15,916 Mtoe / 12,717Mtoe) * 65,000 tons = 356,802 tons every year.
According to Wikipedia (below) the current uranium reserves are around 5.5 million tons, so this would turn out to be around 15 years of supply. Not very encouraging. Sure, more reserves will be found, but still…

On the other hand, today we have close to 430 nuclear power reactors. Assuming the same average power from new reactors as we have right now, we would need an additional 1,930 reactors, in other words, commissioning an average of 88 new reactors EVERY year for 22 consecutive years (and this without decommissioning any of the current ones).
Sorry, but this ain’t going to happen.

With respect to the uranium shortage, thorium looks, on paper, quite promising, but even if it did go mainstream soon, the thorium build out would have to be of monumental proportions (see above).

Conclusion: moving to a low carbon economy is MUCH more difficult than is generally realized.

**Annual nuclear electricity production: 2,765 TWh * 1,000 = 2,765,000 GWh
2,765,000 / (1GW x 24 hrs. x 365 days) x 200 tons = 63,128 tons.

References:
http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/name,31287,en.html

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_uranium_reserves

http://mitei.mit.edu/system/files/The_Nuclear_Fuel_Cycle-all.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power

Labels: electricity, energy, nuclear, thorium, TPES, uranium

5 miljard schade

Het uitlaatventiel van de Nederlandse staat opent het 8 uur journaal met “uit een onderzoek in opdracht van het Ministerie van Economische Zaken blijkt dat het bouwen van windmolen parken een economische schade van 5 miljard euro oplevert”. Dat komt omdat het Europese handelssysteem in CO2 rechten geen rekening houdt met de groene revolutie die gaande is en en elk jaar onze grootste vervuilers voor miljarden aan gratis emissierechten cadeau doet. Door de toevloed aan wind en zonnestroom zijn die emissierechten geen drol waard wat leidt tot extreem goedkope kolenstroom. De eigenaars van de ‘vuile’ (quotes van de NOS) kolencentrales proberen nog zoveel mogelijk van hun waardeloze investering goed te maken door de stroom te dumpen.

Het beperken van de CO2 uitstoot, voorkomen van fijnstof, vermeden import van bloedkolen, het weegt niet op tegen de “subsidies” die gegeven worden aan wind op zee. Geen woord over energiebelasting, BTW en winstbelasting die direct terugvloeit in de staatskas.

De vraag is waarom, in opdracht van wie, de NOS zulke overduidelijk “anti duurzaam geframede” items maakt, nota bene op nieuws dat al 10 dagen zo niet meer oud is. Kamp zelf houdt vast aan de bouw van de windparken, hoewel de wet weer aangepast wordt, jaartje traineren, en de parken iets dichter bij de kust moeten/mogen komen.

Er wordt de laatste weken voortdurend een “klimaat” van kan niet (CPB), te duur (EZ) gecreëerd. Hou daar mee op NOS, we hebben haast, we hebben geen seconde te verliezen. Ik sluit af met een Quote van Shaw:
IMG_3673.JPG

TwitterVolgen

“Klimaatbeleid is een economisch vraagstuk?” Nee het is MOREEL vraagstuk!

Vanmiddag kwam de volgende tweet voorbij in mijn TimeLine:

20140614-214201-78121020.jpg

Regelmatige volgers zullen inmiddels wel weten dat ik niet zo veel op heb met het vak macro-economie. Van bedrijfseconomie* kan je nog zeggen dat het min of meer handig is : “is in een nieuwe machine investeren een goed idee?”. Zodra economen echter “macro” gaan zijn het hopeloze in de weg staanders van duurzame verandering. Bij elk voorstel is het “te schadelijk voor de economie”, “niet kosteneffectief”, “suboptimale middelenallocatie” en wat al niet meer. Enkele heldere geesten melden de laatste tijd dat “nu handelen” wellicht goedkoper is dan uitstellen, waarna er weer tonnen papier verspild worden over de voor en tegenstandpunten.

Economen zijn mijns inziens totaal ongeschikt om met hun zakjapanner in de hand de wereld te besturen. Honderden miljoenen belastinggeld gaan er naar economisch onderzoek waaruit pareltjes als de Black-Scholes formule zijn ontstaan:

20140614-215430-78870956.jpg

De regel hierboven is de oorzaak van de financiële crisis in 2008. Waarom? Omdat niemand in een oogopslag snapt wat deze formule nou eigenlijk betekent. Hij wordt/werd gebruikt bij het berekenen van de prijs van gebundelde hypotheken, en omdat iedereen zo onder de indruk was van wat een paar slimme jongens met dit model verdient hadden luisterde niemand naar risicobewakers die zeiden dat je die formule NIET als model voor de hele wereld kan gebruiken. Geen bank-CEO die naar hen luisterde, geldhongerig als ze waren. (Er bleek overigens een onzichtbaar foutje in de formule te zitten : ze gingen namelijk uit van onafhankelijke risico’s terwijl in de praktijk bleek dat in onze mondiale economie alles met alles samenhangt).

Ook bij het “oplossen” van de crisis speelden macro economen een hoofdrol. Hun advies: gratis geld geven aan de TBTF banken, wederom hopend, net als in Reagan’s tijdperk, op Trickle Down Economics. Wederom werkte het niet, alleen werd door al dat gratis geld opeens diepzeeolie, schaliegas en teerzand financierbaar…..)

Niet geschikt dus om de wereld te besturen, onze heren en dames macro-economen, want laten we eens het allerkleinste stapje in het heelal maken en naar onze aarde kijken vanaf de maan. Wat zien we? Een blauw planeetje, miljoenen diersoorten die altijd in een natuurlijke balans en symbiose met elkaar leefden totdat er 150 jaar geleden een apensoort ontdekte dat je door aardolie in de fik te steken meer werk kunt verzetten dan door boterhammen te eten en de armen uit de mouwen te steken. Die apensoort moordde voor die olie vervolgens in sneltreinvaart duizenden (of miljoenen, we weten het niet) diersoorten uit, snoeide de grootste bossen op aarde en begon de atmosfeer te vergiftigen. Dat allemaal in opdracht van apen die zichzelf “economen” noemden en de overige apen er van probeerden te overtuigen dat er niks belangrijkers is dan snippers groen papier te verzamelen in een spelletje dat ze “exponentiële groei noemden” maar waarvan er nog niet één heeft uitgelegd hoe je zoiets op een gesloten systeem als de Aarde vol kan houden zonder catastrofaal einde.

We zijn nu op het punt aangekomen dat de overige apen zich groeperen en tegen de “economische apen” in de pen klimmen en zeggen: “niet elk probleem op aarde is een economisch probleem”. Het klimaatbeleid bijvoorbeeld is een moreel vraagstuk : hoe gaan wij, nu levende apen, ervoor zorgen dat we ophouden bossen te snoeien, diersoorten uit te moorden, ophouden met de atmosfeer verzieken, zodat we onze kinderen in ieder geval de kans geven het samenleven met de andere planeetbewoners te herstellen.

Waarschijnlijk begint het ermee minder waarde te hechten aan het heen en weer schuiven van die stukjes groen papier en ons weer wat meer op onze overige planeetbewoners te richten. Dus ja meneer Hoogduin, ik blijf er bij:

When you’re an economist, everything looks like an economic problem.

Omdat jullie overal de dienst uitmaken wil nog niet zeggen dat jullie daarom gelijk hebben.

* zelfs van bedrijfseconomie kan gezegd worden dat de duurzaamheidsvraag maar zelden integraal onderdeel is van het onderhanden vraagstuk.

Nabrander :’Overigens heeft de heer Hoogduin het hart wel op de goede plaats :
20140615-093100-34260063.jpg

Ik lees alleen de krant al 30 jaar verkeerd blijkbaar : overal waar “economie” staat moet ik “Morele klimaatwetenschap” lezen 🙂

PS Dit stuk van John Broome dat mijn menig op een waarlijk filosofische manier verwoordt is zeer de moeite waard!

TwitterVolgen

Nut- en Noodzaakdiscussie schaliegas in Tweede Kamer

Donderdag is het dan eindelijk zover: het plenaire nut- en noodzaakdebat in de Tweede Kamer. Eindelijk mogen onze volksvertegenwoordigers minister Kamp aan de tand voelen over zijn boormanie.

Minister Kamp is namelijk al meer dan twee jaar op een missie: er moet en zal geboord worden naar schaliegas, want het gas in Groningen raakt op, Poetin is een lul, Amerika heeft zichzelf succesvol naar energieonafhankelijkheid gefrackt, het gas is daar zo goedkoop dat de wereldindustrie zich naar Texas aan het omdenken is omdat gas daar gratis is. En dat willen Akzo en Aldel ook! En zo.

3D planologie
Dus we gaan boren, en snel ook. De laatste voorstellen zijn een planologische hoogstandje. Nederland wordt namelijk niet meer opgedeeld in vierkante kilometers, maar in kubieke kilometers, de derde dimensie is ontdekt. Deze voor schaliegasvraagstukken uitgevonden “3D-planologie” zorgt ervoor dat alles wat zich onder de 1000 meter diepte bevindt onder andere wetgeving (namelijk Kamps favoriete mijnbouwwetje) valt dan de eerste 1000 meter met daarin ons gezamenlijke kostbare en eenmalig te verkloten grondwater. Dat er wél even 10.000-den boorputten met beton, giftig slurrie, frackvloeistof en gaslekkagemogelijkheden doorheen gestanst moeten worden wordt vakkundig weggemitigeerd : er is namelijk bij de 50 putten waar met een andere techniek en andere diepteprofielen gefrackt is naar conventioneel aardgas nooit wat misgegaan (beweert Kamp) dus dat risisco keer 10.000 is statistisch gezien nog steeds nul.

Nut 1 – lage prijs industrie
Maar goed, dat ambtelijke handigheidje (of achterbakse slinksheid, aan u de keus) laten we even voor wat het is, want we hebben een nut en noodzaakdiscussie te voeren. Want wat is het nut van dat schaliegas voor ons allen? Kamp zelf heeft al gezegd dat schaliegas hooguit 5% van Slochteren gaat leveren en aangezien we een Trans-Europees netwerk hebben waar dat gas ingepompt gaat worden komt het feitelijk op de groot-Europese markt. Daar wordt het tegen dagprijzen verhandeld. En meneer Aldel en Akzo kunnen dus fluiten naar hun gratis gas. Want hoe zit dat eigenlijk? Dat gas is in Amerika alleen maar zo goedkoop omdat het niet vervoerd kan worden wegens gebrek aan infrastructuur. Dus op de plekken waar het gas zit raken ze het aan de straatstenen niet kwijt, dus extreem lage prijzen.

Nut 2 – transitiebrandstof
Vervolgens zal er gehamerd worden op het belang van schaliegas als transitiebrandstof naar echt duurzame alternatieven. Stierenpoep dit argument : we weten al sinds 1960 dat het gas rond 2020 op zal zijn en alle kabinetten (die van de PvdA voorop) hebben de opbrengsten verjubeld en alle waarschuwing in de wind geslagen. Aan deze PvdA de taak om hun historische blunders te repareren : we zitten al sinds 1960 in transitie en WIJ (onze generatie) gaan afkicken van fossiel, niet onze kinderen. WIJ gaan die pijn dragen, niet zij! Zo.

Noodzaak 1
Blijft over de noodzaak. We zullen donderdag te horen krijgen dat er gas zat is in Groningen maar dat we meer dan de helft van wat er zit voor een spotprijs in het buitenland verkocht hebben met termijncontracten. Die contracten opbreken is ondenkbaar want dan gaat EnergieBedrijfNederland failliet. Nou, denk ik dan, we hebben toch aandeelhouders die risico’s lopen met hun eigendomsrechten? Ik zeg, BAM, force majeur, weg die contracten, grote rechtszaak en gasbedrijf failliet, kut voor Willem en Maxima en ander top 1%-ers, maar wij kunnen rustig onze CV’s afschrijven en vervangen door warmtepompen als ze stuk zijn, ons gas gaat dan namelijk nog 40 jaar mee.

Noodzaak 2
Bovendien hebben we nog zoiets als een klimaatprobleem. Nederland heeft (per hoofd van de bevolking) een van de hoogste fossielverbruiken van de wereld en het is onze internationale morele plicht om ons fossiele verbruik voor 2020 met 30% te verlagen. En de minister zal zeggen “daar gaat mijn departement niet over” maar dat is wederom stierenpoep: economische groei en fossiel energiegebruik hangen tot nog toe 100% samen! Aan hem om die ban te breken! Desnoods met onconventionele nieuwe wetgeving! Het zij zo.

Everything you need to know about methane but were afraid to ask

“Listen, the North Pole is starting to tilt towards the sun, so of course it melts, and that’s also why the Antarctic is growing so fast now”

This is the kind of rubbish I find on my replies when I tweet about Climate Change. Good thing I have my blog where I can spend more than 140 characters to explain my concerns. Today some reflection on methane related issues, because Carbon Dioxide may be In the news all over, there may be a much larger issue lurking out there.

Methane
Methane is a 25 times more potent Greenhouse Gas than CO2. Methane is released into the atmosphere from several sources, most of which are largely influenced by human behavior:
– oil and Gas industry (Natural gas = methane)
– farming (cow farts = methane )
– landfills create large amounts of methane
– decay of natural material (thawing permafrost is going to be a huge source of methane in the decades to come)
– fracking

That last category is very important, because the Fracking Gods make us believe that natural gas is much more environmentaly friendly than coal. This may be true if you replace the coal in the coal plant with a gas flame, but the problem is getting the gas there. During Fracking a significant amount of gas is leaked (1-3%). This leakage negates the positive effects of burning gas, and now appears 100-1000 larger than previously thought

Methane is a gas with a short lifespan in the atmosphere as opposed to carbon dioxide that stays in the atmosphere for a very long time. Methane is absorbed my moist soil at the bottom part of the atmosphere (by biological processes) and by a mechanism that I just learned of today : the hydroxy layer at 10-15 kilometers altitude. At that elevation solar radiation breaks apart water into very reactive particles called hydroxy ions (OH). These will bind to almost anything that comes along, and especially methane gets neutralized in this way. This hydroxy-zone is a thin shield covering the globe working like a vacuum cleaner for aggressive chemicals.

Enter problem number two
In the western Pacific scientists (oh, not them again!!) found a huge hole in the hydroxy-zone where methane can pop through into the stratosphere where it can perform its super blanket properties almost indefinitely. Given that that part of the Pacific is going to be in a turbulent state the following two years due to the awakening El Niño, we may see that hole even grow larger.

So not only do we need to cap CO2 emissions, we now also need to take a very good look at our methane emissions. For a good deal the two are directly related (via fossil fuel burning) so getting rid of one also means getting rid of the other, but given the vested interests of fossil fuel companies and governments tied to these companies with both hands (UK, Norway, Mexico, Netherlands) we have to be very afraid of rising methane emissions. Banning shale fracking would be a very good starting point.

Read the whole story here

By Lars Boelen

Paul Krugman: I was wrong on the feasibility of renewable energy

Very interesting post by Paul Krugman in the New York Times yesterday.

He confesses he was wrong and that we Treehuggers were right: decarbonizing our economy is now well within reach and the reason is the unbelievable price drop of solar power. Prices have been cut by 3/4 just since 2008. The negative impact of going green by the required investments: 0,06% an unmeasurable small amount.

The only thing standing in the way is the power of the vested interests that will go all the way defending the value of their tar pits and shale plays. So let’s get some proper taxes on CO2 and pollution in place and bankrupt the suckers.

Feels really good actually to be able to say “told you so!”

Read the whole article here

Update : A quick reply on Forbes about why Krugman fumbles here. The reasoning : exactly because PV is becoming so cheap so fast we don’t need to take action, market will handle fossil transition it by itself.

I strongly disagree : we don’t have a decade to spare to wait until PV will be cheaper than coal in all circumstances. The planet is screaming for relief. We need to shut down the coal plants ASAP and move away from wasteful production techniques and start rebuilding carbon sinks (A.K.A. forrests).
“ASAP” meaning well before the plants are written of financially and technically, putting the burden of loss on the shareholders.

TwitterVolgen

Stop development of fuel efficient cars (Jevons Paradox)

The IPCC’s latest report is out and creating a lot of fuzz around the globe. Summary of the report : 2 degrees temperature rise seems inevitable, and to stop temperatures from rising over 4 degrees above pre-industrial levels we need to take serious action, and do that very quickly.

After I got over my anger of “2 degrees is going to happen anyways” I started thinking about the adapting, coping and mitigating strategies that pop up everywhere.

Adapting and Coping
Humans can adapt to climate change quite easily because we can add or remove layers of clothing, make adjustments to our houses (air conditioning) and habits (Siësta). For the one billion people to poor to invest in their well being coping is the paradigm. The fact that ecosystems cannot add air conditioners or take of clothes is hardly mentioned. How we are going to live in a world with failing ecosystems is a complete puzzle for me. But since we are optimistic humans and 99% of us will not live to see the devastated planet we are more than happy to engage in…..

Mitigating climate change
Mitigating is taking (in this case) reactive actions to repair something that is broken. What I see happening is that massive amounts of public money will be made available to mega Corporations to develop more fuel efficient engines and coal plants. But there is a problem here, and that’s called Jevons Paradox. This 19th century English economist saw that, as steam engines became more efficient to prevent expenses on coal to explode, the total amount of coal being used INCREASED with engine efficiency, in stead of decreasing. This paradox is rather trivial : as an engine becomes more efficient more people can buy one because operating costs are lower, and so total usage of coal increases. The effects of this paradox were again seen in the oil age.

Stop investing in fuel efficiency
And so we come to my main point : pouring massive amounts of public money into fossil fuel energy efficiency research and development is not going to help us one little bit! If we succeed in making cars twice or three times as efficient as today (very well possible if you ask me) then cars will become affordable for billions of Chinese and Indians. Demand for fossil fuels will soar. The same applies for things like gas turbines and airplane engines, and given the building rate of coal plants in China, coal plants too.

What I want to propose is an outright global ban of further state funded development of fossil technology, be it the mining, storage, transformation or usage technologies. Private (car) companies will of course try to keep market share, and it’s fine if they try to do better, but we must not use public money to help do this. Public funds must be directed towards Fossil Free projects.

It sounds unrealistic at first, and I was confused by my own idea, but it is really the only way forward to mitigate climate change if you really think about it. So it’s OK to invest in new technologies as long as they stay far away from any fossil fuel involvement.

Technologies that have a fixed installed base, and no risk of exponential growth that use fossil fuels can be optimized though. I’m thinking that for gas heaters and furnaces in homes it’s OK to make these more efficient, together with enhanced isolation of buildings. The focus should be on net-zero-energy here too, by the way.

We need to turn our attention to that Yellow Fusion Reactor passing overhead every day screaming : “I’ve powered the human civilization for 50.000 years up till 1750, and I’m willing to do it again!”

TwitterVolgen

Monster El Niño beginning to emerge

Since a couple of weeks I’m following Robert Scribblers website where he describes the building up of a monster El Niño that is bound to influence global weather this and next year.

The graphs may seam a bit confusing at first, but once you understand what they mean they become self explaining:

20140403-135132.jpg

This is a cross section of the Pacific at the equator. Left is Malaysia right is South America (Equador). Top to bottom is the depth of the upper 500 meter of the ocean. The normal situation is that hot water sits on the left because trade winds blow from east to west and the warm water gathers on the west side of the Pacific. What happens during an El Niño is that suddenly a gush (a really large gush) of heated water “flows back” to the East (beneath the surface) and pops up at the coast of South America, this pulse of hot water is called a Kelvin Wave. When this happens, the sudden pool of hot water (at least 5 degrees warmer than normal, but now even higher) creates dramatic climate affects globally, the last large El Niño in 1997 (the beginning of the temperature “hiatus” for the denialists) caused global temperatures to surge by 1 degree Celcius, cause droughts, heat waves, floods, bad crops and more. This El Niño is set to be larger than that one:

NB1 : the top picture is of the 1997 El Niño
NB2 : all pictures show anomalies, the difference with what is normal, so the water flowing east is 6-7 degrees warmer than the water there normally is.

Read the full story here

World Energy Outlook 2013 – What it doesn’t say

Today the International Energy Agency delivered its World Energy Outlook, edition 2013 . One picture says more than a thousand words, they must have been thinking, because we get loads of Powerpoint sheets and pictures. All this work just to report that it’s business as usual, although there are some issues requiring our attention.

The report itself is available for €120, even though all the IEA’s work is payed by us, the tax payers. I will leave this shameful practice for what it is, because there is more important ranting to do. On page 5 of the press information kitt we find:
20131112-173623.jpg
You see, we have this little issue with the Philippines. In order to prevent the Pacific from starting to boil, there is a growing consensus that something needs to done about the rising (sea) temperatures. The world community seems to agree that we need to have some sort of “carbon budget” that we must not exceed in order to prevent temperatures from rising 2 degrees above pre-industrial levels. The picture above tells this story.

“Nice pie chart”, I thought. But than I looked again and saw this “1750-2011” label. Wait a minute! Is this pie chart really showing all the carbon ever used since James Watt invented the steam engine?Wow! The yellow slice is all the carbon that “we” will use between now and 2035, it’s our “budget”. The other slices are all the carbon used in history PLUS all the carbon ever to be used by mankind after 2035. I think that that story needs more detail than a three slice pie chart. I created the graph below with data from Carbon Dioxide Information Analyses Center:

20140417-154527.jpg
(Reduction of CO2 emissions by 0.5% per year after 2012; 1/12 of CO2 budget remaining for all future generations.)

Inconvenient isn’t it? More than half of all the carbon dioxide mankind will ever emit will be from the generation now alive. All the cars, coal plants, holiday trips to the tropics, summer air conditioning, just-in-time production schemes, warehouse on wheels invented in the 70’s-80’s-90’s are using 2/3 of all fossil energy ever to be used by mankind. That is our generation doing this, we created this mess, we signed the climate contract with the planet blindfolded, we accepted the consequences.

The contract says we will leave as much fossil fuel (for heating homes, cooking and maybe even some driving) to our children as our (grand) parents used in the 50’s and 60’s of the last century.

I think that the whole WEO report can be binned and replaced with just one line of text:

Stop burning fossil fuels now!

Isn’t it a reassuring idea that our governments are using the WEO-report as a primary source for energy (let alone climate) policy decisions? Give your kids a good hug tonight, it may be all the warmth they get in the rest of their lives.

Ps. As Manjana Milkoreit (@ManjanaM) pointed out, the IPCC has calculated that our generation will actually burn ALL the remaining carbon budget before 2035, so “My” graph is highly optimistic, in leaving something for our kids and grandchildren.

Pps. This article went viral on Twitter today, and I felt a little uncomfortable about my guesstimate chart below (including typo) that was in the original version of this post. I am happy that my gut feeling was so much in line with real historic data:
20131112-174415.jpg

Pps.
Others have used information in this article to write own blogposts!
Mark Trexler
Paula Reed
David Appell

other articles in English on this site (the rest is in Dutch)

TwitterVolgen