On December 9th, the day before the Nobel Prizes are handled out in Stockholm, there is a “Nobel Week Dialogue” in Gothenburg. This year’s theme is “Exploring the Future of Energy” and participating Nobel Laureates are presented by the organizers. My contribution to the dialogue is now published by Svenska Dagbladet on “Brännpunkt” under the heading “Now we need new energy systems” (Read the article in Swedish on Brännpunkt). An English translation of the debate article can be found below.
Now the world needs new energy systems
Kjell Aleklett, Professor
University of Texas at Austin and
Uppsala University, Global Energy Systems
NASA has just released a new image showing lights on the Earth’s surface at night. If one zooms in on Texas in the image it is easy to identify the cities of Austin, San Antonio and Houston. South of San Antonio one can see a banana-shaped formation of lights stretching from the Mexican border up to the road that runs between San Antonio and Houston. The ‘banana’ is composed of the light from the flames of gas flaring from the Eagle Ford field. A large part of the natural gas produced as a byproduct of oil extraction from Eagle Ford is not captured but, instead, burned where it is produced.
In October, oil production from Eagle Ford exceeded one million barrels per day (1Mb/d, one barrel is 159 litres). Eagle Ford is now the shale formation in the USA delivering the most oil through hydraulic fracturing techniques (commonly known as ‘fracking’). For the past two months I have been a guest professor at the Department of Petroleum and Geosystems Engineering of the University of Texas in Austin (UT) and I have now the opportunity to study fracking up close. The image of fracking now being revealed by the researchers at the department is not the one we would understand from the headlines we have seen in the past year in American and Swedish newspapers and TV reportage. Here there is nobody asserting that the USA’s oil production will exceed that of Saudi Arabia.
Fracking, the extraction method currently being acclaimed as a godsend, began in Texas in around 2000 with production from the Barnett Shale formation west of Dallas. Around 2005 it became evident that shale gas production would be very significant for the USA. Drilling for shale gas was greatest immediately before the economic crisis in 2008 but when the price of gas fell dramatically the desire to drill disappeared. Today, it is no longer profitable to drill new gas wells if a well does not also produce associated natural gas liquids (NGL). Today there are somewhat more than 16,000 producing wells in the Barnett Shale and professor Tad Patzek and his research group in Austin have just published a study of 8,294 wells that have been in production for a sufficiently long time to reveal a production pattern. 2,057 of these wells have been producing for so long that one can assess their annual exponential rate of production decline. There is still room to drill more wells in the Barnett Shale but the area is limited and the maximal production seen from this formation in 2012 will not be attained again.
A little over 90% of all the shale gas in the USA comes from five areas and four of these have now reached maximal production. The shale formation where production is still increasing is the Marcellus Shale that extends from northern West Virginia, north across all of Pennsylvania and over to the state of New York. Its future production potential is greater than from the Barnett Shale but the problem is that one must drill in densely populated areas and several counties have forbidden fracking. The conclusion we can make about shale gas is that the ‘classic’ areas have already reached maximal production and that the future of shale gas production in the USA will depend on production from the Marcellus Shale. The theoretical model that the researchers in Austin have developed for the Barnett Shale can be applied to other areas enabling them to estimate the maximal production rate for shale gas that will be achieved in the USA as a whole. It is now absolutely apparent that the fantastic volumes of shale gas production previously (and currently) predicted in the media will never become reality. It has been claimed that the USA will become a net exporter of natural gas and, while there will be some export of gas to Mexico, there will be no future volume available for export globally as liquefied natural gas (LNG). A markedly more significant consequence of fracking activities in the USA is that the price of natural gas will, for many years to come, be lower in the USA than in much of the rest of the world and this will be advantageous for US industry.
One year ago the International Energy Agency (IEA) published its World Energy Outlook 2012 report. In it the IEA beat the drum for shale oil production in the USA and even asserted that the USA’s oil production would exceed that of Saudi Arabia such that the former’s need to import oil would disappear. Newspapers and TV in Sweden and around the world were quick to jump on board with these assertions and shelve concerns about Peak Oil. They asserted uncritically that we no longer needed to worry about Peak Oil, instead they should have devoted some time to a little investigative journalism. I myself asserted at, among other places, Bloomberg News that fracking was important for the USA but that globally it could only give limited additional oil production during a restricted period and that, in fact, what we are seeing is a ‘fracking bubble’.
In their World Energy Outlook 2013 report the IEA has toned down the significance of fracking and now shares my opinion, “It has become fashionable to state that the shale gas and LTO revolutions in the United States have made the peak oil theory obsolete. Our point of view is that the basic arguments have not changed significantly.” When I examine the IEA’s special analysis of future oil production in detail I am happy to see that it has begun to discuss the future in terms similar to those used by the Global Energy Systems group at Uppsala University during the past decade. The IEA has three scenarios and the 450 ppm scenario corresponds well with our viewpoint. Ten years ago the IEA thought that world oil demand in 2030 would be around 120 Mb/d. Now the IEA’s main scenario sees oil demand at under 100 Mb/d in 2035 and, for the 450 ppm scenario, production is as low as 78 Mb/d.
Everyone is now agreed that the trend of increasing oil production from the 1980s to 2005 has been broken. During that time oil production increased annually by 1.5% supporting a yearly economic growth rate of 3%. We now have a world economy that must reconfigure itself to use of less oil, primarily in the OECD nations. It is good for the climate that the production rate of oil decreases but it is even more important that we understand the economic consequences of reduced oil availability. At the moment we have a world economy that is writhing in agony due to restricted oil availability and high oil prices with China as the exception since it can tie its growing economic strength to increased oil purchases. When I began discussing Peak Oil at the Focus Column [of the Swedish newspaper Svenska Dagbladet] a decade ago it was in order to alert decision-makers and others to the future that we are now experiencing. Now the situation is serious and it is time to wake up and build the new energy system that can be the foundation for a secure economic future for us, our children and our grandchildren.
Aleklett's Energy Mix 
Robban
December 8, 2013
What a wonderful world if there were no laws of nature to hamper our happy ambitions! We are now using up huge amounts of exergy – resources which have been created in nature out of exergy from the sun – but at a pace that cannot match our consumption by any means.
This kind of behaviour will affect nature in many (for us) disturbing and astonishing ways; it will change into something other than it used to be. Many species will go extinct and give way to others, better adapted to new circumstances. That´s the way it works in order to stay alive itself, otherwise it would have perished long ago.
And now we want to find new ways to make this way of life go on:
“it is time to wake up and build the new energy system that can be the foundation for a secure economic future for us, our children and our grandchildren.”
“At the moment we have a world economy that is writhing in agony due to restricted oil availability ” is right of course, but is our only way to a future at all to find new ways of destroying nature? It is as if we think nature is unimportant, unnecessary.
Einstein once said that “you can’t solve a problem with the same kind of thinking that created it”, and I think that’s our greatest handicap: we created this world out of pure and natural handicraft but without knowledge of big relations and wholes. We have no such natural understanding of how all our marvels work together in this giant scale (=using lots of energy). And here we are now without understanding why, and without solutions to all our problems.
But nature has.
There is, through the laws of thermodynamics, a way of understanding our dilemma, but a genetically aquired ability to delude ourselves wants otherwise.
Swiss Coaching Partners
December 10, 2013
3rd law of thermodynamics is pushing us to the edge…
Tar Atanamir
December 9, 2013
— Kärnkraft —
Ingen påläst ärlig människa propagerar för att bygga uranbaserade lättvattenreaktorer idag. Dagens användning av kärnkraft är ungefär på samma nivå som om man bara använde trä till klubbor för att slå in huvudet på fiender istället för att använda trä som bränsle och byggnadsmaterial.
Med ny teknik och nya metoder så får man räkna bort dessa följande faktorer från listan med negativa punkter angående kärnkraft:
Säkerhet
-Med nya kärnkraftverk (Liquid Fluoride Thorium Reactors (LFTRs)) så är härdsmälta fysiskt omöjligt då bränslet (en salt) redan är i flytande form. Dagens uranbaserade lättvattenreaktorer är gigantiska tryckkokare som behöver enorma byggnader för att kunna klara av att superhett vatten läcker ut och ögonblickligen exploderar till ånga och ökar sin volym med 1000 gånger. En LFTR opererar under normalt tryck men med högre temperaturer och använder sig av en stabil gas som värmeöverföring till turbinen istället för vatten. Skjuter någon en projektil rätt igenom reaktorn så avstannar reaktionen, bränslet rinner ut och återgår till sin fasta kristallform. All kylning är passiv och onödig då reaktorn är självreglerande (blir det varmare så ökar bränslets volym och då får det plats mindre mängd i reaktorn, som svalnar, osv). Går strömmen så stannar kylningen av “isproppen” i botten på reaktorn och bränslet rinner ner i dedikerade kyltankar, därefter kan reaktorn startas upp igen redan nästa dag. De risker som finns är i stort sett samma som för vilken kemisk fabrik som helst.
Råvarubrytning
-Mediumhalten av Torium i ett ton vanlig sten är 3 gram. I utvalda bergarter kommer man upp i en toriumhalt på 6-12% (3% är maxhalten för Uran). Det är alltså ofantligt mycket mer vanligare än Uran och kan tas ur den malm vi vanligtvis bryter ändå. Om det nu ens behövs brytas alls de närmaste hundra åren då vi redan har tonvis av Torium lagrat. Priset för rå Torium är idag stort sett gratis (fraktkostnad).
Man behöver bryta 17 ton 6% toriummalm för att driva en LFTR i ett år, som jämförelse så behöver man bryta 8000 ton (ja, ÅTTA TUSEN!) 3% uranmalm för samma effekt och driftstid. Torium finner man där man finner sällsynta jordartsmetaller.
Avfall
-Allt Torium som man kontinuerligt laddar reaktorn med och allt Uran som skapas i processen omvandlas till andra ämnen. Av det avfall man får utav processen så behöver man bara lagra SJU PROCENT i trehundra år innan det är helt ofarligt! De övriga 93% är alltså helt ofarliga och värdefulla ämnen, som t.ex Neodymium.
Detta var ju också orsaken till att man inte satsade på Torium förut, det skapar nämligen bara minimala mängder av sådant som går att använda i atombomber. Däremot så skapas det lite Plutonium-238 vilket är unikt för denna reaktion och detta material är det som driver NASAs rymdsonder, men som nu är närapå slut då ingen längre tillverkar det. En tillgång alltså, och ingenting man gräver ner!
Förnybarhet
-Alvin Weinberg (uppfinnare av både LWR och LFTR) har estimerat att toriumresurserna i jordskorpan skulle kunna användas för att driva en civilisation på sju miljarder människor, med västvärldens energiförbrukning, i trettio miljarder år, eller cirka sex gånger längre än solens livslängd! Och detta är bara toriumet som finns på jorden. Geotermisk energi brukar räknas som förnybar, men det är bara ett resultat av den naturliga uppvärmningen av vatten nere i Jordskorpan -av torium. Alltså är det i praktiken som vilken förnybar kraftkälla som helst.
Pris
-Det är estimerat att elpriset från LFTRs skulle ligga under eller på samma nivå som el från kolkraftverk. Självklart är en Toriumreaktor i sig själv relativt dyr, men eftersom man inte behöver en gigantisk reaktorhall och massiva säkerhets och kylanläggningar så blir kostnaden mycket mycket mindre än vad ett gammalt uranbaserat kraftverk skulle kostat. Avfallet är bara farligt en kort tid och behöver alltså inte lagras i hundratusen år. Så förvaringsanläggningarna behöver inte vara så extrema (och dyra) som de vi håller på att bygga idag. Hantering av bränslet är inte problematiskt eller dyrt alls då man inte behöver förädla Toriumet som man behöver för nuvarande uranreaktorer (det är detta som är så svindyrt idag).
Strålning
-Kolkraftverk är en nödvändighet om man vill basera landets energi på förnybara kraftkällor då de inte klarar av att själva tillföra en konstant ström av elektricitet (som vind och solkraft). Kolkraftverk släpper idag ut tusentals ton radon i atmosfären. Detta genererar astronomiskt mycket mer strålning än t.ex Fukushima. Kolkraftverk släpper även ut gigantiska mängder med arsenik som förgiftar allt. Med billig el från LFTRs så konkurreras kolkraftverken ut och hela kolkraftsindustrin går i konkurs.
Övriga fördelar:
Syntetiskt bränsle
– I en LFTR så använder man en stabil gas för att driva turbinerna. Den här gasen blir mycket hetare än den vattenånga vi kör med i dagens reaktorer. Efter att gasen passerat ett antal turbiner så har den för låg energi för att driva fler turbiner, men gasen är fortfarande flera hundra grader varm. I anslutning till en LFTR så får man alltså tillgång till en kontinuerlig ström av het gas – helt gratis.
Denna heta gas kan användas som motor i en process där man tar koldioxid från luften och omvandlar detta till ett syntetiskt kolvätebränsle som är helt kompatibel med dagens fordonsflotta. LFTRs ger alltså inte bara billig el som konkurrerar ut kolkraften utan kan även totalt koldioxidneutralt helt ersätta bränslet vi använder i våra fordon.
Hantering av gammalt avfall
-Eftersom bränslet är i flytande form så är det mycket lätt att stoppa in så kallade transuraner i reaktorkärnan och ‘bränna upp’ även dessa. Transuraner är de högt strålande ämnena som gör att man innan LFTRs måste gräva ner avfallet i 100.000 år. Processen att ta hand om det gamla avfallet i en LFTR är mycket mer effektivt än senare generationers reaktorer med fast bränsle, då dessa inte kan ta hand om Americium och Curium vilket utger en stor del av den långtida radioaktiviteten i avfallet.
—
Så.
När vi nu tagit bort faktorerna: säkerhet, råvarubrytning, förvaring, kärnvapen och strålning, vänt pris, förnybarhet och avfall till fördelar, gjort alla förbränningsmotorer CO2-neutrala och trollat bort det gamla avfallet.
>>> VAD HAR KÄRNKRAFTSMOTSTÅNDARE FÖR ARGUMENT KVAR? <<<
—
USA byggde en LFTR på 60-talet och drev den i ett par år i testsyfte. Det är alltså bevisat i verkligheten att det fungerar. Så det som skulle kosta i nuläget är att modernisera designen med nya metoder och material. Kirk Sorensen som fört fram denna gamla teknologi i rampljuset igen säger att om hans företag får adekvat sponsring så kan de ha en fullskalig prototyp klar om ca 10 år.
Robban
December 11, 2013
För att återgå till Einsteins uttalande: “Man kan inte lösa ett problem med samma slags tänkande som skapade det”, så är varje fortsättning av vår nuvarande linje – någon form av energi måste vi ha så att civilisationen inte dör – just ett sådant tankefel:
Tankefelet består i att vi inte förstår gränser och f a inte de som beskrivs av termodynamiken (de var helt osynliga för oss på stenåldern och har därför inte givit några genetiska avtryck hos oss). Även om torium kvantitativt har de egenskaper som här beskrivs, så kan det inte alls ge något bidrag till Det Livsuppehållande Systemet (DLS), även kallat naturen. Detta drivs uteslutande av exergin i solljuset och det är det systemet som är just livet och dess förutsättningar och som vi håller på att underminera genom våra verksamheter.
Varje pryl eller utrustning vi tillverkar – kk-verk, vindsnurror, bilar, städer, datorer – måste byggas av resurser (=exergi) från något i naturen som också innehåller exergi, och den kan bara i sin tur komma från just solen. Men dessa våra alster ger inget till DLS (vilket ju inte heller är avsikten), dvs hur vi än vrider på problemet så blir det en nettoförlust för DLS. Vi maler ner naturen till död materia i form av den moderna civilisationen. F a är inte DLS dimensionerat för den stora exergiförbrukning den moderna, industriella civilisationen medför och yttrar sig som det vi brukar kalla miljöförstöring.
Det är ju det vi i accellererande takt sysslat med de senaste tusentals åren. Det kan väl inte vara helt obekant att vi människor på en evolutionärt sett oerhört kort tid utarmat planetens matjordar, (regn)skogar, fiskbestånd mm. och nu senast den fossila biomassa vi uppfattar som “bränsle”, samtidigt som vi också förökat oss tusenfalt. Än så länge har de flesta bara uppfattat den “ljusa sidan” av våra bemödanden och det är väl antagligen därför vi inte heller kan se hur vi nu håller på att göra entré i en värld med ett kraftigt decimerat DLS. Vi har blivit så vana vid “civilisationens framsteg” i form av mänskliga bedrifter att vi varken förstått naturens avgörande och absoluta roll eller de lagar som styr den fysiska verkligheten. Naturens roll har också de senaste hundra åren delvis dolts för oss just genom att vi kunnat tillföra så mycket exergi från de fossila “bränslena”. Vi har under denna period förökat oss och hållit oss vid liv med konstgjord andning i form dessa.
Och nu när vi kommit så här “långt” är vi bara förmögna att tänka ut hur vi ska kunna fortsätta på det viset. Är inte det ett gigantiskt tankefel, så säg?
Tar Atanamir
December 19, 2013
Torium är naturlig energi, som produceras i solar.
Ju mer avancerad vår civilisation blir desto miljövänligare blir den.
Swiss Coaching Partners
December 10, 2013
A reblogué ceci sur Swiss Coaching Partners, Climate & Energy Issueet a ajouté:
A very good summary of US shale gas industry future written by a worldwide specialist
Robban
December 20, 2013
Finns det någon energi som är “onaturlig”? Den kan i alla fall varken produceras eller konsumeras; dess arbetsförmåga/kvalitet – exergi – kan däremot bara konsumeras, allt enl. termodynamikens lagar. Det enda som är naturligt är väl naturen själv, därav namnet.
Eftersom exergi inte kan skapas, endast förbrukas (“entropin kan aldrig minska i ett slutet system”) måste den således komma utifrån (som från solen) för att kunna bygga upp exergi på planeten. Den exergi som finns i naturen kan bara FÖRBRUKAS av oss och det enda torium kan göra är att hjälpa till med detta utan att kunna ge något till naturen (=entropin ökar/naturen utarmas).
Det verkar som om naturen i våra sinnen bytts ut mot civilisationen som det som till varje pris måste bevaras. Mänskligheten skulle vinna på att åtminstone känna till och försöka förstå naturens lagar i st f att hitta på egna sådana.
Brian Edwards
February 22, 2014
In most places across the globe, going solar will save you money. Using the power generated by your own personal solar system supports your energy independence, and selling power back to the grid turns a significant profit.
If you are new to the idea of going solar, it is natural to have some questions. You might be asking yourself, how do I go solar for my home/business, and where do I should start? Who can I trust to make this long term investment worthwhile?
Going solar is not easy like replacing shingles or changing windows: it requires thorough planning, engineering and installation procedures to make sure you save on your installation and maximize your return on investment. The best way to do this is to hire a knowledgeable and affordable solar installation company to guide you through the process, involving thorough property assessment and structural analysis of your roof, structural and electrical engineering, and of course financial planning and projections.
My Solar Installer (MSI) is here to help you save time and money by giving you free quotes from the top solar installers in your area, anywhere in North America. Investing 30 seconds of your time will save you thousands of dollars. All you have to do is enter your zip code and basic info, and you can start comparing quotes right away!
Solar enthusiasts everywhere are using our service to receive customized quotes from local solar installers, saving them money and headaches. Instead of wasting hours researching companies on the internet, visit http://www.mysolarinstaller.com and fill out the basic form. It’s simple. MSI stays updated with the most active companies in the industry, and connects you right away free of charge.
It takes less than a minute with no obligation – and best of all, it’s free.
Take the first step in lowering your energy costs today!
Website: http://www.mysolarinstaller.com
Contact: info@mysolarinstaller.com
1.888.551.5088 ext.103