Forskargruppen inom robotik och AI vid Luleå tekniska universitet har i nära samarbete med LKAB under tre års tid arbetat i projektet, Autonomous Drones for underground mining operations. Nyligen utfördes storskaliga tester i projektet av forskargruppens tre autonoma drönarrobotar om deras förmåga att samarbeta för att inspektera en gruvmiljö utan fungerande GPS-system. Det är första gången i världen något liknande görs i en gruvmiljö och testerna var mycket lyckade.

– Genom det nära samarbetet med LKAB har vi haft möjlighet att testa vår forskning i stor skala och vi kan nu visa att autonoma robotar kan användas för att höja säkerheten i djupa gruvor. Vid vårt storskaliga fälttest i LKAB:s testgruva Konsuln, visar vi för första gången hur robotar autonomt kan samarbeta för att utföra komplexa uppgifter i en otillgänglig och mörk miljö där GPS-system inte fungerar, säger Björn Lindqvist, forskare inom robotik och artificiell intelligens vid Luleå tekniska universitet och projektledare för Autnomous drones för underground mining operations, som är en del av det LKAB-ledda initiativet SUM, Sustainable Underground Mining.

Forskargruppens samarbete med LKAB har handlat om nära och täta dialoger där forskargruppen inom robotik och AI tillsammans med LKAB:s experter utrönt vilken typ av användbara fall man skulle ha nytta av att testa och utveckla i gruvmiljö. Det har handlat om samarbete med gruvräddningstjänsten för att utveckla drönare för framtiden som klarar att operera självständigt i rökfyllda områden, och med produktionsdelen för att till exempel kunna mäta gaser efter sprängning.

Vid det skarpa försöket som nyligen gjordes i LKAB:s testgruva Konsuln som är 600 meter djup, med orter på flera nivåer och där LKAB bryter 2 miljoner ton järnmalm per år, var ett fullsystemtest. Det innebär att man testade hela länken, från operatörens indata, till att flera autonoma robotar utför ett uppdrag i samarbete med varandra. Något liknande har alltså aldrig testats förr i skarp gruvmiljö.

– Det som utmärker vår robotik- och AI-grupp jämfört med andra i världen, är att vi går hela vägen från testmiljö och ut i verkligheten. Där är vår stora expertis. Det är lika stort steg att gå från metod till labbtest, som från labbmiljö till tester i verkligheten, och vi hade aldrig kunnat göra denna sorts tester utan våra industrisamarbeten, säger George Nikolakopoulos, ämnesföreträdare och professor i robotik och artificiell intelligens vid Luleå tekniska universitet.

Det storskaliga testet med autonoma drönarrobotar i LKAB-testgruvan börjar med att operatören vill inspektera gasnivåer på olika ställen i gruvan och meddelar de tre autonoma robotarna att så är fallet genom ett användarvänligt gränssnitt. Det autonoma centrala systemet räknar då ut hur arbetet utförs på effektivaste sätt. Det handlar om vilken robot som ska gå till vilken punkt och uppmäta gasnivån, hur den ska navigera dit, samt därefter rapportera in att uppdraget är slutfört. Allt detta görs i realtid och av helt autonoma robotar i en för dem tidigare okänd, komplex 3D-miljö utan GPS-struktur.

– Varje robot lokaliserar sig själv och skickar sin navigering, inspektionsdata och det övriga i en karta av gruvan till den mänskliga operatören. När robotarna är klara rapporterar de det och att de är redo för ett nytt uppdrag och vårt system ger ut nya uppgifter. All autonomi sker inne i roboten och den agerar som en individ i samarbete med de andra robotarna, säger Björn Lindqvist.

Bakom de lyckade fältförsöken i LKAB:s testgruva står en grupp forskare på omkring tio personer, där varje person ansvarar för ett enskilt forskningsområde för att få dessa tre robotar att samarbeta och att utföra uppdraget. Robotflottan ska optimeras, robotarna ska kunna lokalisera sig, undvika hinder, planera sina rutter och mycket annat.

– Jag blir väldigt, väldigt stolt över hela gruppen, robotarna själva, och varje enskild doktorand över att det här fälttestet lyckades så bra. Det handlar om forskningsresultat som ska fungera från flera forskare samtidigt för att hela systemet ska vara funktionellt.

Nu diskuterar LKAB och forskargruppen inom robotik och AI vid Luleå tekniska universitet sitt vidare samarbete.

– Vi forskare vill gärna undersöka vidare hur vi kan använda autonoma system i räddningsuppdrag. Jag skulle önska att våra autonoma robotar i framtiden kan släcka bränder och leverera gasmasker till personer som är fast i gruvan. Att vi har en scoutrobot först på plats som berättar för räddningsledaren vad som hänt innan människor kommer på plats. Allt detta är för att göra arbetsmiljön i djupa gruvor ännu säkrare, säger Björn Lindqvist.

Den fjärde generationens kärnkraftsteknologi har potential att ge stora mängder energi utan att lämna efter sig långlivat avfall, och att minimera behovet av nytt uran, skriver Chalmers. Nu har Energimyndigheten beviljat det största anslaget hittills i Sverige, 50 miljoner kronor, för utveckling av ett helt sådant kärnkraftssystem. Projektet leds av forskare på Chalmers och ska även säkra återväxten av kompetens inom kärnområdet.

I dagens kärnkraft används bara en liten del av bränslet innan det anses förbrukat, och stora mängder radioaktivt avfall måste slutförvaras. Med fjärde generationens kärnkraft är återanvändningen av förbrukat kärnbränsle en av de stora fördelarna.

− Fullt utbyggt kan ett sådant här system producera kärnkraftsel i samma omfattning som vi gjorde i Sverige när vi hade tolv reaktorer igång, utan att vi behöver gräva upp mer uran på några tusen år, säger Christian Ekberg, koordinator för projektet samt professor i kärnkemi och industriell materialåtervinning på Chalmers.

Tack vare sin potential har den fjärde generationens kärnkraft, eller Gen IV, varit på agendan inom kärnområdet under många år och investeringar för att utveckla delar av systemet har gjorts. Enligt Christian Ekberg går utvecklingen av den nya tekniken så pass snabbt att den i teorin skulle kunna börja användas inom tio år, men på grund av långsamma tillståndsprocesser är det mer troligt att användningen av ett Gen IV-system inom industrin ligger flera decennier framåt i tiden.

Till skillnad från tidigare satsningar kommer det nya projektet Måste (Multidisciplinära åtaganden för Sveriges Gen IV teknologi och expertis) att ta ett helhetsgrepp om Gen VI-systemet, inklusive reaktorer, bränslefabriker och upparbetningsanläggningar.

Ska föryngra kompetens och ledarskap

Projektet kommer även ta sig an behovet av utbildning och kompetensförsörjning inom kärnområdet. Dels genom att huvudsakligen yngre forskare leder projektets arbetspaket, dels genom att avsätta pengar till utbildning av yngre forskare och doktorander. Projektet kommer också att innehålla ett system för mentorskap, både vetenskapligt och inom ledarskap.

Behovet av kompetens sträcker sig brett i samhället, till exempel i sjukvården, där kunskap inom radiologi är viktigt.

− Idag är det tunnsått med utbildningar i generell strålningsvetenskap i Sverige. KTH och Uppsala universitet har högre utbildningar som i huvudsak är inriktade på kärnreaktorer. Ett bredare grepp behövs, och det här projektet kuggar väl in i behovet av ett mer holistiskt synsätt på kompetensfrågan, säger Christian Ekberg.

Mer om projektet Måste (Multidisciplinära Åtaganden för Sveriges gen-IV Teknologi och Expertis)

I projektet ingår forskare från Chalmers, KTH, Uppsala universitet och Lunds universitet. Det ska förstärka de redan existerande forskningscentrumen inom kärnvetenskap i Sverige − Anita och Solstice − med ett tydligt fokus på hållbar elproduktion och resursanvändning i Gen IV-systemet. Tekniker för bränsleåtervinning och nytillverkning, strålskyddsstrategier och övervakning av reaktorer ska utvecklas. Resultaten kommer att lägga grunden för en fallstudie av Gen IV hos företaget Kärnfull Next AB.

Mer om den fjärde generationens kärnkraft

Med fjärde generationens kärnkraft, eller Gen IV, menas ett system av reaktorer, bränslefabriker och upparbetningsanläggningar som tillsammans hanterar de svagheter som dagens kärnkraft ofta förknippas med.

Generation IV:

• Använder bränslet betydligt effektivare än dagens kärnkraft
• Lämnar inte efter sig långlivat avfall
• Utformas så att det inte får finnas scenarier där fel i anläggningen eller yttre påverkan leder till att radioaktiva ämnen sprids i omgivningen
• Systemet som helhet ska vara ekonomiskt konkurrenskraftigt gentemot dagens kärnkraft och andra energislag
• Bränslecykeln utformas så att uran och plutonium alltid förekommer utblandade med andra ämnen. Kvaliteten på det klyvbara materialet blir då för dålig för att tillverka vapen, men tillräcklig för att driva reaktorerna

Aprils lynniga väder fick timpriset på el att åka berg- och dalbana. Maj blir betydligt stabilare med ett elpris som väntas landa på runt 30 öre per kWh i system, enligt elbolaget Bixias prognos. Förklaringen ligger i kombinationen vårflod och varmare väder.

Nu börjar vårfloden komma i gång, vilket får vattenkraften att öka, samtidigt som mer kärnkraft är i drift efter utfört underhållsarbete i april. Kombinerat med högre temperaturer och minskade uppvärmningsbehov blir resultatet fallande elpriser i maj.

– Värme och lägre förbrukning i kombination med mer elproduktion får elpriserna i maj att sjunka till runt 30 öre per kilowattimme i snitt. Det är ungefär samma nivå som i fjol, men klart lägre för elområde 4. För första gången sedan sommaren 2021 har vi normala jämförelsetal, vilket beror på att bränslepriserna ligger på en hyfsat stabil nivå, säger Johan Sigvardsson, elprisanalytiker på Bixia.

Innevarande vecka kan högtrycket och sommarvärmen i både Sverige och Europa, med temperaturer på 4–5 grader över normalt, leda till att elpriserna faller ännu mer, ända ner till 10-15 öre per KWh.

Stabilare priser än i april
Elpriserna i maj blir betydligt stabilare än i april, då det turbulenta aprilvädret skapade stor volatilitet. I södra Sverige toppade timpriset på 2,10 kronor per kWh den 23 april då det var tre grader kallare än normalt.  Elpriset bottnade på – 63 öre per kWh den 14 april, då det var 4 grader varmare och kraftfull solkraft och stark vind i Tyskland spillde över på svenska elpriser.  I snitt landade elpriset i april på 57 öre per KWh.

–  April är alltid en nyckfull månad och i år har vädret pendlat mellan iskyla och mildare väder flera gånger, vilket gett både toppar och dalar i elpriset samt även gjort att vårfloden, som fyller på vattenmagasinen, fördröjts, säger Johan Sigvardsson, elprisanalytiker på Bixia.