Pieni ydinvoimala monipuolistaa kaukolämmöntuotantoa
Pienet modulaariset ydinvoimalat eli SMR-laitokset voivat jo vuosikymmenen lopulla tuoda uuden vaihtoehdon kaupunkien kaukolämmöntuotantoon. Professori Juhani Hyvärinen uskoo uuden teknologian nopeaan kehittymiseen.
Energiapula ja kasvava hiilidioksidipäästöjen vähentämistarve vauhdittavat LUT-yliopiston ydinvoimateknologian kehityshankkeiden toteutusta. Jo pitkään vireillä ollut SMR-voimaloiden suunnittelu on alkanut kiinnostaa energia-alan toimijoita laajemmin, ja LUT ja VTT ovatkin yhdistäneet voimansa, jotta lämmitysreaktorien teknologiaa saadaan nopeammin käyttöön.
LUT-yliopiston ydinvoimatekniikan mallintamisen professori Juhani Hyvärinen toteaa, että pienydinvoimaloilla voitaisiin jatkossa korvata fossiiliset polttoaineet, kuten öljy ja kivihiili sekä turve, kaukolämmön tuotannossa. Rinnalle jäisivät uusiutuvat energialähteet.
– Pienreaktorit tuovat vakaan lämmöntuotantomallin, joka ei ole sääherkkä. Tuulivoiman ongelmallisuushan on nyt havaittu, kun loppuvuosi on ollut tuuleton. SMR sopii hyvin esimerkiksi Turun kokoisessa kaupungissa kaukolämmön tuottamisen kokonaisuuteen. Pitää vain päivittää fossiiliset laitokset muutamaksi SMR-voimalaksi, Hyvärinen tiivistää.
– SMR-tekniikka on kiinnostava, kehittyvä ja päästötön vaihtoehto, mutta vielä kehitysvaiheessa. Varmasti parin vuosikymmenen päästä pienydinreaktoreita on saatavissa sarjatuotantona valmistettuna, toteaa Turku Energian toimitusjohtaja Timo Honkanen.
Sarjatuotannon tehokkuus
SMR-teknologialla tarkoitetaan sarjatuotantona valmistettavien ydinreaktorien laitoksia, joissa voi tuotantotarpeen mukaan olla useita reaktoreita. SMR-reaktoreja on tarjolla hyvin eri kokoisia, pienimmät ovat lämpöteholtaan 10 MW luokkaa, ja suurimmat Loviisan reaktorin kokoisia eli noin 1 500 MW. Sähköä tuottavan SMR-laitoksen sähköteho on 1/3 reaktorin lämpötehosta.
– Pienvoimaloiden rakentaminen perustuu sarjatuotettuihin moduuleihin, jotka tuodaan valmiina paikan päälle. Näin rakentaminen on kustannustehokasta ja nopeaa. Voimalat voidaan rakentaa myös ainakin osittain maan alle. Suomen ydinvoimaan liittyvä lainsäädäntö on suunnattu isoille toimijoille ja isojen laitosten rakentamiseen yksittäishankkeina, joten lupamenettelyjä tulee päivittää pienlaitosten sarjatuotannolle sopivaksi, Hyvärinen selittää.
Hyvärinen kertoo, että energiayhtiöissä on alettu vakavasti miettiä SMR-tekniikan etuja ja kilpailukykyä muihin lämmöntuotantomenetelmiin nähden. Myös asenteet ydinvoimaa kohtaan ovat viime aikoina muuttuneet myönteisiksi, koska siinä nähdään mahdollisuus päästövähennyksiin ja vihreän siirtymän toteutumiseen. Tekniikan viennille on myös hyvät mahdollisuudet.
Turvallinen tekniikka
Hyvärinen korostaa SMR-voimaloiden turvallisuutta, vaikka ne sijoitetaan asutuskeskusten tuntumaan. Pienet reaktorit eroavat merkittävästi toimintatavaltaan varsinaisista ydinvoimaloista.
– Pienreaktorit ovat turvallisia muun muassa siksi, että pienvoimalan ydinreaktorissa on helppo toteuttaa itsestään käynnistyviä turvallisuustoimintoja. Jos reaktorin jäähdytys toteutetaan kierrättämällä pumpuilla vettä, ja pumppuun tulee häiriö, luonnonlakien mukaisesti jäähdytys toimii painovoiman avulla kylmän veden laskeutuessa alas ja lämpimän noustessa ylös. Reaktorin sydämen lämpötilan hallinta sujuu helpommin ja turvallisemmin verrattuna isoihin ydinvoimaloihin. Pienvoimalassa syntyy vain vähän ydinjätettä, ja jätteen loppusijoitus on Suomessa hyvin hallinnassa, Hyvärinen kertoo.
Suomessa lämmitysreaktorit ovat suunnitteluasteella ja piirustuspöydillä. Yliopistossa työtä on tehty paljon opiskelijavoimin. Jotta tekniikasta saadaan mahdollisimman yksinkertaista, on VTT:n ja LUTin reaktoriratkaisuissa lähdetty siitä, että voimalat tuottavat vain lämpöä.
– Oman kehitystyön jatkoksi LUT-yliopisto on sopinut amerikkalaisen Ultra Safe Nuclear Corporationin kanssa kokonaan uudentyyppisen 15–30 MW lämpötehoisen tutkimus- ja demonstraatioreaktorin rakentamisesta Lappeenrantaan, Hyvärinen lisää.
– Olemme mukana osakkuusyhtiömme TSE:n (Turun Seudun Energiantuotanto) Naantalin monipolttoainelaitoksessa, joka käyttää pääosin uusiutuvia energiamuotoja sähkön ja kaukolämmön tuotannossa. Tämän lisäksi käytössämme on uusiutuvaa energiaa käyttävää lämpöpumpputekniikkaa paukkupakkasten varalle. Meillä on varsin kirkkaana toimenpiteet, miten tulemme toteuttamaan tavoitteen olla hiilineutraaleja vuoteen 2029 mennessä. Siitä huolimatta kaukolämpöalalle SRM-tekniikan kaltaiset ovat ehdottomasti positiivinen kehityssuunta kohti päästötöntä kaukolämmön tuotantoa, toteaa Timo Honkanen.