Venäläinen Akademik Lomonosov on kelluva ydinvoimala, jossa on kaksi pienreaktoria. Niiden teho on yhteensä 70 megawattia. Alus voidaan hinata kaupungin lähistölle tuottamaan sähköä ja kaukolämpöä noin 200 000 ihmisen tarpeisiin. Kuva: Peter Kovalev

Helsingille halutaan oma pieni ydinvoimala – muutamalla pikkureaktorilla voisi lämmittää kaupungin

Mitäpä jos Helsinki korvaisi hiili-, puu- ja maakaasuvoimalansa parilla pienellä ydinvoimalalla?

Kirjoittaja(t) Petri Forsell

Helsingissä ja Turussa joukko kaupunginvaltuutettuja piraattipuolueesta, vihreistä ja kokoomuksesta on jättänyt aloitteet sen tutkimiseksi, voisiko pieni ydinvoimala tuottaa sähköä ja kaukolämpöä kaupunkilaisille.

Perusteluissa he painottavat voimaloiden pieniä hiilidioksidipäästöjä.

Tällainen mahdollisuus on avautumassa, jos pienet, korkeintaan noin 300 megawatin tehoiset ydinvoimalaitokset lunastavat odotukset.

Vertailun vuoksi esimerkiksi rakenteilla olevan Olkiluoto 3:n sähköteho on 1 600 megawattia.

Ensi alkuun pienydinvoiman tiellä on kaksi suurta ehtoa, sanoo asiantuntija Tuomo Huttunen sähkö- ja kaukolämpöyrityksiä edustavasta Energiateollisuusyhdistyksestä.

Ensinnäkin voimalan täytyy osoittautua kilpailukykyiseksi. Tärkeää on, kuinka monta euroa tuotettu kilowattitunti energiaa maksaa.

Toiseksi lainsäädännön täytyy hyväksyä pienet sarjavalmisteiset reaktorit. Suomen nykyiset lait eivät niiden käyttöä mahdollista.

Eri maihin samanlainen yksikkö?

Ydinvoimalat ovat tavallisesti valtavia, kymmenien miljardien eurojen arvoisia investointeja. Rakennusajat ovat pitkiä ja vaadittavat suoja-alueet suuria. Lähes aina laitos on tehtävä yksilöllisesti paikan päällä – mikäli rakentamaan edes päästään hitaan lupakäsittelyn jälkeen.

”Suomen ydinenergialaki on tehty suuria yksittäisiä laitoksia varten. Esimerkiksi 12 teholtaan 50 megawatin laitosta vaatisi 12 kappaletta periaatepäätöksiä, rakentamis- ja käyttölupia ja ympäristövaikutusten arviointeja”, Huttunen sanoo.

Teollisuus luultavasti toivoisi voivansa hyödyntää sarjavalmistusta siten, että esimerkiksi Ranskaan ja Suomeen saisi rakentaa samanlaisen yksikön. Nykyisin eri maissa on eri vaatimukset.

Huttunen ei silti tyrmää ajatusta pienreaktoreista Suomessa. ”Teknisessä mielessä vaikuttaa hyvinkin mahdolliselta ajatukselta.”

Ei aivan uusi asia Helsingissä

Ydinkaukolämpö Helsingissä ei ole aivan uusi oivallus.

”Asiaa tutkittiin jo 1980-luvulla, kun selvitettiin niin sanotun Secure-reaktorin mahdollisuutta tuottaa lämpöä pääkaupunkiseudun kaukolämpöverkkoon. Hankkeesta luovuttiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen”, Huttunen muistelee.

Pelkästään lämpöä tuottava ydinvoimala olisi tekniikaltaan paljon vähemmän vaativa kuin sähkön jauhaja.

”Ydinreaktiossa syntyvä lämpö saadaan tehokkaasti talteen, koska sitä varten ei tarvita niin kuumaa ja korkeapaineista höyryä eikä höyryn sisältämää energiaa tarvitse muuntaa sähköksi turbiinigeneraattorissa.”

Pelkästään lämpöä tuottava ydinvoimala olisi tekniikaltaan paljon vähemmän vaativa kuin sähkön jauhaja.

”Tutussa tekniikassa ei esiinny lastentauteja”

Teknologian tutkimuskeskus VTT on laskenut, miten pien­reaktori sopisi kaupunkiin, jonka mitat ja asukasmäärä olisivat samankaltaiset kuin Espoolla. Mallinnuksen mukaan se sopisi oikein hyvin.

Esimerkkilaskelma perustui amerikkalaiseen NuScale-kevytvesireaktoriin. Sen teho on 160 megawattia.

”Kevytvesireaktoreista on kokemuksia vuosikymmenien ajalta, eikä tutussa tekniikassa esiinny lastentauteja”, VTT:n erikoistutkija Ville Tulkki arvioi.

Laskelmien mukaan reaktori ei kuitenkaan jaksaisi yksin tuottaa kaikkea kaupungissa tarvittavaa lämpöä. Rinnalle tarvittaisiin kylmimpään aikaan vaikkapa lämpöpumppuja tai lämpöä varastoivia vesialtaita.

Siitä huolimatta ydinlämmön korkea käyttöaste painaisi kaukolämmön hintaa alas.

Tulkin mukaan sijoituksen takaisinmaksu veisi 10–20 vuotta. Koska kaikki on vielä kovin uutta, sen tarkempia talouslukuja ei ole.

Kakkosvaihtoehto reaktoriksi VTT:n mallissa olisi kiinalainen kuulakekovoimala. Se perustuu Saksassa 1970-luvulla kehitettyyn tekniikkaan, jota ei aikoinaan saatu toimimaan tyydyttävästi.

”Kiinalaiset ovat kehittäneet sitä eteenpäin. Tämän reaktorin korkea lämpötila on selvä etu kaukolämmön tuotannossa”, Tulkki kertoo.

Yksi iso tulee pieniä edullisemmaksi

Pienreaktorit ovat eräässä mielessä paluu ydinvoiman juurille: ensimmäiset kaupalliset voimalat kuusi vuosikymmentä sitten olivat nykymitassa pieniä.

Esimerkiksi Britannian Sellafieldin turbiinit puhkuivat alkujaan neljän 60 megawatin reaktorin voimalla.

Mittakaavaetuja tavoittelevat yhtiöt alkoivat kuitenkin pyrkiä suurempiin yksiköihin. Oli edullisempaa rakentaa yksi suurvoimala kuin kymmenen pientä.

Tämä sääntö on nyt menettämässä merkitystään. Pienten yhteenliitettävien SMR-reaktorien (small modular reactor) uskotaan tarjoavan niin paljon hyviä ominaisuuksia, että ne menestyvät kilpailussa suurempia voimaloita vastaan.

Oli edullisempaa rakentaa yksi suurvoimala kuin kymmenen pientä.

Yksi suuri syy tähän on edistys teollisissa valmistusmenetelmissä ja materiaaliteknologiassa.

Kun voimalan teräksinen suojakuori kootaan paikan päällä, joudutaan tekemään hidasta ja raskasta työtä. Kappaleita sovitetaan toisiinsa ja hitsataan kiinni. Sitten sauma tarkistetaan. Pienetkin virheet voivat pakottaa avaamaan liitokset ja tekemään kaiken uusiksi.

Pienreaktorin suoja – joka on tietysti paljon pienempikin – valmistuu tehtaassa eikä rakennuspaikalla.

Tietokoneen ohjaamat leikkurit ja robottikädet valmistavat keskenään tismalleen samanlaisia kappaleita niin monta kuin suinkin tarvitaan. Samoin monet muut reaktorin osat voidaan tehdä sarjatyönä, mikä laskee kustannuksia huomattavasti.

Lupamenettely voisi yksinkertaistua

Toinen etu olisi lupamenettelyn yksinkertaistuminen. Jos reaktorit ovat keskenään identtisiä, turvaviranomaiset voivat antaa niille yhteisen luvan, jonkinlaisen tyyppihyväksynnän.

Vaikka lupien käsittely veisi edelleen vuoden tai enemmänkin, sitä ei tarvitsisi toistaa joka kerta kun uusi yksikkö liitetään vanhojen jatkoksi.

Suomessa Säteilyturvakeskuksen pääjohtaja Petteri Tiippana piti lupakäsittelyn muuttamista hyvinkin mahdollisena Ylen haastattelussa viime vuonna.

Kolmas etu on reaktorin pienuus. Suunnitteilla on noin 200 megawatin laitteita, joiden halkaisija on alle 5 metriä ja korkeus noin 15 metriä.

Tällainen reaktori ei ole paljon suurimpia kuljetuskontteja kookkaampi, joten niitä voi tuoda voimalan työmaalle laivalla, autolla tai junalla.

Neljäs etu on se, että reaktorien keräilyn voi aloittaa pikkurahalla. Sarjan ensimmäinen voimala maksaisi lupineen kaikkineen noin kaksi miljardia euroa, arvioi brittiläisen Sheffieldin yliopiston ydintekniikan tutkimuskeskus.

Pari miljardia ei ole paljon, jos sitä vertaa Olkiluoto 3:n liki yhdeksän miljardin euron hintaan tai Britanniaan suunnitellun Hinkley C -yksikön yli 20 miljardin budjettiin.

Seuraavat palat olisivat merkittävästi edullisempia, ja niitä voisi rahoittaa edeltävien yksiköiden tuotoilla.

Heikkoutena mittakaavaedusta luopuminen

Paloista rakentaminen on myös nopeampaa. Vaikka suunnittelu alkaisi aivan alkutekijöistä, laitos voi valmistua viidessä vuodessa.

Jos on mahdollista käyttää valmista ja viranomaisten kelpuuttamaa mallia, rakennusaika voi jopa puolittua.

Nämä ovat argumentteja, joita SMR-tekniikan kannattajat pitävät mielellään esillä. Kaikki eivät niihin usko. Kriitikoita on sekä perinteisen ydinvoiman kannattajissa että kaikkien ydinvoimaloiden vastustajissa.

Vaikka suunnittelu alkaisi aivan alkutekijöistä, laitos voi valmistua viidessä vuodessa.

Yleisimmin pikkuvoimaloiden heikkona kohtana pidetään mittakaavaedusta luopumista. Kymmenen pientä reaktoria vaatii enemmän teknikoita ja insinöörejä kuin yksi iso.

Rakennusmateriaalejakin kuluu enemmän. Joidenkin metallien hinnat saattavat jopa nousta SMR-buumissa.

Toinen heikko kohta on maineriski. Vaikka pienvoimaloita voi pitää turvallisempina kuin perinteisiä laitoksia, voi niissäkin tapahtua onnettomuuksia. Onnettomuus taas kääntäisi yleisen mielipiteen ja sen mukana poliitikot tekniikan vastustajiksi.

Jos tämä johtaisi siihen, että voimaloilta alettaisiin vaatia raskaampia turvatoimia, investointien kannattavuus laskisi.

Kokemuksia alkaa karttua

Moderneista pienvoimaloista alkaa hiljalleen kertyä kokemusta ja käytännön tietoa.

Yhdysvalloissa NuScale-yhtiö on vienyt suunnitelmansa viranomaisille lupahakemusta varten. Kiinassa rakennetaan sadan megawatin voimalaa, jonka on tarkoitus olla ensimmäinen kuuden sarjassa.

Venäjä on saamassa valmiiksi 70 megawatin voimalan. Laitoksen erikoisuus on se, että se on tehty siirrettäväksi. Kelluva voimala voidaan siirtää mihin tahansa merenrantakaupunkiin, joka tarvitsee sähköä tai kaukolämpöä parin sadan tuhannen asukkaan tarpeisiin.

Kokemusta tarvitaankin, koska voimaloista on kymmenittäin erilaisia hahmotelmia. Useimmat perustuvat perinteiseen paine- tai kiehutusvesireaktoriin, jollaisia Suomenkin kaikki nykyiset voimalat käyttävät.

Mukana kisassa on kuitenkin myös eksoottisempia malleja, kuten suola- ja kaasujäähdytteiset reaktorit.

Jos tulevat käyttökokemukset lunastavat odotuksia, ydinvoima voi kokea uuden tulemisen ja saada jopa uusia tehtäviä.

Esimerkiksi aluevaltauksesta käy aiesopimus Jordanian ja Rolls-Roycen välillä. Sopimuspuolet selvittävät, olisiko mahdollista rakentaa rimpsu voimaloita, jotka tuottaisivat sähkön lisäksi juomavettä merestä haihduttamalla.

Ydinvoiman mainetta saattaa parantaa sekin, että pienreaktorit voivat soveltua myös tuottamaan vetyä. Se on saasteeton polttoaine polttokennoihin sekä säätövoimaksi tuuli- ja aurinkosähkön rinnalle.

Tätä artikkelia on kommentoitu 3 kertaa

3 vastausta artikkeliin “Helsingille halutaan oma pieni ydinvoimala – muutamalla pikkureaktorilla voisi lämmittää kaupungin”

  1. Poliitikot jaksavat aina yllättää. Kansanedustaja joka kuului puolustusvaliokuntaan ehdotti vuonna 2004 ’virtuaalisotilaita’ korvaamaan maamiinoja itärajalla.
    Helsingin kuntapoliitikoilla on eritystä intoa energia- ja ympäristöasioihin.

  2. Tämä olisi oikein mielenkiintoinen juttu .
    Olisi ihqua seurata kun kiihkovihreät, puunhalaajat, sossut, maalaisliittolaiset, Pelastakaa Lapset ry, yms yms kaivaisivat kaikki mahdolliset kauhukuvat esille ihan vain vastustuksen takia.

  3. Näin sanotaan siitä mitä 80-luvulla suunniteltiin tänne.

    SECURE has unique safety characteristics, that are based on fundamental laws of physics. The safety does not depend on active components or operator intervention for shutdown and cooling of the reactor. The inherent safety characteristics of the plant cannot be affected by operator errors.

    Tollanen passiivinen reaktori kuulostais hyvältä. Senhän vois vaikka valaa betoniin maan alle ja jättää sinne kunnes polttoaine alkaa loppumaan ja sit vaan vaihtaa uuden tilalle.

Vastaa

Tilaa uutiskirje

Kooste rakennusalan tärkeistä uutisista sähköpostiisi kolmesti viikossa. Saat myös kutsuja Rakennuslehden tapahtumiin. Lisätietoja

Kooste rakennusalan tärkeistä uutisista sähköpostiisi kolmesti viikossa. Saat myös kutsuja Rakennuslehden tapahtumiin.

Anna sähköpostiosoitteesi