Pienydinvoimaloista kaavaillaan Suomeen fossiilivapaata kaukolämmön lähdettä.
Asuinalue hiilineutraalissa Suomessa vuonna 2035. Aurinkopaneelit peittävät passiivitalojen kattoja, sähköautot lipuvat kevyen liikenteen ehdoilla ja 7G-tukiasemat takaavat toimivat etätyömahdollisuudet.
Tyynestä pakkaspäivästä huolimatta savupiipuista leviävää katkua ei tunnu, sillä lämmön tuottaa puolittain maan alle rakennettu pienydinvoimala.
Tämänkaltaista tulevaisuutta pohditaan parhaillaan tiiviisti suomalaisissa tutkimuslaitoksissa ja energia-alan yrityksissä.
Ydinvoimalla olisi monia etuja kaukolämmön tuotannossa. Voimala ei aiheuta hiukkaspäästöjä tai vaadi jatkuvaa polttoaineen kuljetusta, joten se voitaisiin tuoda asuinalueen lähelle ja minimoida näin energiahukka. Ennen kaikkea toiminta ei tuottaisi maapalloa lämmittävää hiilidioksidia.
– Sähköntuotanto on Suomessa jo hyvin puhdasta. Lämmöntuotanto perustuu kuitenkin edelleen pitkälti polttoon. Ydinvoima olisi tähän nappiratkaisu, sanoo ydinvoimatekniikan mallintamisen professori Juhani Hyvärinen LUT-yliopistosta Lappeenrannasta.
Kaukolämpöä tuottavat ydinvoimalat olisivat kääpiöitä nykyisin käytössä oleviin voimaloihin verrattuna. Lämpöteho olisi kymmenistä megawateista noin sataan megawattiin. Suomessa tällä hetkellä käytössä olevissa Loviisan ja Olkiluodon ydinvoimaloiden reaktoreissa lämpöteho on 1 500 – 2 000 megawattia, jolla tuotetaan sähköä 500 – 900 megawattia. Olkiluodon käyttöön otettavan kolmosreaktorin lämpöteho olisi 4 300 megawattia ja sähköntuotanto 1 600 megawattia.
– Pienydinvoimalat olisivat paljon yksinkertaisempia varsinkin turvallisuusratkaisuiltaan. Paineet ja lämpötilat olisivat lämmöntuotannossa pienempiä kuin sähköntuotannossa, Hyvärinen sanoo.
Pienet ydinvoimalat ovat Hyvärisen mukaan turvallisempia myös sähköntuotannossa, sillä radioaktiivisen aineen määrä on pienempi.
Vaarallisin tilanne ydinvoimalassa olisi ytimen hallitsematon kuumeneminen. Suurissa ydinvoimaloissa tilanne hallittaisiin vesipumpuilla toimivalla jäähdytysjärjestelmillä.
Baltiaan ja Puolaan menisi heittämällä satoja kappaleita.
Juhani Hyvärinen
Pienydinvoimaloiden turvallisuus perustuu suunnitelmien mukaan yleensä niin sanottuun luonnolliseen kiertoon, joka ei vaadi ihmistoimia tai edes sähköä.
Reaktorin suojakuori olisi esimerkiksi upotettuna vesialtaaseen. Onnettomuustilanteessa vesi höyrystyisi, tiivistyisi sitten suojarakenteisiin ja valuisi takaisin jäähdyttämään reaktoria.
Pienydinvoimaloista puhutaan lyhenteellä SMR eli small modular reactor tai suomeksi pieni modulaarinen reaktori.
Kansainvälisen atomienergiajärjestön IAEA:n mukaan pienydinvoimala on teholtaan alle 300 megawattia. Termiä käytetään kuitenkin markkinoinnissa melko vapaasti. Esimerkiksi omissa suunnitelmissaan pitkällä olevan Rolls-Roycen voimalan teho olisi 470 megawattia.
– Kokoa tärkeämpi juttu on modulaarisuus, Juhani Hyvärinen sanoo.
Modulaarinen voimala koottaisiin tehtaassa sarjatuotetuista osista, minkä pitäisi laskea kustannuksia ja lyhentää rakennusaikaa.
Kiinnostusta sarjatuotettuihin ydinvoimaloihin on lisännyt suurten voimalaprojektien aikatauluongelmat. Esimerkiksi Olkiluoto 3:n käyttöönotto on viivästynyt jo 13 vuodella ja budjetti yli kaksinkertaistunut.
– Se on ehdottomasti vaikuttanut. Olkiluoto ei ole edes ainoa laatuaan. Myös esimerkiksi ranskalaisilla on ongelmia oman projektinsa kanssa, Hyvärinen sanoo.
Pienydinvoimaloita on ollut käytössä pitkään esimerkiksi ydinsukellusveneissä. Ensimmäinen maalle rakennettu SMR aloitti toimintansa 200 megawatin teholla Shidao Bay -voimalassa Kiinassa vuosi sitten joulukuussa. Länsimaissa pisimmällä on yhdysvaltalainen NuScale, jonka suunnitelmat 600 megawatin modulaarisesta ydinvoimalasta hyväksyttiin kesällä. Idahon osavaltioon rakennettavan voimalan pitäisi olla toiminnassa vuosikymmenen loppuun mennessä.
Järjestelmien toimivuudesta pitäisi olla näyttöä.
Peter Lund
– Kiinnostus pienydinvoimaan on suurta monissa EU-maissa, ydinvoima-asiantuntija Annina Alasaari Energiateollisuus ry:stä sanoo.
Alasaaren mukaan Puolaan kaavaillaan NuScalen voimalaa, joka voisi olla toiminnassa jo vuonna 2029. Myös Virossa NuScalen voimala voisi tuottaa energiaa vuonna 2031.
Ruotsissa taas on hanke, jossa reaktori olisi yhdysvaltalaisen GE Hitachin valmistama.
Isossa-Britanniassa Rolls-Royce hakee voimalalleen hyväksyntää ja arvioi sen voivan olla toiminnassa vuonna 2029.
Suomen markkinarako voisi olla juuri pienissä kaukolämpövoimaloissa. Toistaiseksi konkretiaan tähtääviä kaupallisia projekteja ei ole julkaistu. Tutkimusta on tehty VTT:ssä ja LUT-yliopistossa.
– Olemme vieneet kehitystä lähinnä opinnäytetöiden kautta eteenpäin. Valmiiseen tuotteeseen on vielä matkaa, Juhani Hyvärinen sanoo.
Hyvärinen uskoo kuitenkin että pienydinvoimala voisi olla Suomessa käytössä jo tällä vuosikymmenellä. Jos tuotanto saadaan kaupallistettua, olisivat vientinäkymät hyvät.
– Vientimahdollisuuksia olisi varsinkin Itämeren ympärillä. Baltiaan ja Puolaan menisi heittämällä satoja kappaleita.
Asenteiden ei pitäisi olla esteenä voimaloiden käytölle ainakaan Suomessa, sillä Energiateollisuuden kyselyjen mukaan suomalaisten ydinvoima-asenteet ovat mittaushistorian myönteisimmät. Keväällä 60 prosenttia suhtautui ydinvoimaan myönteisesti ja vain 11 prosenttia kielteisesti.
Meillä on paljon kovaa ydinenergiaosaamista.
Annina Alasaari
– Kyllä Suomessa kannattaisi aktivoitua entisestään tässä kehityksessä. Meillä on paljon kovaa ydinenergiaosaamista, Annina Alasaari sanoo.
Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund kritisoi pienydinvoimaloista käytävää keskustelua.
– Kyse on paljon mielikuvista. Annetaan se kuva, että ydinvoiman ongelmat on ratkaistu ja pienydinvoimaloita olisi helppo, nopea ja halpa rakentaa, hän sanoo.
Lundin mukaan monet pienydinvoimaloita kehittävät yhtiöt ovat käytännössä start up -yrityksiä vailla syvällistä kokemusta ydinreaktoreiden valmistamisesta. Rakentamisen nopeus ja halpuus perustuvat hänen mukaansa muun muassa yksinkertaisempiin turvallisuusjärjestelmiin.
– Näiden järjestelmien toimivuudesta pitäisi olla näyttöjä, ennen kuin tehdään muutoksia koko energiajärjestelmään.
Sarjavalmisteisuus ei Lundin mukaan välttämättä olisi turvallisuuden tae.
– Olisi katastrofi energiahuollolle, jos paljastuisi jokin systeeminen vika sarjatuotetussa reaktorissa.
60%
Energiateollisuuden kyselyjen mukaan keväällä 60 prosenttia suomalaisista suhtautui ydinvoimaan myönteisesti ja vain 11 prosenttia kielteisesti.