VTT:n erikoistutkija Ville Tulkki arvelee pienten ydinreaktoreiden ympärille syntyvän kaupalliset markkinat 2030-luvulla.

Pienikokoiset ydinreaktorit, eli SMR-reaktorit (Small Modular Reactor) tuottavat paljon energiaa pienillä materiaalivirroilla.

— Pienreaktoreista syntyy kuitenkin ydinjätettä samalla tavalla kuin suuristakin ydinvoimalaitoksista, huomauttaa VTT:n erikoistutkija Ville Tulkki.

Eri puolilla maailmaa on kehitteillä useita pienydinreaktoreita. Kaikki eivät vielä perustu teollisiin sarjatuotanto-osiin. Useamman laitoksen odotetaan kuitenkin käynnistyvän jo parin vuoden sisällä. Kiinassa ensimmäinen pienreaktori käynnistyy jo tänä vuonna.

— Suomeen pieniä reaktoreita voitaisiin ehkä saada 2030-luvulla, mikäli Suomi lähtee mukaan pienreaktoreiden tutkimus- ja kehitystyöhön. Pienreaktoreiden suurempi kaupallinen läpimurto tapahtuu kuitenkin vasta 2040-luvulla, Tulkki arvelee.

Lämpöteholtaan pienreaktoriksi luokiteltava laite on alle 600 megawattia. Jos laitos tuottaa myös sähköä, on pienreaktorin sähköteho korkeintaan 300 megawattia. Suurissa sarjoissa valmistettavista modulaarista yksiköistä voidaan tarpeen ja suhdanteiden mukaan koota eri kokoisia laitoskokonaisuuksia.

Keitettyä vettä ydinvoimalla

Pienreaktorit ovat vahvimmillaan, kun niillä tuotetaan kaukolämpöä. Veden keittämien 100–150-asteiseksi ei edellytä yhtä korkeita paineita kuin sähköntuotannossa tarvittavan kuuman höyryn tuottaminen. Kun materiaalien ja rakenteiden ei tarvitse kestää kovaa kuumuutta tai kovia paineita, on laitoksen rakentamien myös halvempaa. Samalla ne ovat turvallisempia.

Kaukolämpötoiminta ja pienreaktorit sopivat monella tavalla yhteen. Kaukolämmön tuotanto ja jakelu ovat vahvasti paikallista toimintaa — niin on myös teholtaan pienikokoiset ydinreaktorit. Kaukolämmön lisäksi pienreaktoreilla voitaisiin tuottaa vetyä tai prosessilämpöä teollisuuslaitosten yhteydessä. Samalla voidaan vähentää tehokkaasti fossiilisten polttoaineiden käyttöä.

— Pienillä reaktoreilla on edullisinta tuottaa tasaista lämpökuormaa. Ne voisivat olla suuremman lämmöntuotantojärjestelmän osana, Tulkki pohtii.

Pienikokoiset ydinreaktorit voidaan sijoittaa myös asutuksen lähelle. Jos laitos tuottaa myös sähköä, ei se tarvitse toimiakseen ulkoista sähköverkkoa. Siksi pienet reaktorit ovat kiinnostavia myös sähköverkkojen ulottumattomissa olevissa käyttökohteissa.

Ymmärrys rajoitteista

Tulkin mukaan kaukolämpökäyttöön soveltuvien pienreaktoreiden teknologia on jo valmista. Päättäjien ja investoijien olisi kuitenkin ymmärrettävä pienreaktoreiden mahdollisuudet, mutta myös niiden rajoitteet.

— Pientenkin ydinvoimalaitosten olisi ansaittavat päättäjien ja kansalaisten hyväksyttävyys. Lainsäädäntöön ja viranomaismääräyksiin tarvitaan ehkä muutoksia. Tämä jälkeen olisi myös kartoitettava laitosvalmistajien kyky valmistaa erilaisiin käyttötarkoituksiin soveltuvia pienreaktoreita, Tulkki toteaa.

KAINALOSSA

Vanhaa tekniikkaa uudessa paketissa

Pienikokoisia SMR-ydinreaktoreita on ollut sotilaskäytössä jo kymmeniä vuosia, esimerkiksi laivoissa ja sukellusveneissä. Energiatehokkuusvaatimukset ja ilmastopolitiikan haasteet ovat kuitenkin hivuttamassa sotilaiden omaksuman tekniikan myös siviilikäyttöön.

Ensimmäinen SMR-reaktori käynnistettiin tänä vuonna Kiinassa. Pienten reaktoreiden kehittämisen painopiste on tällä hetkellä Aasiassa ja Pohjois-Amerikassa. Kiinalaisen pienreaktorin rakentaminen kesti viisi vuotta. Mikäli reaktori päätyy sarjavalmistukseen, arvioidaan sarjatuotantomallin valmistumisajan lyhenevän reiluun pariin vuoteen.

Suomessa erityisesti Fortum ja Helen Oy ovat kiinnostuneita pienreaktoreiden mahdollisuuksista. Myös Business Finlandin rahoittamassa Co-Creation-projektissa tutkitaan pienreaktoreiden lämpökäytön mahdollisuuksia. Tällä hetkellä loppukäyttäjistä, laitetoimittajista ja teknologian kehittäjistä ollaan kokoamassa hankkeen ympärille konsortiota.

teksti Petri Sallinen / kuva Scanctockphoto