Suomessa etsitään yhä kiivaammin ratkaisuja kasvihuonepäästöjen nopeaan vähentämiseen. Yhtenä mahdollisuutena siihen olisi teholtaan 20–30 megawatin pienydinvoimala, joka tuottaisi pelkästään kaukolämpöä.

Tällaista kehitetään parhaillaan Lappeenrannan–Lahden teknillisessä yliopistossa.

– Lämmittäminen tuottaa Suomessa paljon enemmän hiilidioksidipäästöjä kuin sähköntuotanto. Tämän vuoksi kehitämme juuri lämpöä tuottavaa reaktoria. Sen avulla voidaan tehokkaasti vähentää Suomen kasvihuonepäästöjä, ydinvoimatekniikan mallintamisen professori Juhani Hyvärinen kertoo.

Lappeenrannassa kehitettävällä kaukolämpöreaktorilla voitaisiin tuottaa suomalaisen keskisuuren kaupungin koko kaukolämmön tarve.

Ydintekniikan mallintamisen professori Juhani Hyvärinen. Kalle Purhonen / Yle

Osa pienreaktoribuumia

Lappeenrannassa kehitettävässä pienydinreaktorissa on kysymys niin sanotusta pienestä modulaarisesta ydinvoimalasta. Tällaisten SMR-voimaloiden suunnittelu on kovassa vauhdissa maailmalla.

Länsimaista erityisesti Yhdysvallat on alan kärjessä. Alalla katsotaan, että pienet voimalat vastaavat kahteen suureen kysymykseen ydinvoimarakentamisessa, nimittäin taloudellisuuteen ja turvallisuuteen.

Taloudellisuus saavutettaisiin sarjatuotannolla. Ydinvoimalat rakennettaisiin lähes valmiiksi tehtaassa ja tuotaisiin koottavaksi rakennuspaikalle.

Turvallisuus tulisi reaktorin pienestä koosta ja passiivisista turvajärjestelmistä, jotka toimivat ilman ulkopuolisia virtalähteitä esimerkiksi painovoiman avulla.

Pienreaktoreiden testilaitteiston reaktoriydin ylhäältä katsottuna. Polttoainesauvoja lämmitetään sähköllä.. Kalle Purhonen / Yle

Professori Juhani Hyvärisen mukaan Lappeenrannassa suunnitteilla olevassa kaukolämpöreaktorissa nämä ominaisuudet vielä korostuisivat, koska ilman sähköntuotantoa laitos voidaan tehdä yksinkertaisemmaksi.

Laitos olisi käytännössä ydinvoimalla toimiva vedenkeitin.

– Lämmöntuotannossa pärjätään paljon pienemmillä paineilla ja lämpötiloilla, kuin mitä sähköntuotannossa tarvitaan. Näin voimme suunnitella reaktorin paljon yksinkertaisemmaksi ja suuremmilla turvallisuusmarginaaleilla, Hyvärinen korostaa.

Yksinkertaisempi rakenne tuo myös kustannussäästöjä ja mahdollistaa suomalaisen teollisuuden mahdollisimman suuren mukaantulon reaktoreiden rakentamiseen.

– Näen, että Suomessa voitaisiin tehdä kaikki tai ainakin melkein kaikki tärkeät osat, Hyvärinen sanoo.

Suunnittelu alkuvaiheessa

Kaukolämpöreaktorin kehittäminen on Lappeenrannassa vasta alkuvaiheessa. Hankkeelle ei ole haettu vielä edes rahoitusta.

– Olemme halunneet ensin varmistaa, että tietyt ideat, joihin tämä perustuu, ovat teoriassa toteutuskelpoisia. Nyt alamme olla siinä vaiheessa, että voimme esitellä tätä ja hakea teknologian kehitysrahoitusta, professori Juhani Hyvärinen sanoo.

Hyvärinen uskoo, että teknologian kehittely ei kuitenkaan kestä kovin kauan.

– Tässä on lopulta kyse aika yksinkertaisesta teknologiasta. Voimme käyttää paljon osia, joita on jo tehty tai suunniteltu suurempiin reaktoreihin. Uskon, että reaktorimalli voisi valmistua 5–6 vuodessa.

Suomi eturintamassa

Lappeenrannan sijaitseva ydinvoimatekniikan mallinnuksen laboratorio on Suomessa eturivissä tutkimassa SMR-teknologiaa. Lappeenrantaan on juuri valmistunut koelaitteisto, jolla voidaan testata eri SMR-mallien järjestelmiä.

– Voimme tehdä kokeita, joilla voidaan riippumattomasti varmentaa, että valmistajien antamat tiedot pitävät paikkaansa. Näin voimme varmistaa, että kaikki osapuolet ovat ymmärtäneet asiat samalla tavalla ja oikein, professori Juhani Hyvärinen kertoo.

Laboratorio on tarjonnut samanalaisia isompia ydinreaktoreita koskevia tutkimuksia jo 1970-luvulta lähtien. Hyvärisen mukaan uutta mallinnuslaitteistoa voidaan käyttää myös oman kaukolämpöreaktorin kehittämisessä.

– Voimme hyvin käyttää tätä laitteistoa myös oman reaktorimme turvallisuusominaisuuksien testaamiseen, Hyvärinen sanoo.

Uudella koelaitteistolla voidaan simuoida oikean pienydinvoimalan toimintaa. Kalle Purhonen / Yle

Teollisuus selvittää kannattavuutta

Energiateollisuudessa selvitetään jo pienten modulaaristen reaktoreiden kilpailukykyä kaukolämmöntuotannossa.

– Meillä on äskettäin julkaistu diplomityö, jossa vertailtiin kaukolämmön eri energialähteitä. Pienet ydinreaktorit olivat siinä varsin kilpailukyinen teknologia, energiayhtiö Fortumin ydinvoimatutkimuksen ja tuotekehityksen päällikkö Eero Vesaoja kertoo.

Fortumin ydinvoimatutkimuksen ja tuotekehityksen päällikkö Eero Vesaoja tutustumassa LUT:in koelaitteistoon. Kalle Purhonen / Yle

Fortum seuraa tarkasti nopeasti kehittyvää, pienten modulaaristen ydinvoimaloiden eli SMR-reaktoreiden markkinaa. SMR-teknologiaa kehittävät useat yhtiöt erityisesti Yhdysvalloissa, jossa ensimmäinen malli saa näillä näkymin viranomaisten hyväksynnän ensi vuonna.

Fortum ei ole ainoa yhtiö Suomessa, joka on kiinnostunut SMR-teknologiasta. Suomessa on käynnistynyt teollisuuden ja tutkimustahojen yhteinen EcoSMR-hanke (siirryt toiseen palveluun), jossa selvitetään mahdollista ekosysteemia SMR-reaktoreille.

– Suunnitteilla on tutkimushanke, jossa selvitetään esimerkiksi SMR-teknologian taloudellisuutta, lisensiointia ja bisnesmalleja. Tämän lisäksi yrityksillä on omia projekteja EcoSMR-hankkeen puitteissa, Fortumin ydinvoimatutkimuksen ja tuotekehittelyn päällikkö Eero Vesaoja kertoo.

Suomi pyrkii edistämään SMR-teknologiaa myös Euroopan unionin tasolla. VTT koordinoi EU:n ELSMOR-projektia (siirryt toiseen palveluun), jossa kehitetään SMR-reaktoreiden lisensiointijärjestelmää Euroopan unioniin.

Kunnissa kiinnostusta

Kunnat etsivät Suomessa nyt kiihkeästi ratkaisuja kasvihuonepäästöjensä vähentämiseen. Kivihiilestä luopuminen on jo selvää, mutta jopa puupohjaisten polttoaineiden käyttäminen voi olla ongelmallista tulevaisuudessa, koska puun polttamisessa ilmaan päästetyn hiilidioksidin sitoutuminen takisin metsään kestää liian kauan.

Pienydinvoimat nähdään mahdollisuutena vähentää nopeasti hiilidioksidipäästöjä. Alaa tarkkaillaan esimerkiksi Helsingin seudulle energiaa tuottavassa Helen Oy:ssä.

– Seuraamme kiinnostuneena tätä markkinaa, sanoo Helen Oy:n asiantuntija Heidi Harle.

Helen Oy:n asiantuntija Heidi Harle. Kalle Purhonen / Yle

Helsinki on tehnyt päätöksen luopua kivihiilestä vuonna 2029 ja hiilineutraalisuuden saavuttamisesta vuonna 2035. SMR-reaktoreiden markkinoille tulo saattaa myöhästyä tästä aikataulusta.

– Aikataulu näyttää haastavalta ainakin vuoden 2029 suhteen. Pidemmälle tulevaisuuteen sijoittuvana ratkaisuna tämä voi olla mahdollinen, Harle sanoo.

Poliittinen käännös

Pienten ydinvoimaloiden rakentaminen asutuskeskusten lähelle on suuri poliittinen kysymys, joka herättänee jakolinjoja jopa puolueiden sisälle. Ydinvoimaa on pitkään vastustettu erityisesti ympäristöliikkeessä ja vihreissä.

Nopeita ratkaisuja vaativa ilmastokriisi on kuitenkin muuttamassa asenteita myös ympäristöliikkeessä. Suomeen on jopa perustettu ydinvoimaan myönteisesti suhtautuva ympäristöliike Ekomodernistit ry. (siirryt toiseen palveluun)

– Näemme ydinvoiman yhtenä erinomaisena keinona hillitä ilmastonmuutosta ja rakentaa puhdasta energiantuotantoa. Totta kai jokainen hanke pitää kuitenkin arvioida erikseen, Ekomodernistit yhdistyksen perustajajäsenen Rauli Partanen kertoo.

Lue myös

Leikkaavatko pienydinreaktorit Suomen kaukolämmön päästöt murto-osaan jo 2020-luvulla? – "Kaupallistaminen kahden vuoden päässä"