Det statliga forskningsbolaget VTT i Finland har börjat utveckla en liten kärnreaktor som ska ge fjärrvärme. Syftet är att skapa en ny inhemsk industri kring tekniken.

Den finska fjärrvärmen produceras i dag från flera olika källor. Ungefär hälften kommer från koldioxidneutrala källor, det vill säga biomassa (42 procent) och värmeåtervinning (10 procent).

Den andra halvan produceras av kol (18 procent), torv (14 procent), naturgas (11 procent) och en mindre del olja (2 procent).

Enligt forskningsbolaget VTT gav den finska fjärrvärmen upphov till över fyra miljoner ton i koldioxidutsläpp förra året. I många städer blir värmeproduktionen en av de största klimatutmaningarna eftersom Finland har bestämt sig för att sluta använda kol 2029.

– Tidplanen är utmanande och det finns få billiga alternativ. För att åstadkomma detta behövs nya innovationer och introduktion av ny teknik. Kärnkraft som ger fjärrvärme kan åstadkomma riktigt stora utsläppsminskningar, säger Ville Tulkki, forskningschef på VTT, i ett pressmeddelande.

Värma vatten till 100 grader Celsius

Men reaktorkonceptet behöver inte vara färdigt och förverkligat till kolförbudet 2029, anser han. Även efter det årtalet kommer fjärrvärmen att använda sig av många andra bränslen som kan ersättas av kärnkraft.

– Vi försöker så klart se om vi kan hinna till 2029. Men om du frågar när vi kan ha en anläggning i drift så kan det bli när som helst mellan 2029 och 2035, säger Ville Tulkki till Ny Teknik.

Koncept för små och modulära kärnreaktorer utvecklas världen över som ett svar på kostsamma förseningar i byggen av nya stora kärnkraftverk. Tanken är att små reaktorer ska kunna tillverkas snabbt och billigt i fabrik och transporteras i moduler till rätt plats, där de monteras.

Enligt VTT avser de flesta av dessa koncept reaktorer som ska producera el eller värme med hög temperatur för olika industriprocesser. VTT:s plan är i stället att fokusera på en reaktor som kan värma vatten till ungefär 100 grader Celsius för fjärrvärme. Då blir det möjligt att nå ännu enklare och billigare lösningar, menar forskningsföretaget.

"Trycksättning i nivå med däcken på en buss"

Just nu tänker sig VTT att det blir en tryckvattenreaktor som antingen placeras i en 25 meter djup vattenbassäng eller i en reaktortank ovan eller under mark. Oavsett vilket spår som bolaget väljer är en reaktor för fjärrvärme betydligt enklare än en som ska ge el, enligt Ville Tulkki.

– Vid elproduktion vill man ha högsta möjliga temperatur på ångan som driver turbinerna. Temperaturen är runt 350 grader Celsius och trycket blir runt 15 megapascal. För fjärrvärme behöver man en del trycksättning, men inte så mycket som 15 megapascals, mer i nivå med vad däcken på en buss har. Och väggarna i ett vanligt kärnkraftverk måste vara 20-25 centimeter tjocka men för fjärrvärme behöver de bara vara omkring en centimeter, säger Ville Tulkki.

Genom att använda kärnkraft för att producera fjärrvärme behöver inte biomassa eldas upp för att ge värme. Det är en fördel, påtalar VTT, eftersom biomassa i framtiden kan bli en värdefull råvara som till exempel kan ersätta olja i industrin eller användas för att framställa transportbränslen.

Kärnkraftverk i Schweiz värmer bostäder

I dag är det relativt ovanligt att kärnkraftverk producerar fjärrvärme. Men Sveriges första kommersiella kärnkraftverk, som drevs på 1960- och 1970-talen i Ågesta söder om Stockholm, levererade faktiskt både fjärrvärme och el. Det var en liten reaktor som kunde ge som mest 68 MW fjärrvärme och 12 MW el.

Ågesta kärnkraftverk drevs under 1960- och 1970-talen. Här syns kontrollrummet. Foto: Lennart Ström

I Östeuropa är det dock betydligt vanligare att kärnkraftverk levererar både fjärrvärme och el. Ryssland har till exempel flera sådana kärnkraftverk. Även i Schweiz nyttjas kärnkraftverket Beznau för att värma omkring 2 400 bostäder.

VTT:s reaktorkoncept ska tas fram genom avancerad modellering som blivit möjlig tack vare utvecklingen av processorkraft och parallellberäkningar. Målet med projektet är att skapa en ny industri runt tekniken där merparten av komponenterna kan tillverkas i Finland.

Kärnenergilagen ses över

Omkring 200 forskare på VTT ägnar sig åt kärnkraft. Under de senaste fem åren har företaget drivit flera projekt som rör små reaktorer. På Europanivå koordinerar VTT projektet Elsmor, som handlar om tillståndsprocesser för små modulära reaktorer.

Dagens regelverk för kärnkraft är anpassat för stora anläggningar som ligger långt ifrån städerna. Men i Finland lanserades nyligen ett arbete för att göra om kärnenergilagen så att den bättre lämpar sig för prövning av små kärnkraftverk. Den finska strålskyddsmyndigheten, Stuk, förbereder också prövning av sådana reaktorer, rapporterar World Nuclear News.