GE Hitachi BWRX-300 - Fermi Energian referenssireaktori teknologiaan. Lähde: Fermi.ee
Lähde: Fermi.ee

SMR voi edustaa ydinvoiman tulevaisuutta

Pienistä modulaarisista ydinreaktoreista (Small Modular Reactor, SMR) on tulossa yhä ilmeisempi vaihtoehto tulevaisuuden ydinvoimassa. Mitkä ovat niiden edut? Miltä kehitys näyttää? Miten niitä käytetään?

Keskustelussa ydinvoiman tulevaisuudesta nousee yhä useammin esille kirjainyhdistelmä SMR. Pieniä modulaarisia reaktoreita pidetään lisänä perinteisille, suuremmille ydinreaktoreille ja suhteellisen helppona vaihtoehtona vastata tulevaisuuden haasteisiin, kun fossiilittomien voimaloiden on turvattava sähkön ja lämmön tuotanto.

Desirée Comstedt, Vice President Fleet Development, Vattenfall

Vattenfallin Desirée Comstedtin mukaan pienet ydinvoimalat tarjoavat monia etuja: tekniset innovaatiot, parempi tietomallinnus ja moderni rakennustekniikka tekevät reaktorien rakenteista yksinkertaisempia. Myös komponenttien määrä on pienempi. Siksi SMR-reaktoreita on helpompi rakentaa, käyttää ja ylläpitää, mikä alentaa myös kustannuksia. 

– Kustannusten alentamisen lähtökohtana on mahdollisuus yhteislisensointiin ydinvoimaa käyttävien maiden vastuuviranomaisten kesken”, Desirée Comstedt sanoo. "Yhteislisensoinnilla voidaan vähentää projektiriskejä niin, että sama reaktorityyppi voidaan rakentaa useisiin maihin. Projektien lyhyemmät läpimenoajat ja pienemmät projektiriskit mukautettavan lisensoinnin ansiosta helpottavat rahoitusta. Edellytysten arvioidaan olevat hyvät SMR-reaktorin yhteisluvitukselle EU-alueella toisin kuin tähän saakka rakennettujen suurten ydinvoimaloiden lupaprosessien kohdalla. Ydinvoiman kustannukset koostuvat rahoituksesta ja luvituskustannuksista. Jos näitä kahta kustannusta voitaisiin alentaa, myös rahoittaminen helpottuisi.

Lisää käyttömahdollisuuksia ja turvallisuutta

Kustannussäästöjen lisäksi Desirée Comstedtin mukaan SMR-laitosten joustavuus ja monipuolinen käytettävyys tarjoavat etuja suuriin ydinvoimaloihin verrattuna. SMR-laitosten teho on reilu neljännes täysimittaisen voimalan tehosta (noin 300 megawattia verrattuna 1300 megawattiin), mikä tekee niistä käyttökelpoisempia esimerkiksi teollisuuden sähköistämisessä.

– SMR-laitoksissa syntyy vähemmän lämpöhukkaa ja niitä voidaan käyttää prosessiteollisuudessa. Niitä voidaan käyttää myös lämmön tai vedyn tuottamiseen.

Kolmas SMR-laitosten tarjoama selkeä etu on turvallisuus, vaikka Desirée Comstedt haluaakin korostaa, että nykyiset ydinvoimalat ovat jo nyt erittäin turvallisia.

– Eräs SMR-laitosten etu niiden passiivinen turvallisuus. Reaktorit on suunniteltu niin, että hätätilanteessa ne menevät turvalliseen sammutustilaan fysiikan lakien ansiosta. Turvaominaisuudet eivät käytännössä vaadi ihmisen tai järjestelmän toimia, ulkoista sähkönsyöttöä tai muita toimenpiteitä. Myös nykyiset suuret, aktiivisia järjestelmiä käyttävät reaktorit ovat erittäin turvallisia. Niissä on useita kaksinkertaisia turvajärjestelmiä, jotka käynnistyvät automaattisesti onnettomuuden sattuessa. Viime kädessä niissä voidaan tehdä myös manuaalisia toimenpiteitä. Passiivisen turvallisuuden ideana on kuitenkin se, ettei sen toiminta edellytä ulkopuolisia toimia.

Vattenfall panostaa Viroon

SMR-laitosten kehitys etenee nopeasti etenkin Pohjois-Amerikassa. Comstedt mainitsee erityisesti Kanadan edelläkävijämaana, jossa ensimmäinen laitos ollaan avaamassa vuoteen 2028 mennessä, mutta hän uskoo myös, että useimmat suuret valtiot haluavat olla ajoissa liikkeellä ja saada oman SMR-tekniikkansa markkinoille. Mahdollisuus tuotannon laajentamiseen tarkoittaa, että oikea tekniikka tekisi tuotannosta kannattavaa suhteellisen nopeasti.

Entä onko Ruotsiin tulossa SMR-laitoksia? Milloin tämä voisi tapahtua?

– Vastaus riippuu sähkömarkkinoiden ja teollisuuden kehityksestä, esimerkiksi fossiilivapaan sähkön kysyntä voi kaksinkertaistua 2040-lukuun mennessä. Meillä on edessämme sähköntuotannon vallankumous. Toivomme näkevämme myös uutta teollistumista, joka asettaa suuria vaatimuksia toimitusvarmalle sähkölle ja todennäköisesti myös muille sovellusinnovaatioille, kuten vedylle. Pidämme erittäin todennäköisenä, että viimeistään 2030-luvulla sähkön kysyntä nousee valtavasti. Se on välttämätöntä ilmasto- ja huoltovarmuustavoitteiden saavuttamiseksi. Silloin SMR-laitokset soveltuvat moniin erilaisiin käyttökohteisiin. On liian aikaista sanoa, milloin tämä tapahtuu, sillä se riippuu monista tekijöistä. Jotta investointia voitaisiin harkita, sen on luonnollisesti myös oltava taloudellisesti kestävä ja kannattava pitkällä aikavälillä. Edellytykset täytyy voida analysoida yksityiskohtaisesti.

Pienissä maissa SMR-laitokset nähdään hyvänä mahdollisuutena energiapaletin parantamiseen. Vattenfall on mukana virolaisessa hankkeessa, jossa Fermi Energia suunnittelee SMR-laitoksen rakentamista. Vattenfall voi kehittää SMR:n henkilöstön osaamista osallistumalla prosessiin hakemusaikana ja arvioida esimerkiksi tekniikkaan ja rakentamiseen liittyviä koulutustarpeita.

Viro on 1,3 miljoonan asukkaan väkilukunsa, maantieteellisen kokonsa, pienen valtionvelkansa ja IT-suuntautuneen markkinataloutensa ansiosta maa, joka on lähes täydellinen SMR-laitoksille. Sähköntarve ei ole riittävän suuri suuren ydinvoimalan rakentamiseen, mutta SMR-laitos avaa aivan uusia mahdollisuuksia. SMR-laitosten avulla Viro voi pienentää merkittävästi ilmastovaikutustaan, sillä maa on tällä hetkellä riippuvainen ympäristölle haitallisen palavankiven eli öljyliuskeen polttamisesta, ja sen hiilidioksidipäästöt tuotettua sähkön kilowattituntia kohden ovat keskimäärin EU:n suurimmat.

Osa järjestelmää – ei silti ratkaisu kaikkeen

Muut samankokoiset maat voisivat harkita vastaavia ratkaisuja. Comstedt uskoo kuitenkin, että perinteisiä ydinvoimaloita tarvitaan esimerkiksi Puolan kaltaisissa suurissa, voimakkaasti teollistuneissa maissa, joissa tällä hetkellä ei ole ydinvoimaa.  Lisäksi hän korostaa, että pikemminkin kuin ratkaisu kaikkeen, SMR on potentiaalinen osa laajempaa ja kestävämpää energiajärjestelmää.

– Jos salkussa on paljon uusiutuvia energialähteitä, on tärkeää, että käytössä on ennakoitavissa oleva energialähde, jolla järjestelmää voidaan tasapainottaa. Uskon tämän olevan tärkeää Virolle ja monille muille Euroopan maille. Useimmissa maissa ei Ruotsin tavoin ole vesivoimaa, jolloin SMR-laitokset ovat hyvä vaihtoehto. Koko järjestelmää tarkasteltaessa tämä on mielestäni erittäin myönteistä sekä ympäristön että SMR-laitosten kannalta.

Pienet modulaariset reaktorit

SMR-reaktoreissa käytetään samaa ydinfissiotekniikkaa kuin perinteisissä ydinvoimaloissa, mutta huomattavasti pienemmässä koossa. Termi viittaa kokoon ja tehoon, ei tiettyyn reaktorityyppiin tai ydinprosessiin. SMR-laitoksiksi kutsuttujen reaktorien teho on tyypillisesti noin 300 megawattia.

Kuvitus – pienet modulaariset reaktorit (PDF)

Neljännen sukupolven ydinvoima

Generation IV -voimaloiksi kutsuttujen neljännen sukupolven ydinvoimaloiden suunnittelussa tähdätään suurempien reaktorijärjestelmien ja ydinpolttoainekiertolaitosten rakentamiseen, joissa polttoainetta voidaan käyttää tehokkaammin, eikä pitkäaikaista jätettä pääse syntymään. Myös turvallisuuden osalta Generation IV merkitsee päivitystä. Järjestelmä on suunniteltava niin, ettei vakavia onnettomuuksia pääse tapahtumaan. 

SMR-laitokset voivat käyttää Generation IV -tekniikkaa, mutta Generation IV -tekniikka soveltuu myös suuriin, perinteisiin ydinvoimaloihin.

Katso myös

Andreas Regnell, Vattenfall ja Frans Timmermans, Euroopan komission varapuheenjohtaja HYBRITin pilottilaitoksen edessä Luulajassa.

HYBRIT saa tukea EU:n innovaatiorahastolta

HYBRIT-hanke saa EU:n innovaatiorahastolta yhteensä 143 miljoonan euron tuen vetypohjaisen raudan ja teräksen valmistuksen demonstrointiin teollisessa ja kaupallisessa mittakaavass...

Lue koko artikkeli

SAS, Vattenfall, Shell ja LanzaTech alkavat tutkia synteettisen ympäristöystävällisen lentopolttoaineen tuotantoa

Vattenfall, SAS, Shell ja LanzaTech alkavat yhdessä tutkia maailman ensimmäisen synteettisen ympäristöystävällisen lentopolttoaineen (SAF) tuotantoa LanzaJet

Lue koko artikkeli
Anna Borg, Vattenfallin konserni- ja toimitusjohtaja

Vuoden 2022 ensimmäinen vuosineljännes: sota Ukrainassa hallitsi energiamarkkinoiden tunnelmia

Sota Ukrainassa ja siihen liittyvä markkinoiden volatiliteetti asettavat suuria haasteita Euroopan energiajärjestelmälle. Taloudellisesti poikkeuksellisen vuoden jälkeen tästä vuodesta on od...

Lue koko artikkeli