Ydinmiilu joka pitäjään

Maailmalla suunnitellaan ydinvoiman uutta sukupolvea, pieniä, yhdyskuntarakenteeseen integroitavia ydinvoimaloita. Keskustelu käy myös Suomessa kiivaana.

Ja tottahan se on, jos energiatuotanto halutaan rakentaa ydinvoiman varaan, fiksuinta on rakentaa teollisena sarjatuotantona useita pieniä standardimallisia voimaloita lähelle asutusta, jotta niiden hukkalämpöä voidaan hyödyntää kaukolämpöverkossa. Samalla energiainfran haavoittuvuus vähenee, kun koko maata ei saa pimeäksi parilla sähköverkon runkolinjat Loviisaan ja Olkiluotoon katkaisevalla reppupommilla.

Miksi olemme siis päätyneet sen sijaan rakentamaan suuria yksittäin suunniteltuja ja rakennettuja ydinvoimaloita kauas käyttäjistä? Yksi syy on poliittinen: On paljon helpompi saada poliittinen päätös yhdestä suuresta kuin parista kymmenestä pienestä ydinvoimalasta, vaikka sitten se yksi suuri olisi uuden reaktorityypin proto, josta ei ole vielä edes piirustuksia, jonka reaktoriytimen konstruktiota ei ole koskaan kokeiltu tuotantokäytössä, ja joka joskus valmistuessaan on maailman suurin ydinreaktori. (Elleivät kiinalaiset ehdi ensin.)

Toinen syy on taloudellinen. Kun voimaloita on vähän, ne pysyvät paremmin suurten sähköyhtiöiden hallinnassa, jolloin sähkö eli raha kulkee niiden kautta. Markkinoita hallitsevien sähköyhtiöiden yksinkertaisesti kannattaa lobata ennemmin isoja kuin pieniä ydinvoimaloita.

Lähiydinreaktori Salmisaaressa tai Suomenojalla olisi joka tapauksessa rehellisempää kuin _täysin_ turvallisen voimalan rakentaminen – turvallisuussyistä – mahdollisimman kauas asutuksesta, pois silmistä ja mielestä.

Vaikka itselläni on varauksia ydinenergian suhteen, pienydinreaktorikonseptia kannattaa tutkia ja keskustella ennen kuin torjuu sen … esimerkiksi vain siksi, että ”ydin”. Pienet standardiydinreaktorit ratkaisisivat monia ydinvoiman ongelmia, mutta eivät kaikkia, ja loisivat ainakin yhden uuden.

Joka tapauksessa myös pieni ydinreaktori tuottaa korkea-aktiivista käytettyä ydinpolttoainetta, joka olisi jäähdytettävä, kuljetettava jälkikäsittelyyn ja käsittelyn jälkeen loppusijoitettava. Kuinka valmiita olisimme hyväksymään sen, että eri puolella Suomea olisi pienreaktoreiden yhteydessä korkea-aktiivisen ydinjätteen välivarastointiin tarkoitettuja vesialtaita, jotka eivät saisi missään tilanteissa vuotaa tai kiehua kuiviksi.

Olisiko mahdollista perustaa valtakunnallinen laitos käytetyn ydinpolttoaineen jäähdyttämistä ja käsittelyä varten ja kuljettaa käytetty polttoaine reaktoreilta laitokselle aina polttoaineen vaihdon yhteydessä? Kuljetuksen ongelmana on se, että käytetty polttoaine on useamman vuoden ajan sekä hyvin kuumaa että hyvin radioaktiivista. Sitä on siis paitsi jäähdytettävä myös suojeltava ympäristöä säteilyltä koko kuljetuksen ajan. Kuljetukset olisivat houkutteleva kohde esimerkiksi terroristeille, vähintään yhtä houkutteleva kuin vesialtaiden jäähdytysvesipumput. 

Itseäni kaiken kokoisissa ydinvoimaloissa mietityttää erityisesti niiden yhteiskunnalta vaatima vakaus. Ydinvoimala edellyttää noin vuosisadan ajan vakaana pysyvää yhteiskuntaa. Ainakin perinteisten ydinvoimaloiden käyttöikä on noin 50 vuotta, minkä jälkeen reaktorin rakenteiden on ”jäähdyttävä” toiset 50 vuotta ennen kuin reaktori voidaan purkaa turvallisesti. Eli jos Suomen itsenäistyessä olisi otettu käyttöön uusi ydinvoimala, sen purkutyöt voitaisiin aloittaa vasta nyt. Miten se olisi selvinnyt sisällissodasta, talvisodasta, jatkosodasta ja Lapin sodasta?

Toisaalta pienydinreaktorit todennäköisesti paitsi valmistettaisiin sarjatuotantona ja kuljetettaisiin kokonaisina tai moduuleina paikalleen, myös kuljetettaisiin käyttöiän loputtua pois erilliseen purkulaitokseen, jossa reaktori voitaisiin jäähdyttää ja purkaa turvallisemmin kuin paikan päällä.

Uutena kysymyksenä on pohdittava myös sitä, että kun ydinreaktoreita on useita ympäri maata, jossain turvallisuuskulttuuri ennemmin tai myöhemmin pettää. Monet säteilyonnettomuudet ovat olleet seurausta nimenomaan inhimillisistä virheistä ja laiminlyönneistä. Esimerkiksi Tšernobylissä turvajärjestelmät kytkettiin tarkoituksella pois päältä, jotta reaktoria voitiin käyttää tehoalueella, jolla se tiedettiin epävakaaksi.

Ehkä vahvin argumentti pienydinreaktoreiden puolesta on ilmastopäästöjen vähentäminen. Moni on ehdottanut ydinvoiman radikaalia lisärakentamista keinona hillitä ilmastonmuutosta, mutta nykyaikaisten suurten voimaloiden rakentaminen vie yksinkertaisesti liian kauan. Esimerkiksi Olkiluoto 3:n periaatepäätös haettiin vuonna 2000, valmistelun jälkeen. Perinteisen ydinvoimalan rakentamispäätöksestä vie siis ~20 vuotta ennen kuin se tuottaa mitään. (Olkiluoto 3:n rakentaminen ei ole vienyt muihin uusiin suuriin reaktoreihin verrattuna erityisen kauan.) Meillä ei ole enää 20 vuotta aikaa vähentää radikaalisti ilmastopäästöjä. Sen sijaan sarjatyönä valmistettavien pienreaktorien käyttöönotto voisi onnistua nopeammin. Tosin missään ei ole vielä tehdasta, josta Suomi voisi tilata 20 pienreaktoria kahden vuoden toimitusajalla. Voi hyvin olla, että pienydinreaktorit tulevat markkinoille liian myöhään, jotta niistä olisi apua ilmastonmuutoksen hillitsemisen tässä vaiheessa.

Olisiko pienydinreaktoreiden tuottama sähkö ja lämpö hinnaltaan kilpailukykyistä, on toinen kysymys. Ydinvoima ei ole enää erityisen edullista, tulevista vuosista puhumattakaan, jos uusiutuvan energian hinta jatkaa laskuaan. Joidenkin arvioiden mukaan pienreaktoreita pitäisi valmistaa useita kymmeniä, jotta sarjatuotanto alentaisi merkittävästi kustannuksia.

Joka tapauksessa, kaikkia mahdollisuuksia vähentää ilmastopäästöjä kannattaa tarkastella avoimin silmin, ilman ennakkoasenteita, ennen kuin suljemme mitään vaihtoehtoja pois. Jos olisimme aloittaneet ilmastonmuutoksen torjunnan 1960-luvulla, kun ensimmäiset tutkijat alkoivat varoitella ihmiskuntaa ”kasvihuoneilmiöstä”, voisimme pitäytyä vain helppoihin ja mukaviin vaihtoehtoihin.

10 comments on “Ydinmiilu joka pitäjään
  1. Petsku says:

    LUTin artikkelin otsikko vääristää sisältöä. “Nämä kulut mukaan lukien tulisi maatuulisähkön hinnaksi 56,4 euroa/MWh. Tämä nostaisi ydinsähkön edullisimmaksi vaihtoehdoksi, vaikka voimala olisi rakennettu uuteen paikkaan.” Lähteesi mukaan siis ydinvoima on halvempaa.

  2. Ville Tulkki says:

    Kiitos asiallisesta kirjoituksesta.

    Muutama kommentti. Toisin kuin otsikossa annat ymmärtää, ei kukaan ole ydinreaktoreita joka pitäjään tuomassa. Ydinreaktoreissa on kuitenkin koon mukanaan tuomat skaalaedut, joita SMR-filosofia ei (kokonaan) poista. Siksi käytännössä SMR:iä olisi jo puhtaasti taloudellisten reunaehtojen takia kannattavaa käyttää lähinnä suurten lämmöntarpeiden (isojen kaupunkien kaukolämpö, suuret teollisuuslaitokset) tyydyttämiseen, ei joka niemeen ja notkoon. Kollegani Tomi Lindroos tähän viittaakin Hesarin kirjoituksessa: https://www.hs.fi/talous/art-2000005507271.html Eli ei kaikkialle, vaan ne isot pistelähteet hoitamaan.

    Käytetyn ydinpolttoaineen keskitettyjä väliaikaisvarastoja (ja niihin liittyvää rutiininomaista käytetyn polttoaineen kuljetusta) on ainakin Ruotsissa, Venäjällä ja Japanissa. Ranskalaista käytettyä polttoainetta myös kuljetetaan rutiininomaisesti. Joten siitä on kansainvälisesti vuosikymmenten kokemus.

    Missään ei sanota että ydinvoimaloita pitäisi käytön lopettamisen jälkeen jäähdytellä vuosikymmeniä. Esimerkiksi nyt suljettavat ruotsalaiset laitokset aiotaan purkaa 2020-luvulla. Purku on helpompaa mitä pidempään laitokset ovat seisoneet, mutta kyseessä on pikemminkin työvaiheiden vaikeusaste sekä työsuojelulliset kysymykset kuin väestönsuojelu.

    Kuten alussa totesin, ei noita voimalaitoksia joka niemeen ja notkoon olisi tulossa. Tämä vaikuttaa myös huoliisi vahinkojen ja terrorismin suhteen – laitoksen omistajalta vaaditaan kyllä paljon mitä turvallisuuskulttuuriin että laitoksen suojaukseen tulee. Ja mitä yhteiskuntien vakauteen tulee, lähin case study aiheesta oli entisen Neuvostoliiton alue 1990-luvulla. Esimerkiksi Armenia oli käytännössä Failed State -tilassa, ja siellä oli myös ydinvoimala. Silti entisen itäblokin alueella ei tuona aikana tapahtunut ydinonnettomuuksia.

    Mitä nopeuteen tulee, niin riippuen skenaarioista yhteiskunnan tulisi olla irti hiilestä 2050-luvulle mennessä. Kyllä siinä on vielä tehtävää joka saralla, vaikka juuri esimerkiksi vuonna 2030 ei voisi luvata kaiken olevan varmasti valmista.

    Mutta hyvä kirjoitus ja kiitos pohdinnoista. Siinä olet oikeassa että ei tämä vielä mitenkään taputeltu ole ja tutkimista tarvitaan. Vaikka näin SMR-tutkijana puhunkin.

  3. Jouni Saari says:

    Toinen uudelleen harkittava tekniikka on thoriuma polttavat sulasuolareaktorit. Niitä on nyt tulossa ainakin Intiaan. Edellisen kerran niitä oli kaupallisessa käytössä ennen kylmää sotaa. Aikoinaan ne todettiin käytökelvottomiksi USA:n hallinnon taholta, koska niistä ei saanut missään vaiheessa ulos asekelpoista materiaalia.

    Käsittääkseni thorium-reaktorilla on paljon hyviä puolia, thorium on paljon halvempaa jalostaa ja louhia kuin uraani, ja jätteet on paremmin loppuun poltetttuja, eli vähemmän aktiivisia. Itse reaktori vaatii aktiivista “polttoa”, jotta pysyy käynnissä.

    Minusta Vihreät taitavat olla syypäänä yhden lisäreaktorin politiikkaan. Nyt tosin on kohta pakko tehdä jotain radikaalia hiilen polton vähentämiseksi, ja alkaa vihreissäkin olla kannatusta paikalliselle ydinvoimalle kaukolämpöineen. Kannatan, mutta selvitetään samalla myös toriumia polttavat tekniikat, mielellään alkuun kohtuullisessa mittakaavassa.

    Sitten esim sähköautot ja akkutekniikat helpottaa myös uusiutuvan energian käyttöä. Suomessa on kuitenkin todella vaikeaa saada oikeasti uusiutuvaa energiaa riittävästi talvella, joten ydinvoimaan voi joutua turvautumaan puolipakosta.

    Auriko tulee olemaan melko pian kaupallisesti järkevän hintaista suuressa osassa maailmaa. Osassa se on jo hiiltä halvempaa, jos pitää investoida myös hiiltä varten lisäinfraan ja siirtoverkkoihin. Kylän oma aurinkoenergia akkuineen voi olla halvempi kuin liittyminen sähköverkkoon. Floridassa iso voimayhtiö lobbaa rankasti aurinkovoimaa vastaan, ja siellä on laki, joka estää irti sähköverkosta elämisen tai aurikokennojen käytön sähkökatkon aikana.

    Täällä pohjoisessa kuitenkin on monta kuukautta puolikaamos. Vaikka akkujen hinnat laskisi alle 10€/kWh, olisi vaikka omakotitalon talven 5 000 kWhn varasto aika kallis. 50 tonnin investointi nyt 500€ arvoisen sähkön varastointiin (siirtoineen). Nyt kaupallinen hinta on 50-200€/kWh, alaraja on Teslan sisäisen voitollisen tuotantohinnan arvaus, ylärajan hinnalla saisi nyt ostettua taloon aurikosähkövaraston. Suomessakin toisaalta ison sähköauton 20 000 km ajoon saisi sähköt noin 40m2 suhteellisen halvoilla aurinkopaneeleilla. Mutta talvella ei ajettaisi ilman järjettömän kallista varastoakkua. Auriko paistaa noin 1MWh/m2/vuosi, 10% hyötysuhteella aurinkokenno tuottaa 100kWh/m2/vuosi, ja 4 000 kWh riittää 20 000km ajoon Teslalla aika epätaloudellisestikin ajaen. Aurikoa riittää Suomessakin, mutta varastointi talven yli ei onnistu nykytekniikalla järkevin kustannuksin. Autotallin katon kokoiseln paneelin sähköllä ajaisi puolet vuodesta.

    Muita keinoja:
    Pientuotannossa puukaasusta/biokaasusta sähköä polttokennon (ks SOFC, solid oxide fuel cell) tai vaikka modatulla dieselkoneella niin, että lämpö otetaan paikallisesti talteen ja ylijäämä sähkö myydään verkkoon. Eli kaukolämmön tilalle lähilämpö ja kaukosähkö. Polttokennot tosin ovat vielä hieman keskeneräistä tekniikkaa, mutta niiden hyötysuhde on puun poltossa (häkäpönttö+SOFC tai diesel) parempi kuin isolla höyryvoimalalla. On fiksua kuskata energia pääosin lämpönä eikä puuhakkeena ja kaukolämpönä. Toki pienvoimalaa ei kannata käyttää nykyhinnoin kesällä, kun lämmölle ei ole omaa käyttöä.. mutta haja-asutusalueella on omavaraisuudellakin iso arvo. valtakunnanverkon kannalta olisi hyvä, jos olisi tuotantoa, joka käynnistyy aina kovilla pakkasilla.

    Akkujen osalta litiumioniakkujen hinnat ovat jo nyt nopeassa laskussa. Ja esimekiksi metalliset litium- ja natrium solidstate akut on tulossa (J.B. Goodenough), ja isoihin kiinteisiin energiavarastoihin lupaava tekniikka on alumiini-urea-akku (toinen eletrodi hiiltä, eletrolyyttinä urean vesiliuos, eli ei kallita raaka-aineita tai palovaaraa, mutta on painava ja iso auton akuksi)

  4. Jouni says:

    Käytetty ydinpolttoaine voitaisiin vielä kierrättää 95% jolloin varsinaista korkea-aktiivista jätettä jäisi vain 5%. Sen loppusijoittaminen olisi kertaluokkaa pienempi ongelma. Valitettavasti kukaan iso toimija ei tätä yritä ajaa, ydinteollisuus siksi että se lienee kalliimpaa, Vihreät siksi että Ydin.

    Muuten kannatan ydinvoimaa, pidän sitä ainoana tunnettuna tekniikkana joka auttaa ilmastotaistelussa. Kaikissa muissa, erityisesti “uusiutuvissa”, on niin paljon ongelmia, lähinnä siksi etteivät ne tuota koko aikaa sähköä, ettei yhteiskunta voi jättäytyä niiden varaan.

  5. Jaakko Leppänen says:

    Ville Tulkin kommenttiin lisäisin vielä että jos ydinreaktoria lähdettäisiin suunnittelemaan puhtaasti kaukolämpötarkoitukseen, sen tekniset ratkaisut poikkeaisivat todennäköisesti nykyisistä kevytvesilaitoksista. Tuollaisen reaktorin käyttölämpötila ja -paine, sekä tehotiheys voitaisiin mitoittaa pienemmiksi kuin nykyisissä kevytvesilaitoksissa, mikä tarkoittaisi samalla sitä, että polttoaineen jälkijäähdytys voitaisiin hoitaa tehokkaasti luonnonkiertoon perustuvilla järjestelmillä. Matala tehotiheys pienentää myös reaktorin yhteyteen rakennetun polttoainealtaan lämpökuormaa.

    Suosittelen tutustumaan 1970-luvulla Suomeen suunniteltuun SECURE-reaktorihankkeeseen, jota on käsitelty esimerkiksi ATS Ydintekniikka -lehden numeroissa 2/2014 ja 3/2014 ( https://www.ats-fns.fi/fi/ats-ydintekniikka/lehdet). Vanha reaktorikonsepti ei ihan ilman muutoksia soveltuisi nykyisiin turvallisuusstandardeihin, mutta artikkeleista saa hyvän kuvan passiivisen turvallisuuden perusperiaatteista jotka pätevät edelleen.

    Täsmentäisin myös vähän tuota mitä kirjoitit käytetyn polttoaineen lämmöntuotosta ja niiden säilytysaltaisiin liittyvistä riskeistä. Polttoaineen jälkilämpö on peräisin siihen kertyneiden lyhytikäisten isotooppien radioaktiivisesta hajoamisesta. Reaktorin käydessä jälkilämpö on tavallisesti hieman yli 6% fissiotehosta, ja se putoaa eksponentiaalisesti reaktorin sammuttamisen jälkeen. Vuoden kuluttua lämmöntuotto on enää n. 0.05% alkuperäisestä. Riski siitä että allas pääsee kiehumaan kuivaksi liittyykin lähinnä sellaisiin altaisiin joissa säilytetään juuri reaktorista poistettua polttoainetta, ja tällaisessakin tapauksessa henkilökunnalla on jäähdytyskierron pysähtymisen jälkeen hyvin aikaa järjestää altaaseen korvaava vesikierto.

    Noista polttoainealtaistahan puhuttiin paljon Fukushiman onnettomuuden yhteydessä, mutta minun ymmärtääkseni suurimmat huolet liittyivät mahdollisiin vuotoihin (joita ei lopulta kuitenkaan tapahtunut), eivät niinkään siihen että altaat olisivat tyhjentyneet kiehumalla.

  6. Kunhan on thorium-voimala eli suolasulavoimala, ja näin vältämme kalliin ja hankalan uraanin pelletöimisen.

  7. anonyymi says:

    Tsernobylin tehoalueissa ei tosin tainnut olla kyse itsenäisestä, lokaalista päätöksestä vaan kokeesta, josta varmaankin päätettiin jossain ylemmällä tasolla..

    Ydinjäte muuttuisi pienemmäksi ongelmaksi, jos hyötöreaktorit otettaisiin käyttöön. Suomessa käsittääkseni on korkeata alan osaamista, vaikkei käytännön kehitystä olekaan. Asiaa kannattaisi silti tutkia, jotta tuotantotason laitoksia voisi rakentaa. Tällöin nykyistä jätettä voitaisiin käyttää polttoaineena paljon pitempään ja muista maista voitaisiin jopa ottaa normaalia jätettä vastaan polttoaineeksi. Onkalon käyttö on idioottimaista, koska suurin osa polttoaineen potentiaalista jää nykyisellään käyttämättä.

    Sivustosi muuten heittää jotain sharemitälie-p*skaa heti silmille ja sitten sitä pitää klikkailla pois, että sisältöä edes näkee. Sen voisi poistaa kokonaan, koska se saa pahimmillaan lukijan kääntymään heti pois.

    • anonyymi says:

      Sharejokupaska ei tosin lävähdä silmille, jos käytän eri selainta. Tällöin jopa pääsen vuorovaikutukseen varsinaisen sivuston kanssa enkä pelkästään kiroamaan ensin modaalista koko ruudun peittävää lakanaa, jonka voi sentään klikata pois, ja tämän jälkeen eteen jäävää modaalista dialogia, jonka kanssa mikään interaktio ei sitten enää onnistukaan. Teillä on oudot (ja todella surkeat) skriptit.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*