Energia & ilmastonmuutos
Fennovoima-ydinvoima_Pienreaktorit

Pienreaktoreilla riittää erilaisia käyttökohteita. Niillä voi tuottaa lämpöä koko kaupungin tarpeisiin tai jopa puhdistaa merivettä juomakelpoiseksi. Kuva: iStock

Mikä ihmeen pienreaktori?

Ydinvoimalat mielletään yleensä valtaviksi laitoksiksi. Harva tietää, että pieniä ydinreaktoreita on rakennettu paljon enemmän kuin isoja voimalaitoksia.

Ydinvoiman historia alkoi pienistä laitoksista. Kannustin tuli ydinenergian sotilaskäytöstä, koska ensimmäiset reaktorit, toisen maailmansodan lopussa ja sen jälkeen, keskittyivät lähinnä plutoniumin valmistukseen. Yhdysvaltain presidentin Dwight D. Eisenhowerin kuuluisasta Atoms for Peace -puheesta alkoi ydinenergian rauhanomaisen käytön aikakausi: ydinvoimalla alettiin tuottaa sähköä. Ydinenergia jäi kuitenkin myös asevoimien käyttöön, sillä pienet reaktorit olivat verrattomia voimanlähteitä esimerkiksi sukellusveneissä ja lentotukialuksissa. Kaikkiaan käytössä on ollut satoja reaktoreita.

Isommat ydinreaktorit kuitenkin yleistyivät vuosien saatossa, koska iso laitos tekee sähköntuotannosta kannattavampaa mittakaavaedun vuoksi. Viimeisten kymmenen vuoden aikana myös pienreaktorit ovat alkaneet herättää uudelleen kiinnostusta.

Miten pieni on pieni?

Pienreaktorit ovat vain noin kymmenys isojen reaktoreiden koosta, joskin vaihteluväli on suuri. Siinä missä Pyhäjoelle tuleva VVER-1200-reaktori on sähköteholtaan noin 1 200 megawattia, on pienreaktorien sähköteho yleensä 50–300 megawattia. Hanhikivi 1 -voimalasta riittää sähköä noin miljoonalle suomalaiselle. Pienreaktorista saisi sähköä ja kenties myös kaukolämpöä pienen tai keskisuuren kaupungin tarpeiksi.

Tarjolla on useita erilaisia teknologioita, ja ne soveltuvat eri käyttötarkoituksiin. Kevytvesiteknologia on yksi pisimmälle viedyistä teknologioista. Siihen pohjautuvat myös nykyiset suuret laitokset, joten kevytvesiteknologian osaamista ja sitä hyödyntäviä toimitusketjuja on jo valmiiksi. Muita ovat esimerkiksi kaasujäähdytteiset reaktorit, sulasuolareaktorit ja metallijäähdytteiset reaktorit.

Erilaisia pienreaktoreja kehitetään ja rakennetaan jo kovaa vauhtia.

Pienreaktoreilla on isoihin verrattuna sekä hyviä että huonoja puolia. Pienreaktorit ovat investointeina luonnollisesti pienempiä ja siten helpommin rahoitettavissa. Pienemmät projektit ovat myös helpommin hallittavissa kuin suurhankkeet. Pienreaktoreita voidaan rakentaa sarjatuotantona tehtaassa, mikä voi laskea kustannuksia. Lisäksi ne voidaan suunnitella siten, että turvallisuuden varmistaminen on edullisempaa kuin isoissa laitoksissa. Toisaalta pienvoimalan käyttökustannukset voivat olla suhteellisesti suuremmat kuin ison laitoksen, koska suuri yksikkö hyötyy mittakaavaeduista.

Ydinenergia-alan sääntely on sama isoille ja pienille laitoksille, ja kaikkien lakien ja viranomaismääräysten huolellinen noudattaminen vaatii jokaiselta alan toimijalta merkittävän määrän työtä ja osaamista. Toistaiseksi useimmista maista puuttuu vielä pienreaktoreille ja ydinenergian uusille käyttökohteille – kuten kaukolämmön tai teollisuushöyryn tuotannolle – soveltuva lainsäädäntö ja turvallisuusmääräykset. Vaikka laitos olisi turvallinen, sitä ei saa välttämättä rakentaa, jos tarvittavia arviointitapoja, kriteereitä ja sääntelyosaamista ei vielä ole.

Tarve pienille reaktoreille on suuri

Pienreaktoreille riittää käyttökohteita. Ne voivat tuottaa lämpöä kaukolämpöverkkoon tai korkeita lämpötiloja teollisuuden prosesseihin. Niillä voidaan myös puhdistaa merivettä seuduilla, joissa puhtaasta vedestä on pulaa.

Pienvoimalat ovat usein tuotannoltaan joustavia, joten ne sopivat mainiosti tuulivoiman ja aurinkoenergian kanssa samaan sähköjärjestelmään. Niitä voidaan käyttää hyvin myös puhtaan vedyn tuotantoon.

Pienreaktoreilla voidaan tietenkin tuottaa myös ”tavallista” puhdasta ja toimitusvarmaa sähköä. Etenkin maissa, joissa sähköverkko on vielä voimakkaassa kehitysvaiheessa, voivat pienet reaktorit olla parempi investointikohde kuin suuret voimalat.

Mistä pienreaktoreita saa ja milloin?

Erilaisia pienreaktoreja kehitetään ja rakennetaan jo kovaa vauhtia. Suomalaisille tutuin lienee venäläisten lauttareaktori Akademik Lomonosov. Siihen on asennettu kaksi pientä KLT-40-reaktoria, jotka on muokattu jäänmurtajien voimanlähteinä toimineista malleista.

Kiinassa on alkamassa tämän vuoden aikana hieman eksoottisempi, korkeita lämpötiloja tuottava kuulakekoreaktori. Kiina kaavailee siitä uutta voimanlähdettä hiilivoimaloiden tilalle. Kuulakekoreaktorin voisi vaihtaa nykyisten kivihiilivoimaloiden hiilenpolttokattilan tilalle. Näin vähennettäisiin sekä pienhiukkas- että hiilidioksidipäästöjä. Kiinassa rakennetaan myös kaukolämpöä tuottavia, vesialtaan pohjassa olevia reaktoreita. Niillä lämmitetään isoja kaupunkeja saasteettomasti.

Pohjois-Amerikassa on satoja startup-yrityksiä, jotka kehittävät erilaisia pienreaktoreita ja niiden käyttöönottoon liittyviä asioita. Ensimmäiset, kuten NuScale Yhdysvalloissa, ovat luvituksessa jo loppusuoralla. Siellä ensimmäisten laitosten arvioidaan käynnistyvän 2020-luvun lopussa.

Myös Euroopassa on herätty. Tanskassa kehitetään pientä sulasuolareaktoria. Ruotsissa on ollut kehitteillä metallijäähdytteinen SEALER-reaktori. Isossa-Britanniassa Rolls Royce -konsernilla on oma pienehkö reaktori työn alla, kuten myös Ranskassa.

Suomessa asiaan on tarttunut VTT, joka alkoi kehittää kaukolämmitykseen soveltuvaa minireaktoriaan keväällä 2020. Ensimmäisten pienreaktoreiden rakentaminen saattaa alkaa Suomessakin jo tällä vuosikymmenellä.

Lue lisää pienreaktoreista ja niiden käyttökohteista.

Energia & ilmastonmuutos

Energia & ilmastonmuutos

Suomi tarvitsee lisää puhdasta sähköntuotantoa

Pelkästään sähköautojen yleistyminen lisää tulevaisuudessa Suomen sähköntarvetta vähintään Hanhikivi 1 -voimalaitoksen vuosituotannon verran. Puhtaan energiantuotannon kysyntää vauhdittaa myös tuontisähkön käytön vähentyminen.

Energia & ilmastonmuutos

Puhdasta vetyä ydinvoimalla

Vety on paitsi maailman yleisin alkuaine myös potentiaalinen päästöttömän energian varastoija.

Energia & ilmastonmuutos

Ydinvoima keskellä energiamarkkinoiden murrosta

Sitkeästi elävän myytin mukaan ydinvoima soveltuu vain sähkön tasaiseen tuotantoon. Ydinvoimalla voi kuitenkin tehdä myös kuormanseurantaa eli reagoida joustavasti kysynnän vaihteluihin.

Energia & ilmastonmuutos

Ilmastonmuutos veti Rauli Partasen mukaan energiakeskusteluun

Energia-asiantuntija ja -kirjailija Rauli Partanen on havainnut, että julkinen puhe ydinvoimasta rohkaisee sen kannattajat esiin. Hän on vuosia puhunut ja kirjoittanut ilmasto- ja energia-asioista kantaa ottavasti.