Energiatehokkaat SMR-laitokset tuovat ydinenergian lämmön kaupunkien hyödyksi

SMR-laitokset (Small Modular Reactors), eli niin sanotut pienydinvoimalat, ovat nimensä mukaisesti kompaktin kokoisia, rakenteeltaan modulaarisia ja niiden suunnittelussa hyödynnetään uusimpia turvallisuusratkaisuja.

SMR-laitoksille ei kuitenkaan niiden moninaisuuden vuoksi ole yhtä vakiintunutta määritelmää. SMR-laitoksille on tyypillistä perinteisiä ydinvoimaloita pienempi koko ja reaktoriteho. Ne voidaan turvallisuusvaatimusten täyttyessä sijoittaa lähelle energiankulutusta ja kaukolämpöverkkoa. Näin niitä voidaan hyödyntää kaukolämmön tuotannossa lähellä lämmön käyttäjiä, toisin kuin perinteisiä ydinvoimaloita, jotka sijaitsevat yleensä kaukana taajamista.

Helsingissä on yli 700 000 asukasta, ja noin 90 % rakennuksista kaukolämmön piirissä. Tämän vuoksi kaupunki soveltuu poikkeuksellisen hyvin ydinenergian hyödyntämiseen lämmitysratkaisuna. SMR:n tuottamalla lämmöllä voitaisiin kattaa jopa puolet Helsingin talvella tarvitsemasta lämmöstä, mikä vähentäisi samalla sähkön tarvetta ja korvaisi biomassan käyttöä kaupungin lämmityksessä.

Lämpöä, vai sekä sähköä että lämpöä?

Helenin tavoitteena on nettonollapäästöt ja irtautuminen polttoon perustuvasta energiantuotannosta vuoteen 2040 mennessä. Tavoitteen saavuttamiseksi Helen Ydinvoima Oy selvittää mahdollisuutta rakentaa kaupunkiin SMR-laitos, joka tuottaisi 400-500 megawattia kaukolämpöä. Laitos voi koostua yhdestä tai useammasta reaktorista.

Helen Ydinvoima Oy:lla on käynnissä laitostoimittajakilpailutus ja yhtiö käy parhaillaan tiivistä vuoropuhelua vaihtoehtoisten laitostoimittajien kanssa. Tällä hetkellä yhtiön tarkastelussa on, valitaanko lämpöä tuottava laitos vai sekä sähköä ja lämpöä tuottava yhteistuotantolaitos.

Kilpailutuksessa on mukana puolen tusinaa länsimaista laitostoimittajaa. Sekä lämpölaitoksista että yhteistuotantolaitoksista on mukana useita vaihtoehtoja.

Laitostoimittajan valintaa tehdään rinnakkain laitospaikan arvioinnin kanssa. Marraskuussa käynnistyvässä ympäristövaikutusten arviointimenettelyssä tutkitaan laitosten rakentamisen edellytyksiä vaihtoehtoisille laitospaikoille.

Mahdollisia sijoituspaikkoja ovat Salmisaaren ja Vuosaaren voimalaitosalueet ja Östersundomissa sijaitseva Norrberget. Rajallisen tilan vuoksi Salmisaareen on mahdollista rakentaa vain lämpölaitos, joka on reaktoriteholtaan yhteistuotantolaitosta pienempi ja vaatii vähemmän tilaa. Vuosaaren ja Norrbergetin osalta tarkastellaan molempia laitosvaihtoja.

Lämmön hyödyntäminen parantaa ydinvoimalaitoksen hyötysuhdetta

Ympäristövaikutusten arviointimenettelyssä (YVA) tarkasteltavat laitosvaihtoehdot edustavat erikokoisia ja ominaisuuksiltaan erilaisia SMR-reaktoriratkaisuja, ja arvioinnissa tullaan tarkastelemaan vaihtoehtojen mahdollisia enimmäistehoja ja vaikutuksia.

YVA:ssa tarkasteltavat lämpöä tuottavat laitokset ovat reaktoriteholtaan korkeintaan 630 megawattia ja yhteistuotantolaitoset korkeintaan 1 400 megawattia.

Tarkasteltavat laitosvaihtoehdot ovat teholtaan selvästi pienempiä kuin monet viime vuosikymmeninä rakennetut suuret ydinvoimalaitokset, joiden reaktoriteho voi olla yli 4 000 megawattia. Esimerkiksi Olkiluoto 3:n reaktoriteho on 4300 megawattia.

Perinteisessä ydinvoimalaitoksessa reaktoritehosta noin 35% pystytään hyödyntämään sähköntuotantoon, loput johdetaan hukkalämpönä mereen. Tarkasteltavissa SMR-laitoksissa suurena etuna on, että lähes kaikki tuotettu energia saadaan hyötykäyttöön. Yhteistuotantolaitoksella voidaan saavuttaa tuotantotavasta riippuen noin 75 prosentin hyötysuhde. Lämpöä tuottavan laitoksen hyötysuhde on jopa 95 prosenttia.

Sähköntuotannossa reaktorissa syntyvällä lämmöllä tuotetaan höyryä, joka pyörittää turbiinia, jonka pyörimisvoima siirretään sähkövirtaa tuottavalle generaattorille. Kaikkea reaktorissa syntyvää lämpöä ei kuitenkaan voida muuttaa sähköksi, vaan osa siitä poistuu jäähdytysveden mukana mereen. Mitä suurempi osa energiasta voidaan hyödyntää lämpönä, sitä korkeampi on laitoksen hyötysuhde.

Tarkasteltavien laitosteknologien alustavat tekniset tiedot julkaistaan ympäristövaikutusten arviointimenettelyn käynnistyessä marraskuussa.