Ilmastonmuutos ja ydinvoima

Jaakko Leppänen – 5.10.2018

Helsingin Sanomat uutisoi syyskuussa kyselytutkimuksesta, jonka mukaan suomalaisista joka kymmenes, ja nuorista aikuisista lähes joka viides uskoo ydinvoiman olevan eniten hiilidioksidipäästöjä aiheuttava energiamuoto. Tulos ei oikeastaan yllätä. Energiasta ja ilmastonmuutoksesta puhutaan paljon, mutta aiheet ovat keskittyneet tuulivoiman ja muun uusiutuvan energiantuotannon ympärille. Kuumia keskusteluaiheita ovat myös energiajärjestelmän tehostaminen, tulevaisuuden älykkäät sähköverkot, sekä tuotantoylijäämän tasaamiseen tähtäävän akkuteknologian kehitys. Ydinvoima sen sijaan nostetaan ilmastoyhteyksissä keskusteluun harvoin. Ei siis liene lainkaan yllättävää, että suurelle yleisölle piirtyy ydinvoimasta mielikuva vahingollisena, tai vähintään marginaalisena keinona ilmastonmuutoksen torjunnassa.

Miten paljon ydinvoima sitten lopulta vaikuttaa Suomen kasvihuonekaasupäästöihin, ja mikä on sen tulevaisuuden rooli niiden vähentämisessä? Tuuli- ja aurinkoenergian tapaan perinteinen ydinvoimalaitos tuottaa energiaa sähkön muodossa, joten ensimmäinen kysymys on: mitkä ovat eri energialähteiden osuudet sähköntuotannosta ja sen aiheuttamista ilmastopäästöistä? Se, miten paljon sähköntuotanto ylipäänsä aiheuttaa päästöjä, ei kuitenkaan ole aivan yksinkertainen kysymys. Huomattava osa sähköstä syntyy yhteistuotantona teollisuuden prosessilämmön ja kaukolämmöntuotannon yhteydessä, joten myöskään kaikkia päästöjä ei ole syytä laskea yksin sähköntuotannon piikkiin. Toinen epävarmuutta aiheuttava tekijä on bioenergian suuri osuus, joka kumpuaa siitä, että Suomessa on paljon energiaomavaraista metsäteollisuutta. Prosessin sivutuotteena syntyvän biomassan polttaminen päästää ilmaan kasvihuonekaasuja, mutta hiilidioksidia sitoutuu samalla kasvavaan metsään. Bioenergian nettopäästöt riippuvat siitä, miten nopeasti tämä kierto tapahtuu. Merkittävä osa Suomessa käytettävästä sähköstä tuodaan ulkomailta, joten myös kotimaisen tuotannon vaihtelu on vuositasolla suurta.

Lähdin etsimään vastausta edellä esitettyyn kysymykseen käyttäen aineistona pääasiassa Tilastokeskuksen vuoden 2017 pikaennakkotietoja.i Laskennassa on tehty tiettyjä yksinkertaistuksia, esimerkiksi bioenergia on oletettu tilastoissa hiilidioksidineutraaliksi, ja turpeen osuuden olen itse lisännyt fossiilisiin polttoaineisiin. Nettopäästöihin pitäisi todellisuudessa laskea mukaan myös ns. LULUCF-sektori, joka kuvaa maankäytön ja metsätalouden sitomaa hiilidioksidia. Vaikka lopputulos ei tältä osin vastaa todellista nettovaikutusta, eri energialähteiden aiheuttamat päästöt asettuvat oikeaan mittakaavaan suhteessa toisiinsa.

Suomen kasvihuonekaasupäästöt voidaan jakaa niiden alkuperää kuvaaviin sektoreihin, joiden osuudet kokonaispäästöstä on esitetty kuvassa 1. Tilastokeskuksen käyttämässä jaossa merkittävimmän päästölähteen muodostaa energiasektori, joka kattaa fossiilisten polttoaineiden käytön sähkön ja lämmön tuotannossa, sekä liikenteen polttoaineina. Teollisuuden energiankäyttö lasketaan mukaan energiasektoriin, mutta teollisuusprosesseissa kuten teräksen ja sementin valmistuksessa vapautuvat suorat päästöt muodostavat kuvassa 1 oman sektorinsa. Maataloudessa päästöjä aiheuttaa erityisesti kotieläinten ruuansulatuksessa sekä lannan käsittelyssä vapautuva metaani, joka on hiilidioksidin tapaan kasvihuonekaasu. Jäljelle jäävä alle neljän prosentin osuus muodostuu jätteiden käsittelystä, sekä pienistä yksittäisistä lähteistä.

Kuva 1: Suomen kasvihuonekaasupäästöjen jakautuminen sektoreittain vuonna 2017 (kokonaispäästöt 56.1 Mt CO2-ekv.).

Energiasektorin päästöt voidaan edelleen jakaa pienempiin osiin kuvan 2 mukaisesti. Piirakan lohkoja vastaavat osuudet on havainnollisuuden vuoksi suhteutettu edellisen kuvan tapaan vuoden 2017 kokonaispäästöihin. Tilastokeskuksen käyttämässä jaottelussa energiateollisuudella tarkoitetaan sähkön- ja kaukolämmöntuotantoa, sekä öljynjalostusta. Liikenteen osuus kattaa Suomessa käytettyjen liikennepolttoaineiden päästöt, joista suurin osa aiheutuu maantieliikenteestä. Teollisuuden päästöillä tarkoitetaan tässä yhteydessä prosessilämmöntuotantoa esimerkiksi metalli- ja metsäteollisuudessa. Osuuteen on laskettu mukaan myös rakentamisesta aiheutuvat päästöt. Loppuosuus pitää sisällään esimerkiksi rakennusten lämmityksen (pois lukien energiateollisuuteen laskettu kaukolämpö), sekä työkoneiden polttoaineista aiheutuvat päästöt.

Kuva 2: Energiasektorin kasvihuonekaasupäästöjen osuus kokonaispäästöistä vuonna 2017 (yhteensä 41.6 Mt CO2-ekv.).

Energiateollisuuden kasvihuonekaasupäästöt on jaettu edelleen sähköntuotantoa ja muita päästölähteitä vastaaviin sektoreihin kuvassa 3. Vuonna 2017 sähköntuotannon päästöt olivat 6.2 Mt CO2-ekv., eli vain 11% kaikkien sektorien yhteenlasketuista päästöistä.ii Pieneen osuuteen on kaksi syytä. Ensinnäkin, vain suhteellisen pieni osuus kaikesta tuotetusta energiasta kulutetaan sähkön muodossa. Toinen syy on se, että sähkön tuotantorakenne on Suomessa varsin puhdas.

Kuva 3: Energiateollisuuden kasvihuonekaasupäästöjen osuus kokonaispäästöistä vuonna 2017 (yhteensä 17.9 Mt CO2-ekv.).

Vuoden 2017 sähköntuotantopaletti on esitetty kuvassa 4. Sähköä tuotettiin yhteensä 65 TWh, minkä lisäksi 20.5 TWh tuotiin ulkomailta. Suurimman yksittäisen energialähteen muodostaa ydinvoima, jolla katettiin kolmannes kotimaisesta sähköntuotannosta. Muita vähähiilisiä tuotantomuotoja ovat vesivoima (22.5%), biomassa (16.8%) ja tuulivoima (7.4%). Fossiilisten polttoaineiden osuus jää hieman alle viidennekseen, eli n. 12 terawattituntiin. Määrä vastaa suuruusluokaltaan Olkiluodon kolmosreaktorin vuosituotantoa.

Kuva 4: Kotimaisen sähköntuotannon jakautuminen energialähteittäin vuonna 2017 (yhteensä 65.0 TWh). Osuudet eivät pidä sisällään jätteiden polttoa (n. 1.4%) ja aurinkoenergiaa (< 0.1%).

Ydin-, vesi- ja tuulivoima eivät tuota lainkaan savupiippupäästöjä, ja bioenergian osalta päästövaikutusta neutraloi polttoaineen jatkuva uusiutuminen. Tuotantolaitosten ja niihin liittyvän infrastruktuurin rakentaminen, käyttö ja ylläpito kuluttavat kuitenkin energiaa ja fossiilisia polttoaineita. Energialähteiden hiilijalanjälkeä arvioitaessa onkin tarkasteltava tuotannon koko elinkaarta, joka ydinvoiman tapauksessa kattaa myös uraanin louhinnan ja väkevöinnin, polttoaineen valmistuksen, sekä ydinjätteen loppusijoituksen. Arviot elinkaaren yli lasketuista päästöistä vaihtelevat, mutta suurta eroa ydinvoiman ja uusiutuvien energiamuotojen välillä ei tässä suhteessa ole. Tämä selviää esimerkiksi Kansainvälisen ilmastopaneelin (IPCC) aineistosta. Käytännössä ykköspaikka riippuu vertailuanalyysien lähtöoletuksista, mikä kertoo pikemminkin siitä, että laskennassa käytettyjen mallien epävarmuudet ovat suurempia kuin todelliset erot tuotantomuotojen välillä.iii

Energiakeskustelussa uusiutuvat ja ydinvoima esitetään kuitenkin usein kilpailevina, tai jopa toisensa pois sulkevina vaihtoehtoina. Ei ole lainkaan poikkeuksellista, että esimerkiksi tuulivoimalla tuotettava sähkö liitetään vertailtavissa energiaskenaarioissa välillisiin päästövähennyskeinoihin, kuten autokannan sähköistymiseen tai lämpöpumppuihin, huomioimatta kuitenkaan sitä, että sama hyöty on saavutettavissa myös ydinvoimalla. Vastakkainasettelun seuraus on se, että pääasia, eli vertailu fossiilisiin polttoaineisiin jää tällöin vastaavasti vähemmälle huomiolle. Esimerkiksi maakaasulla tuotetun sähkön ominaispäästöt ovat suuruusluokkaa 50-kertaiset ydinvoimaan ja uusiutuviin verrattuna. Ero hiilivoimaan on vieläkin suurempi.iv

Merkittävin näköpiirissä oleva muutos Suomen sähköntuotantorakenteessa on Olkiluoto 3 -laitoksen käyttöönotto, jonka on määrä tapahtua loppuvuodesta 2019.v Laitoksen nimellisteho on 1600 megawattia. Reaktorin käynnistyminen kasvattaa Suomen ydinvoimalaitosten yhteenlaskettua kapasiteettia yli puolella, mikä nostaa ydinsähkön vuosituotannon yli 30 terawattituntiin. Fennovoiman ydinvoimalahankkeen tarkka aikataulu on edelleen avoin, mutta suunnitelmien mukaan laitos olisi määrä kytkeä verkkoon 2020-luvun aikana. Reaktorin teho on 1200 MW. Molempien uusien laitosten suunniteltu käyttöikä on 60 vuotta. Valtioneuvosto on myöntänyt Olkiluodon ykkös- ja kakkosreaktoreille käyttöluvat vuoden 2038 loppuun saakka. Loviisan reaktoreiden nykyiset luvat umpeutuvat vuosina 2027 ja 2030, mutta on mahdollista että Fortum hakee laitostensa käytölle vielä jatkoaikaa. Ydinenergian osuus sähköntuotannosta tulee siis lähivuosina kasvamaan, ja säilymään korkeana pitkälle tulevaisuuteen. Myös tuulivoiman osuus on kasvanut viime vuosina nopeasti. Vuonna 2017 tuulivoimalla tuotettiin sähköä 4.8 TWh, mikä oli lähes 60% edellisvuotta enemmän.

Suomessa ilmastotavoitteet on sidottu kasvihuonekaasupäästöihin, mutta monissa maissa kehitystä mitataan pikemminkin uusiutuvien energiantuotantomuotojen suhteellisella osuudella. Tähän lähestymistapaan liittyy tiettyjä ongelmia, sillä tuuli- tai aurinkoenergian osuuden kasvattaminen ei automaattisesti takaa kasvihuonekaasupäästöjen vähenemistä.

Kuvassa 4 Suomen sähköntuotantopaletin päästövähennyspotentiaalia edustaa fossiilisten polttoaineiden osuus, joka kattaa nykyisin hieman alle 20% tuotannosta. TVO:n ja Fennovoiman uudet laitoshankkeet tulevat aikanaan nostamaan ydinsähkön osuuden yli 50%:iin, jolloin muiden tuotantomuotojen suhteelliset osuudet vastaavasti pienenevät. Jos ilmastopoliittiseksi tavoitteeksi asetetaan absoluuttisten päästövähennysten sijaan esimerkiksi tuulivoiman osuuden nostaminen tiettyyn prosenttilukuun, vaarana on se, että tuon tavoitteen saavuttaminen edellyttää fossiilisten polttoaineiden käytön lisäksi myös jo olemassa olevan ydin- tai vesivoimakapasiteetin tai bioenergiantuotannon leikkaamista. Tällaisessa tilanteessa vähäpäästöiset energiamuodot alkavat kilpailla keskenään, jolloin nettohyöty jää nollaan.

Hyvä esimerkki ilmastonmuutoksen torjuntaan tähtäävän politiikan epäonnistumisesta on Saksa, jossa päästövähennysten sijaan edistystä on mitattu juuri uusiutuvan energiantuotannon osuuden kasvulla. Tuuli- ja aurinkoenergiaa voimakkaasti suosiva politiikka yhdistettynä ydinvoiman alasajoon on luonut monimutkaisen tukijärjestelmän, joka on osoittautunut kuluttajille äärimmäisen kalliiksi, ja sekoittanut maan sähkömarkkinat. Vaikka tuuli- ja aurinkoenergiaa on rakennettu ennennäkemättömään tahtiin, fossiilisilla polttoaineilla katetaan edelleen puolet Saksan energiantuotannosta. Myöskään kasvihuonekaasupäästöt eivät ole käytännössä laskeneet vuodesta 2010, jolloin maan hallitus julkaisi energiakäänteenä (saks. ”Energiewende”) tunnetun ilmasto-ohjelmansa. Myös vuodelle 2020 asetetusta 40% päästövähennystavoitteesta on sittemmin jouduttu luopumaan.

Saksan ilmastopolitiikan epäonnistumisen syy on pohjimmiltaan juuri se, että kasvanut tuuli- ja aurinkoenergiakapasiteetti ei ole korvannut fossiilista energiantuotantoa, vaan poliittisella päätöksellä alas ajettavaa ydinvoimaa. Saksan esimerkistä herääkin kysymys: jos ilmasto-ohjelma tähtää CO2-päästöjen vähentämiseen, niin miksi menestyksen mittariksi pitäisi ylipäänsä valita jotain muuta kuin se, miten paljon päästöt ovat vähentyneet?

Ydin- ja tuulivoiman välille lyödyn kuvitteellisen kiilan ja prosenttiosuuksiin sidottujen tuotantotavoitteiden lisäksi kolmas ongelma, johon energiapoliittisessa keskustelussa olisi syytä kiinnittää erityistä huomiota, liittyy sähkön roolin ylikorostumiseen. Kuvan 3 mukaan sähköntuotanto kattaa vain reilun kymmenyksen Suomen kasvihuonekaasupäästöistä, mikä on samaa suuruusluokkaa esimerkiksi maatalouden päästöjen kanssa. Tämä tarkoittaa samalla sitä, että kaikki ne toimenpiteet joilla sähkön tuotantorakennetta pyritään edelleen puhdistamaan tai loppukäyttöä tehostamaan, kohdistuvat lopulta varsin pieneen osaan kokonaisuudesta. Suhteelliset tuotanto- ja päästöosuudet tulevat varmasti vielä muuttumaan esimerkiksi sähköautojen yleistymisen myötä, mutta edellä esitetyt luvut näyttävät hyvin sen, että jossain vaiheessa vastaan tulee raja, jota ei ole edes teoriassa mahdollista ylittää. Tuuli- ja aurinkoenergian lisärakentamisella, älykkäillä sähköverkoilla tai varastointiteknologian kehittämisellä voidaan saada lisähyötyä ainoastaan niin kauan, kuin on jotain mistä vähentää. Sama pätee luonnollisesti ydinvoiman lisärakentamiseen, silloin kun kyse on yksinomaan sähköntuotannosta.

Sähköntuotannon puhdistaminen ja uudet jakeluverkkoteknologiat vievät siis kehitystä oikeaan suuntaan, mutta ylivoimaisesti suurin päästövähennyspotentiaali löytyy kaukolämmöntuotannosta, raskaasta teollisuudesta ja liikenteestä. Lämmön muodossa käytettävän energian puhdistamista koskevat suunnitelmat ovat toistaiseksi keskittyneet pääasiassa biopolttoaineilla tuotettavaan kaukolämpöön. Ratkaisu on teknisesti siinä mielessä hyvä, että hiilen korvaaminen esimerkiksi hakkuujätteillä ei edellytä uusien lämpövoimaloiden rakentamista, tai välttämättä edes suuria muutoksia voimalaitosprosessiin.

Tällaisiin suunnitelmiin liittyvissä keskusteluissa otetaan kuitenkin turhan harvoin kantaa uuteen teknologiaan liittyviin epävarmuuksiin, erityisesti silloin kun ratkaisuksi tarjotaan yhtä ainoaa vaihtoehtoa. Kaikkien tulevaisuuden energiaratkaisujen suunnittelu perustuu laskennallisiin malleihin ja skenaarioihin. Näihin malleihin puolestaan liittyy parametreja ja oletuksia, joiden arvoja ei tunneta sataprosenttisen tarkasti. Insinööritieteissä vastaavia epävarmuuksia pyritään huomioimaan esimerkiksi erinäisillä herkkyystarkasteluilla, eli lopputulosta arvioidaan myös siitä näkökulmasta, että yksi tai useampi lähtöparametreista onkin valittu väärin. Samaa periaatetta olisi hyvä soveltaa myös tulevaisuusskenaarioihin, varsinkin silloin kun lopputulos riippuu kriittisellä tavalla siitä, toteutuuko joku mallissa tehty oletus vai ei. Jos skenaariossa esimerkiksi luotetaan siihen, että teknologian kehitys ratkaisee aikanaan jonkun lopputuloksen kannalta kriittisen ongelman, niin johtopäätöksissä pitäisi pohtia myös vaihtoehtoa jossa tällaista ratkaisua ei tulekaan.

Biopolttoaineiden osalta epävarmuudet liittyvät ennen kaikkea teknologian skaalautuvuuteen. Suomen olemassa oleva bioenergiantuotanto hyödyntää pääasiassa metsäteollisuuden jätevirtoja, ja teknologian siirtäminen kaupungin lämpölaitokselle edellyttää polttoaineen osalta aivan uudenlaista hankintaketjua. Puupohjaisten polttoaineiden nettopäästö on nolla ainoastaan siinä tapauksessa, että biomassan kasvu sitoo hiilidioksidia vähintään yhtä nopeasti kuin polttaminen sitä vapauttaa. Hiilidioksidin sitoutuminen kasvavaan metsään on kuitenkin äärimmäisen monimutkainen kokonaisuus, josta ei suinkaan ole vielä sanottu viimeistä sanaa (kts. esim. BIOS-tutkimusyksikön ja Suomen ilmastopaneelin kannat metsänhakkuiden ilmastovaikutuksiin). On siis hyvin mahdollista, että puun energiakäytön lisääminen törmää ennemmin tai myöhemmin ristiriitaan luonnon monimuotoisuuden säilyttämisen tai metsien kasvulle asetettujen ilmastotavoitteiden kanssa. Ennen kuin kaikki munat laitetaan samaan koriin, olisikin syytä pysähtyä esittämään kysymys: mitä tapahtuu, jos bioenergiapohjaisen kaukolämmöntuotannon ilmastovaikutukset tai kasvupotentiaali onkin arvioitu väärin?

Epävarmuuksia voidaan pienentää hajauttamalla ratkaisu useammalle teknologialle. Kauko- ja teollisuuden prosessilämmön tapauksessa bioenergian rinnalla voidaan käyttää ydinvoimaa. Hieman yli sadan asteen lämpötilassa verkkoon syötettävän kaukolämpöveden tuottaminen onnistuu helposti nykyisellä kevytvesireaktoriteknologialla. Tekninen toteutus muuttuu lähes triviaaliksi, jos reaktorin ei tarvitse tuottaa lainkaan sähköä. Voimalaitosprosessista voidaan tällöin poistaa korkeaa käyttöpainetta edellyttävä turbiinikierto, mikä yksinkertaistaa huomattavasti esimerkiksi laitoksen turvallisuussuunnittelua. Teollisuuden prosessilämmöntuotantoon kevytvesireaktorit soveltuvat matalan toimintalämpötilansa vuoksi huonosti, mutta korkeampiin 700-1000°C lämpötiloihin päästään kaasujäähdytteisillä reaktoreilla.

Ajatus ydinenergialla tuotetusta kaukolämmöstä tai reaktorin pyörittämästä tehdasprosessista saattaa ensi alkuun kuulostaa yliampuvalta ratkaisulta ilmastonmuutosongelmaan. Kyse on kuitenkin olemassa olevasta teknologiasta, josta on maailmalla satojen reaktorivuosien käyttökokemus. Ydinlämmön päästövähennyspotentiaalia puolestaan kuvaa hyvin se, että jo pelkästään SSAB:n (ent. Rautaruukin) terästehdas Raahessa ja Nesteen öljynjalostamot Porvoossa ja Naantalissa tuottivat vuonna 2017 lähes yhtä paljon kasvihuonekaasupäästöjä kuin koko sähköntuotantosektori. Seuraavaksi suurimmat CO2-päästäjät löytyvät suurten kaupunkien: Helsingin, Espoon, Turun ja Vaasan kaukolämmöntuotannosta. Ydinenergiapohjaisen lämmöntuotannon mahdollisuuksia selvitetään parhaillaan varsin laajalla kentällä, ja aiheeseen liittyviin reaktoriteknologioihin tullaan vielä palaamaan myöhemmissä blogikirjoituksissa.


i) Suomen virallinen tilasto (SVT): Kasvihuonekaasut [verkkojulkaisu]. ISSN=1797-6049. 2017, Suomen kasvihuonekaasupäästöt 2017. Helsinki: Tilastokeskus [viitattu: 5.10.2018]. Saantitapa: http://www.stat.fi/til/khki/2017/khki_2017_2018-05-24_kat_001_fi.html.

ii) Tilastokeskuksen aineistossa ei ole eroteltu sähköntuotantoa omaksi sektorikseen. Esitetty luku on saatu summaamalla Energiateollisuus ry:n ylläpitämän kuukausitilaston päästöt yhteen vuoden 2017 osalta. Summa ei pidä sisällään biomassan poltosta syntyviä päästöjä. Aineisto löytyy osoitteesta https://energia.fi/ajankohtaista_ja_materiaalipankki/tilastot/sahkotilastot.

iii) Ydinvoiman elinkaaripäästöistä liikkuu internetissä paljon väärää tietoa, jopa väitteitä siitä, että uraanin väkevöinti kuluttaisi enemmän energiaa kuin mitä polttoaine kykenee reaktorissa tuottamaan. Uraanin väkevöinnin työmäärää kuvaa suure nimeltä erotustyö, jonka yksikkönä käytetään kirjainyhdistelmää SWU (Separative Work Unit, kts. määritelmä Wikipediasta). Kevytvesireaktoripolttoaineen U235-väkevöinti on tavallisesti 4-5%, jolloin yhden uraanikilon väkevöinti vaatii 5-7 SWU:ta. Väkevöintiin käytetään nykyisin kaasusentrifugimenetelmää, jonka energiankulutus on luokkaa 50 kWh/SWU. Väkevöinnin energiankulutus uraanikiloa kohden on siis suuruusluokkaa 250-350 kWh/kgU. Lukua voi verrata polttoaineen käyttöastetta mittaavaan palamaan, joka kertoo kuinka paljon fissioenergiaa polttoaine on tuottanut uraanin massayksikköä kohden. Nykyisin polttoaineen keskimääräinen poistopalama on luokkaa 40 MWd/kgU, eli kilowattituntiyksiköissä 960,000 kWh/kgU. Kevytvesireaktoreissa tuotetusta fissioenergiasta noin kolmannes saadaan ulos sähkönä.

iv) Toinen keskustelua ja vastakkainasettelua herättävä kysymys on tuuli- ja ydinvoiman lisärakentamisen hinta. Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tehtiin vuonna 2017 selvitys, jossa tarkasteltiin eri energiantuotantomuotojen hintaa ja sähköntuotannon kustannusrakenteen muutosta tulevaisuudessa. Selvityksen perusteella kokonaiskustannus riippuu monesta tekijästä, ja eri oletuksilla halvimmaksi vaihtoehdoksi valikoitui joko tuuli- tai ydinvoima. Tutkimukseen on sittemmin viitattu varsin laajasti. Useimmissa aihetta käsittelevissä kirjoituksissa huomio on kuitenkin kiinnittynyt selvästi yhteen tulokseen: jos tuotetun sähkön hinnassa arvioidaan ainoastaan suorat kustannukset, halvimmaksi vaihtoehdoksi osoittautuu maalle rakennettu tuulivoima 41.4 €/MWh kustannuksella. Olemassa olevalle laitospaikalle rakennetun ydinvoimalan tuotantokustannukseksi saatiin vastaavasti 42.4 €/MWh. Harvassa kirjoituksessa on sen sijaan otettu kantaa siihen, että luvut ovat itse asiassa hyvin lähellä toisiaan, saati siihen, että saman selvityksen mukaan systeemikustannusten, kuten tuulivoiman tuotantovaihtelun tasaamiseen tarvittavan varavoiman huomioiminen nostaa ydinvoiman edullisimmaksi vaihtoehdoksi.

v) Olkiluoto-3 -laitoksen rakennustyöt saatiin päätökseen viime vuonna, ja hanke on edennyt käyttöönottovaiheeseen. Järjestelmien testaus alkoi kylmäkokeilla kesäkuussa 2017. Viimeisimmän aikataulun mukaan laitos on määrä tahdistaa valtakunnanverkkoon ensimmäisen kerran huhtikuussa 2019, jolloin säännöllinen sähköntuotanto päästäisiin aloittamaan saman vuoden syksyllä. Lokakuussa 2018 TVO ilmoitti kuitenkin että käyttöönottotestit eivät ole edenneet laitostoimittajan ilmoittaman aikataulun mukaisesti. Käyttöönoton mahdollisesta viivästymisestä ei vielä tässä vaiheessa ollut tarkempaa tietoa.

Mainokset

3 vastausta artikkeliin “Ilmastonmuutos ja ydinvoima”

  1. Hyvä kirjoitus, mutta jää mietityttämään tuo lämmöntuotanto Suomessa, kun kuitenkin kesäaikaan kaukolämmöntarve taitaa olla todella pieni. Tulisiko laitoksen kapasiteetin olla siis mitoitettu kesäajan tehontarpeelle vai voitaisiinko laitosta käyttää esimerkiksi sähköntuotantoon kesäaikaan?

    Tykkää

    1. Käyttötapa riippuisi pitkälti siitä, millaiseksi laitos ja kaukolämpöverkko olisi suunniteltu. Puhtaasti lämmöntuotantoon rakennettu matalassa paineessa ja lämpötilassa toimiva reaktori ei tuottaisi lainkaan sähköä. Kapasiteetti mitoitettaisiin todennäköisesti jollain tavalla suhteessa jatkuvaan peruskuormatarpeeseen, mutta voi olla, että kesäaikaan laitoksia ajettaisiin vajaalla teholla (lämmitystarve ei kuumimpina kesäpäivinäkään putoa nollaan, sillä kaukolämpöä käytetään myös käyttöveden lämmittämiseen). Kaukolämpöverkko rakentuisi joka tapauksessa useammasta yksiköstä, eikä ydinlämmön osuus varmasti nousisi sataan prosenttiin.

      Aiheesta tehtyä tutkimusta löytyy mm. täältä:

      https://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2017/OA-District-heat-with-Small.pdf

      Tykkää

    2. Lämmöntarve tosiaan vaihtelee voimakkaasti, toisaalta myös riippuen käyttöpaikasta profiili voi olla hyvinkin erilainen. Kaupungeissa joissa ei ole suurta teollisuutta kuten Helsingissä lämmöntarpeen ero kesän ja talven välillä on suuri, kun taas teollisuuskaupungeissa myös lämmöntarve voi olla tasaisempi. Toisaalta, riippuen teollisuudesta, vaatimus lämpötilalle voi olla korkeampi kuin kaukolämmön tyypillinen lämpötila. Nykyisellään monet kaupungit lämpiävät osin teollisuuslaitosten hukkalämmöllä.

      Usein nuo lämpöreaktorit mitoitetaan kattamaan lämmöntarvetta syksystä keväälle. Suomalaiset 70-luvun lämpöreaktorit ajateltiin noin 5-6000 tunnin huippukäytönajalle, nyt Kiinassa esim kehitettävän HAPPY200-reaktorin ajatellaan olevan puolet vuodesta käytössä. Tämä tietysti kasvattaa tuotetun lämmön hintaa, mutta toisaalta lämpöreaktorit voivat olla sen verran edullisia että moinen yhä kannattaa.

      Toinen vaihtoehto olisi löytää käyttöä lämmölle. Teollisuuden tarpeet tulikin jo mainittua, mutta myös esim 2000-luvun alussa Helsingissä käytettiin ylijäämälämpöä jäähdytykseen adsorptiojäähdyttimillä. Silloin sähkö oli kallista joten voimalat tuottivat kesällä ylijäämälämpöä joka näin saatiin käyttöön. Se voisi olla myös potentiaalinen sovellus kesällä kaukolämpöreaktorille, nykyisillä halvan sähkön ja kalliin lämmön aikoina tuota tehdään lämpöpumpuilla.

      Noita ajatuksia on käyty läpi myös tuoreessa paperissamme, sen vapaasti jaettava pre-print-versio löytyy täältä:
      https://fissioreaktori.files.wordpress.com/2019/05/nuscale_and_dhr-400_in_dhc_grid.pdf

      Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google photo

Olet kommentoimassa Google -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s