Mikä ihmeen SMR?

SMR-voimalat puhuttavat. Monien kaupunkien valtuustot, Helsinki mukaan lukien, ovat tehneet aloitteita SMR-tekniikan mahdollisuuksien selvittämisestä kaupunkien energian tuotannossa. Mutta mikä on SMR, ja miksi siitä puhutaan?

SMR on lyhenne sanoista Small Modular Reactor, suomeksi pieni modulaarinen reaktori. Tarkemmin ilmaistuna se on pieni, sähköteholtaan alle 300-megawattinen modulaarinen ydinreaktori.

Modulaarinen tarkoittaa moduuleista rakennettavaa. Moduulit valmistetaan tehtaissa sarjatuotantona ja kuljetetaan työmaalle, jossa ne kootaan yhteen valmiiksi pieneksi voimalaksi. Iso voimala voidaan rakentaa asentamalla useita moduuleita yhteen laitokseen.

Moduuleista vai paikan päällä rakentamista?

Laivoja on jo pitkään valmistettu tällä tekniikalla. Tehtaat eri puolilla maailmaa valmistavat moduuleita: runko- ja hyttimoduuleita, potkurikoneistoja, moottoreita valmiina koneikkona jne. Telakalla moduulit kootaan yhteen kokonaiseksi laivaksi, asennetaan sisustus, maalataan, viimeistellään, ja lopuksi kilautetaan samppanjapullo kylkeen. Isokin loistoristeilijä valmistuu tällä tekniikalla parissa vuodessa. Jos kaikki osat asennettaisiin telakalla teräslevy ja putki kerrallaan, työ kestäisi paljon kauemmin ja maksaisi paljon enemmän.

Suuria ydinvoimaloita rakennetaan ”teräslevy ja putki kerrallaan” -tekniikalla. Siksi ne maksavat paljon, ja rakennusaika on pitkä; keskimääräinen rakennusaika maailmalla on seitsemän vuotta. Saman tehoinen voimala moduuleista koottuna voidaan tehdä huomattavasti nopeammin ja edullisemmin.

Ajatuksena on myös, että tällainen turvallisuusviranomaisten kertaalleen hyväksymä laitos ei joka kerta tarvitsisi raskasta hyväksymisprosessia, vaan samanlaisia voimaloita voisi yhden hyväksynnän jälkeen rakentaa useita. Sama luvitusmenetelmä on käytössä esimerkiksi lentokoneissa. Konetyyppi hyväksytään kerran, jonka jälkeen jokaista koneyksilöä tai konetta ei erikseen tarvitse tältä osin hyväksyä.

Lisää turvallisuutta

Pienet reaktorit voidaan helpommin tehdä turvallisiksi kuin suuret. Se on ymmärrettävää: onhan kynttilän liekki helpompi puhaltaa sammuksiin kuin juhannuskokko.

SMR-voimalat on usein suunniteltu periaatteella ”walk away safe”, mikä tarkoittaa sananmukaisesti sitä, että voimalan käyttöhenkilökunta voi vaikka kävellä kotiinsa, ja laitos häiriön sattuessa ajaa itse itsensä turvalliseen tilaan. Samaan tapaan palamattomalle alustalle ympäristöstään eristetty kynttilä sammuu aikanaan, jos se jätetään valvomattomana palamaan. Näin suunniteltu voimala pysähtyy ja jäähtyy itsestään, vaikka kaikki automaatio ja sähköt kytkettäisiin pois päältä.

Reaktori tuottaa pelkkää lämpöä, joka voidaan käyttää sellaisenaan vaikka kaukolämmitykseen, tai muuttaa perinteisellä höyryturbiinikoneistolla sähköksi. Jotkut SMR-tekniikat tuottavat jopa lähemmäs tuhannen asteen lämpötiloja tehden niistä soveltuvia moniin teollisiin prosesseihin, joissa toistaiseksi ainoat mahdolliset energianlähteet ovat jokin polttoaine tai sähkö.

Eroon polttamisesta?

Tehdyissä poliittisissa aloitteissa esitetään selvitettäväksi SMR-tekniikan soveltuvuutta nimenomaan kaukolämmitykseen, jossa toistaiseksi on vielä käytettävä jotain, usein fossiilista polttoainetta.

Vaikka suuret lämpöpumput ovatkin yleistymässä kaukolämmityksessä, olemme edelleen riippuvaisia polttamisesta, eikä päästöistä voida päästä kokonaan eroon ilman jotain aidosti hiiletöntä, uutta ratkaisua.

Vanha tekniikka uudessa käytössä – kiinalaiset kaupallistavat

SMR ei varsinaisesti ole uusi keksintö. Vastaava tekniikka on 50-luvulta lähtien ollut sotilaskäytössä sukellusveneissä ja muissa aluksissa. Ne voivat toimia vuosikausia ilman polttoainetäydennyksiä.

Useat yritykset eri puolilla maailmaa ovat kaikessa hiljaisuudessa kehittäneet tekniikkaa paremmin siviilikäyttöön soveltuvaksi. Ensimmäinen kaupallinen SMR-voimala on juuri saatu valmiiksi Kiinassa. Sen rakentaminen aloitettiin viisi vuotta sitten. Kaupallisen käytön on tarkoitus alkaa huhtikuun loppuun mennessä. Kun sarjatuotanto pääsee kunnolla vauhtiin, rakennusaika lyhenee pariin-kolmeen vuoteen.

Voimalan sähköteho on moduulien lukumäärästä riippuen 200–600 megawattia. Kiina tähtää tällä tuotteella kansainvälisille markkinoille. Yhdysvalloissa on ensimmäinen SMR lisensointivaiheessa. 2020-luvulla nähtäneen markkinoilla useita uusia toimijoita uusine energiaratkaisuineen fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi sähköntuotannossa, lämmityksessä ja teollisuudessa.

Tulevaisuuden mahdollisuus?

Helenin pitkän aikavälin tavoitteena on ilmastoneutraali energiantuotanto. Tavoitteen saavuttamiseksi tarvitsemme useita ratkaisuja. Jotta kivihiilestä ja fossiilisista polttoaineista päästään mahdollisimman pian eroon, on nopein keino siirtyä biopolttoaineisiin. Biotalous on kuitenkin vain välivaihe kohti X-taloutta, uusia teknologioista suunnitellaan ja pilotoidaan koko ajan. Mitä biotalouden jälkeen tulee, sitä emme vielä tiedä. Ydinvoimatekniikan kehittyminen voi tarjota kiinnostavia tulevaisuuden mahdollisuuksia. Seuraammekin mielenkiinnolla sarjatuotettujen pienoisreaktorien kehittymistä ja kaupallistumista sekä niihin liittyvien vaatimusten ja lainsäädännön kehitystä.

Kaj Luukko

Kaj Luukko

Kaj Luukko on monennäköisiä lämpövoimakoneita maalla ja merellä käyttänyt ja kunnossapitänyt energiatekniikan osaaja. Hanasaaressa hän huolehtii voimalaitoksen kunnossapidosta sekä rakenteilla olevien pelletti- ja päästövähennysinvestointien toteutuksesta. Vapaa-aika kuluu lasten kanssa ja ilmastotutkimuksen seuraamisessa. Kesäisin Kaitsun voi bongata pyörän satulasta, moottorilla tai ilman.

Kirjoittajat

Uutta voimaa -blogia kirjoitetaan eri puolella Heleniä - siellä missä maailman parasta kaupunkienergiaa tuotetaan, suunnitellaan ja kehitetään. Tutustu kirjoittajiin

Vuosiarkisto

Aiheeseen liittyviä artikkeleita

Lisää joustoa virtuaalisesta voimalasta

Olemme rakentaneet uuden voimalan, joka ei tarvitse kattilaa, turbiinia, isoa piippua eikä erillistä tonttia. Uuden voimalaitoksen generaattoreina ovat sähkönkäyttäjät, jotka lisäävät joustoa sähköjärjestelmään ja tekevät samalla merkittävän ekoteon.