VTT kehittää pienydinreaktoria

VTT käynnisti suomalaisen kaukolämmön tuotantoon tarkoitetun pienydinreaktorin kehitystyön. Ensivaiheessa tehdään lämpöverkkoihin soveltuvan ydinlämpölaitoksen konseptisuunnitelma. Mitään aikajännettä hankkeelleen VTT ei anna.

Tavoitteena on luoda teknologian ympärille uusi kotimainen teollisuudenala, joka kykenee valmistamaan suurimman osan laitoksen komponenteista. Ydinlämpölaitoksen suunnittelu ja lopulta toteutus vaativat laajaa yhteistyötä eri organisaatioiden välillä. 

VTT tiedotti hankkeestaan 24.2.

Päästöt kuin tuulivoimalla

Ydinenergia on Suomen suurin yksittäinen sähköntuotantomuoto, jolla katetaan noin kolmannes kotimaisesta tuotannosta. Ydinenergian elinkaaren ajan kasvihuonekaasupäästöt ovat samaa luokkaa kuin esimerkiksi tuulivoiman. 

Pelkästään kaukolämmön tuotannon päästöt olivat Suomessa vuonna 2019 yli neljä miljoonaa hiilidioksiditonnia. Useissa kaupungeissa lämmöntuotannon puhdistaminen on yksi merkittävimmistä ilmastohaasteista. Suomi on päättänyt luopua kivihiilestä vuonna 2029. 

“Aikataulu on haastava ja edulliset vaihtoehdotkin ovat vähissä. Tavoitteen saavuttamiseksi tarvitaan uusia innovaatioita ja uuden teknologian käyttöönottoa. Ydinkaukolämmöllä voi saavuttaa todella suuria päästövähennyksiä”, sanoo tiedotteessa VTT:n tutkimustiimin päällikkö Ville Tulkki.

Maailmalla moni pienreaktorikonsepti on edennyt lisensiointivaiheeseen, mutta suurin osa niistä on tarkoitettu joko sähköntuotantoon tai energialähteeksi korkean lämpötilan teollisuusprosesseille.

Kaukolämmön vaatima noin sata-asteinen vesi mahdollistaa yksinkertaisemmat ja edullisemmat ratkaisut. VTT:n tavoitteena on kehittää kaukolämmön tuotantoon räätälöity laitos, joka on taloudellinen ratkaisu lämmittämään suomalaiskoteja kaupungeissa ja taajamissa. Myös esimerkiksi Keski- ja Itä-Euroopassa käytetään laajasti kaukolämpöä, jonka tuottamiseen tarvitaan vähäpäästöinen energianlähde.

Monet suunnitelmat kaukolämmön fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi perustuvat pitkälti bioenergiaan. Biomassasta voi kuitenkin tulla arvokas raaka-aine öljyn tilalle esimerkiksi teollisuudessa ja liikenteen polttoaineiden valmistuksessa. Ydinenergia tarjoaa vaihtoehdon, joka vapauttaa biomassaa lämmöntuotannosta muihin käyttökohteisiin.

VTT:llä on vahva tausta ydinenergian osaajana

Pienreaktorin kehitystyössä hyödynnetään VTT:llä kehitettyjä laskentajärjestelmiä ja vahvaa monialaista osaamista.

 ”Esimerkiksi reaktorisydämen fysiikan mallinnuksessa tullaan käyttämään korkeaan laskentatarkkuuteen yltäviä menetelmiä, joiden kehitys on tullut mahdolliseksi tietokoneiden prosessoritehon ja rinnakkaislaskennan kehityksen myötä”, toteaa VTT:n reaktoriturvallisuuden tutkimusprofessori Jaakko Leppänen.

Leppäsen kehittämää Serpent-ohjelmaa käytetään reaktorimallinnukseen ja säteilyn kulkeutumiseen liittyviin sovelluksiin 250 yliopistossa ja tutkimusorganisaatiossa 44 maassa. 

VTT:ssä työskentelee ydinenergian ja sen sovellusten parissa noin 200 tutkijaa, ja pienydinreaktoreiden mahdollisuuksia ja käyttöönottoa tarkastelevia projekteja on ollut yhtäjaksoisesti käynnissä viimeisen viiden vuoden ajan. 

Euroopan tasolla VTT koordinoi viime vuonna alkanutta ”Towards European Licensing of Small Modular Reactors” ELSMOR–projektia. Lisäksi VTT on työpaketin vetäjänä uudessa McSAFER-projektissa, jossa kehitetään seuraavan sukupolven laskentatyökaluja pienreaktoreiden fysiikan mallinnukseen.