VTT selvitti: Pienet SRM-reaktorit soveltuvat kaukolämmöntuotantoon

VTT on selvittänyt pienten modulaaristen ydinreaktorien soveltuvuutta kaukolämmöntuotantoon ja teollisuuden prosesseihin.

Pientä modulaarista reaktoria (SMR, Small Modular Reactor) mallinnettiin osana oletettua suomalaisen esimerkkikaupungin 2030-luvun kaukolämpöverkkoa. Mallinnettu reaktorityyppi olisi tulosten mukaan mahdollista ottaa osaksi kaukolämpöverkon tuotantopalettia. Investoinnin takaisinmaksuajaksi arvioitiin 10-20 vuotta riippuen toteutuvista kustannuksista. 

”Pieniä SMR-ydinreaktoreita, joiden kokoluokka on muutamista kymmenistä kolmeensataan megawattiin, voidaan soveltaa myös muuhun kuin pelkkään sähköntuotantoon. Suomalaisessa energiajärjestelmässä mahdollisia käyttökohteita voivat olla esimerkiksi kaukolämmön tuotanto ja suuret teollisuuslaitokset”, sanoo VTT:n erikoistutkija Ville Tulkki . 

Suomessa ydinvoimalla tuotetaan vain sähköä, mutta muualla ydinvoimaa sovelletaan myös muihin käyttökohteisiin, esimerkiksi kaukolämmön tuotantoon, suolan poistoon merivedestä ja teollisuuden prosessilämmön tuottamiseen. Korkean lämpötilan SMR-konseptien tuottamaa höyryä voisi käyttää mm. vedyn valmistuksessa. 

Maailmalla kehitetään useita erityyppisiä pieniä modulaarisia reaktoreita, jotka ovat huomattavasti perinteisiä ydinvoimaloita pienempiä. Uusien pienikokoisten modulaaristen reaktorien eduiksi on arvioitu mm. nopeampi rakennusaika, standardisoitu laitostyyppi ja soveltuvuus myös pienempiin järjestelmiin ja teollisuusintegraatteihin. Suurempiin käyttökohteisiin voi tarvittaessa asentaa useammankin pienreaktorin. 

SMR-reaktoreita kehitetään esimerkiksi Kanadassa, Yhdysvalloissa, Venäjällä, Kiinassa ja Etelä-Koreassa. Ensimmäiset SMR:t kytketään sähköverkkoon jo vuoden 2018 aikana Kiinassa, ja monen valmistajan arvellaan seuraavan perässä 2020-luvun aikana.

Paris (Potential of Advanced Reactors for Industry and Society) -hankkeessa mallinnettiin NuScale-tyyppistä SMR-reaktoria kaukolämpöjärjestelmässä vuonna 2030. Tarkastelussa oletettiin SMR:n tuottavan pelkkää lämpöä tai sekä lämpöä että sähköä. 

”Tulokset osoittivat, että yksi NuScale-yksikkö mahtuisi mallinnettuun kaukolämpöjärjestelmään siten, että sen käyttötunnit pysyvät korkeina ja kaukolämmön tuotantokustannukset alenisivat. Tämänkaltaisessa järjestelmässä NuScale ja kaukolämpöpumppu tuottaisivat lämpöä suurena osana vuoden tunneista ja muita laitoksia tarvittaisiin pääasiassa kylminä kuukausina, lämmöntarpeen ollessa suurempi”, Tulkki selvittää. 

SMR:ien kustannukset perustuvat vasta valmistajien arvioihin ja tarkentuvat lähivuosina, kun valmistajat saavat ensimmäiset projektinsa valmiiksi. Yksi SMR:ien selkeistä eduista on, että standardisoituja laitoksia valmistetaan useita kappaleita, jolloin saavutetaan säästöjä sekä rakentamisessa, operoinnissa että huollossa. 

Esimerkkikaupungin kaukolämmön kulutuksen ja tuotannon mallinnus on tehty raportinhttp://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2016/VTT-R-01173-16.pdf mukaisesti (kappale 2.4) julkisiin lähteisiin pohjautuen vastaamaan mittakaavaltaan Espoota. 

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