Kaukolämmöntuotannon päästöt ovat laskeneet vauhdilla. Monet lämpöyhtiöt tuottavat lämmön jo nyt lähes päästöttömästi. Kaukolämpö kuitenkin kehittyy ja uudistuu jatkuvasti. Lämpövarastot ovat jo käytössä ja lisääntyvät. Nyt tutkitaan myös, miten pienydinvoima sopii lämmöntuotantoon suuremmissa lämpöverkoissa.

Pelkkää lämpöä tuottava pienreaktori on tekniikaltaan yksinkertaisempi kuin sähköä tai sähköä ja lämpöä tuottava laitos. Tällaisessa laitoksessa lämpötila ja paineet ovat alhaisempia. Yksinkertaistettuna lämpöä tuottavassa laitoksessa on kyse veden keittämisestä ydinreaktorin avulla.

Suomessa päästään pian testaamaan, miten ydinreaktorilla tuotettu kaukolämpö toimii. VTT:n kanssa työskentelevä Steady Energy on saanut kerättyä kahden miljoonan pohjarahoituksen ja rakentaa lämpölaitoksen, jonka voimanlähteenä on pieni ydinreaktori.

VTT:n kehittämän LDR-50 reaktoriteknologiaan perustuva laitos valmistuu näillä näkymin vuoteen 2030 mennessä. Nyt kerätty rahoitus käytetään tutkimus- ja kehitystyöhön. Rahoituspohjaa on tarkoitus laajentaa ennen pilottilaitoksen rakentamista.

 

Turvallisesti pienellä paineella

– LDR-50-reaktorin vaatima paine on verrattavissa espressokoneen paineeseen. Kun laitos toimii kaukolämpöverkkoa matalammassa paineessa, voidaan varmistaa se, että toimintahäiriön sattuessa vuodot pysyvät laitoksen sisällä eivätkä ne vaaranna ihmisiä tai ympäristöä, toteaa Steady Energyn toimitusjohtaja Tommi Nyman.

Pienreaktori toimiin noin 150 asteen lämpötilassa ja alle kymmenen baarin paineella.

VTT aloitti LDR-50 ydinreaktorin kehittämisen vuonna 2020. Modulaarisen reaktorin lämpöteho on 50 megawattia. Modulaarisuus tarkoittaa sitä, että 50 megawatin palikoita voidaan liittää tarpeen mukaan yhteen.

Yhden pienreaktorin teho riittää lämmittämään pienen kaupungin. Laitosta voi käyttää myös suolanpoistolaitoksena makean veden tuottamiseen tai laitoksen voi muuntaa teollisuushöyryä tuottavaksi.

 


Kaukolämpöverkot kasvavat ja laajenevat. Lisäksi tuotanto muuttuu koko ajan päästöttömämmäksi, samalla kun lämpöala kehittyy vauhdilla.

 

Energiakakun suurin viipale

Kiinteistöjen ja kotien lämmitys haukkaa vuosittain eurooppalaisesta energiakakusta noin puolet. Kaukolämmitys on vain Pohjois-Euroopassa vallitseva lämmitystapa, mutta esimerkiksi Saksassa kaukolämpö on selvässä kasvussa.

Kaukolämpöä kuluu jo nyt Euroopan unionin alueella vuosittain noin 500 terawattituntia, josta noin 300 terawattituntia tuotetaan fossiilisilla polttoaineilla. Suomessa ollaan jo pitkään investoitu puhtaaseen tuotantoon ja kaukolämmön tuotanto on meillä monessa lämpöverkossa jo puhdasta ja investoinnit päästöttömyyteen jatkuvat vauhdilla.

 

Suomalaistekniikalla vientipotentiaalia

Euroopassa on noin 3500 kaukolämpöverkkoa, jotka palvelevat 60 miljoonan kansalaisen lämmitystarpeita. Jos pelkästään eurooppalainen kaukolämmöntuotanto saataisiin irti fossiilisten polttoaineiden käytöstä, supistuisivat unionin kasvihuonekaasupäästöt merkittävästi. Tämä on myös syy, miksi Steady Energy tähtää jo alkumetreillä vientiin.

–  Jos Euroopan kaukolämmöstä 75 prosenttia perustuu fossiilisten polttoaineiden käyttöön, tilanne on vielä heikompi Kiinassa. Pienet modulaariset reaktorit ovat keino laajentaa ydinteknologian käyttöä lämmitykseen. Perinteisiä reaktoreita turvallisemmat, pientehoiset ja luonnonvoimin varmennetut reaktorit ovat sitä paitsi edullisempia, Nyman huomauttaa.

–  Ensimmäisen laitoksen rakennamme Suomeen, mutta tavoitteenamme on rakentaa useita laitoksia eri puolille maailmaa. Tuomme markkinoille maailman parasta lämmityssektorille optimoitua ydinenergiateknologiaa.

 

Turvallisuutta yksinkertaisella tekniikalla

LDR-50-reaktori perustuu passiiviseen lämmönpoistoratkaisuun. Passiiviset järjestelmät antavat mahdollisuuden toteuttaa korkeat turvallisuusvaatimukset nykyistä yksinkertaisemmalla teknologialla.

LDR-50-reaktorimoduuli muodostuu kahdesta sisäkkäisestä paineastiasta. Paineastioiden väliin jäävä tila täytetään vedellä.

Jos lämmönpoisto lämmönvaihtimien kautta häiriintyy, välitilan vesi alkaa kiehua. Kiehuessaan välitilan vesi muodostaa tehokkaan passiivisen lämmönsiirtoreitin reaktorialtaaseen. Järjestelmässä ei ole liikkuvia mekaanisia osia, jotka voisivat vahingoittua ja estää reaktorin jäähdyttämiseen. Keksinnölle myönnettiin patentti vuonna 2021.

 

Teksti: Adato viestintä, Ari J. Vesa ja Petri Sallinen
Kuvat: Shutterstock ja Ari J. Vesa