Edellisen artikkelin numerot jäivät pyörimään päähän, joten aiheeseen on pakko palata. Asia huomattiin kommenttiketjussakin, mutta laitan sen vielä tähän, koska kaikki eivät lue kommentteja, ja asia on ilmeisen huonosti tunnettu. Ja taatusti yllätys monelle.
Ensin kuitenkin kiitokset J. M. Korhoselle, joka visualisoi ”gigawattipäivän” ydelle A4:lle, katsokaapa tästä.
Ja sitten kiitokset kaikille lukijoille, jotka teitte eilisestä koko blogin historian vilkkaimman päivän. Kävijälaskuri hyppäsi n. 1500 kertaa eteenpäin. Yli 500 kävijää tuli Facebookin kautta. Myös Aulabaarissa heräsi asiasta keskustelu. Ilmeisesti nämä asiat kiinnostavat.
Sitten päivän aiheeseen. Mahdollisuutta uraanin erottamiseksi hiilivoimalan tuhkasta on siis todellakin tutkittu. Millaisista määristä tässä onkaan kysymys?
Wikipedia käyttää tämän tiedon lähteenä USGS:n (U.S Geological Survey) julkaisua Radioactive Elements in Coal and Fly Ash: Abundance, Forms, and Environmental Significance, josta tarvittavat tiedot löytyvät. Julkaisun tarkoituksena on siis selvittää, kuinka paljon kivihiili ja lentotuhka sisältävät radioaktiivisia aineita, joita ovat uraani ja torium, sekä niiden hajoamistuotteita kuten radon ja radium. Radon on radioaktiivinen jalokaasu, joka poistuu voimalasta savukaasun mukana ilmakehään. Raskaammat alkuaineet jäävät tuhkaan.
Alla olevassa kuvassa nähdään kivihiilen, lentotuhkan ja muutamien kiviainesten uraanipitoisuudet.
Tutkittu hiili on Yhdysvaltojen alueelta, muualla hiilen alkuainekoostumus voi olla erilainen. Jopa viereisten kaivosten hiilien koostumukset voivat poiketa toisistaan. Käytetään tässä tarkastelussa kuitenkin kuvassa olevia arvoja. Asteikko on logaritminen. Tekstissä sanotaan seuraavasti:
In the majority of samples, concentrations of uranium fall in the range from slightly below 1 to 4 parts per million (ppm).
Sovitaan vaikka, että alaraja “slightly below 1” on 0,8 ppm.
Edellisessä artikkelin hiilijunassa oli 12 700 tonnia, eli 12 700 000 kg hiiltä. 0,8..4 ppm tästä määrästä on 10..51 kg. Tämä määrä uraania menee siis 1000 MW:n hiilivoimalan läpi 36 tunnissa. Samassa ajassa 1000 MW:n IFR-laitos kuluttaa 4 kg uraania. Tuntuu vähän uskomattomalta, piti laskea moneen kertaan, mutta numerot näyttävät näin:
Hiilivoimala ”polttaa” 2,5..12,7 kertaa enemmän uraania kuin saman tehoinen IFR-laitos.
Sama pätee tietysti muihinkin fissiovoimaloihin, koska ketjureaktioon osallistuvan uraanin määrä on niissä sama kuin IFR:ssä. Yhtä kaikki, hiilivoimala levittää ympäristöön enemmän uraania kuin ydinvoimala käyttää.
Myös ydinpolttoaineeksi kelpaavaa toriumia on tutkituissa hiilissä saman verran, 1..4 ppm. Siispä hiilen sisältämillä aktinoideilla voisi tuottaa 5..25 kertaa enemmän energiaa kuin hiilen poltossa saadaan. Hiiltä väitetään maailmassa riittävän kolmeksi sadaksi vuodeksi. Jos näin, niin ydinpolttoainetta riittäisi yksistään hiilessä 1500..7500 vuodeksi.
Lähteenä käytetyssä julkaisussa todetaan lentotuhkan radioaktiivisuuden vaikutuksista:
..below levels of human health concern.
Nykyaikaisissa hiilivoimaloissa on tehokkaat savukaasunpuhdistimet. Vähintään 99,5 % lentotuhkasta saadaan talteen. Jos oletetaan, että 0,5 % päätyy savukaasun mukana ilmakehään, se tarkoittaa esimerkkitapauksen laitoksessa sitä, että 0,5..2,5 kg uraania päätyy savukaasun sisältämän lentotuhkan mukana ilmakehään. Siis jopa puolet ydinvoimalan käyttämän uraanin määrästä. (Unohtakaa tämä, pilkkuvirhe. Oikea määrä on 0,05..0,25 kg. Petri Salmelalle kiitos huomautuksesta.) Ja toriumia menee saman verran.
Tietääkö esim. Saksan ympäristöväki tämän, kun se on antanut hiljaisen hyväksynnän Saksan uusille hiilivoimaloille? Mitä samaiset tahot sanoisivat ydinvoimalasta, joka päästelee uraania raakana taivaalle? Miksi hiilivoimalat saavat sen tehdä ilman, että kukaan puhuu koko asiasta?
Biopolttoaineet eivät ilmeisesti muuta tilannetta oleellisesti, koska elävissäkin kasveissa on radioaktiivisia alkuaineita, jotka savukaasujen ja tuhkan mukana leviävät ympäristöön. Soista löytynee vieläkin ydinkokeiden laskeumia.
Kannatan entistä voimakkaammin kaikkien maailman hiilivoimaloiden välitöntä korvaamista ydinvoimaloilla. Tämä on vaikuttavuudessaan ja kustannustehokkuudessaan mitä todennäköisimmin parasta, mitä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi voidaan tehdä. Nykyinen näpertely ei johda juuri mihinkään.
Gaia 
Jos ydinvoimaloiden vastustus tosiaan voi johtaa uusien hiilivoimaloiden rakentamiseen, silloin on ympäristöliikkeen agendassa jotain pahasti pielessä.
Henkilökohtaisesti lisäisin ydinvoimalla korvattavien hiilivoimaloiden rinnalle ainakin turvevoimalat ja pohjoisten jokien vesivoiman.
TykkääTykkää
Ympäristöliikkeen harrastama ydinvoiman vastustus ei ainoastaan voi johtaa, vaan nähdäkseni tosiasiallisesti on johtanut ja tulee johtamaan hiilen lisärakentamiseen. Jossain määrin se toki ohjaa myös maakaasuvoimaloihin, mutta nämä eivät ole välttämättä juurikaan parempia.
Mitä taas ympäristöliikkeen hellimään biomassaan tulee – tuoreet tutkimukset toteavat, että esimerkiksi juurakkojen CO2-tase on ensimmäiset 20 vuotta sama kuin hiilivoimalla. Ei yksinkertaisesti ole millään yleisesti hyväksytyllä laskuopilla mahdollista, että näillä ehdotetuilla keinoilla voitaisiin korvata sekä fossiiliset että ydinvoima ja saavuttaa tarpeellisia päästövähennyksiä.
Tuossa oikealla linkkipalkissa onkin asiaan sopivasti uutinen: Metsäenergian ilmastohyötyjä yliarvioitu.
http://yle.fi/uutiset/kotimaa/2011/02/syke_metsaenergian_ilmastohyotyja_yliarvioitu_2331175.html?origin=rss
Olen joskus kirjoittanut noista taustalla olevista tutkimuksista, esim.
http://yyyy.puheenvuoro.uusisuomi.fi/51337-bioenergia-saastuttaa-enemman-kuin-kivihiili-haluatko-vastustaa-ilmastonmuutosta-vai-ydinvoima
TykkääTykkää
Pitääkö käsitykseni paikkansa (jos nyt hetkeksi unohdetaan hiilidioksidi), että moderneilla savukaasupesureilla hiilivoimalankin piipusta tulee hyvin vähän mitään muuta, kuin hiilidioksidia ja vettä?
Hiilen vetovoiman syyt ovat ilmeisiä: sitä on paljon ympäri maailmaa, sitä voidaan louhia edullisesti suuria määriä, voimalaitokset ovat suhteellisen yksinkertaisia ja/tai erittäin vakiintunutta tekniikkaa. Rakentaminen, ajaminen tai jälkihoito eivät vaadi mitään erikoisosaamista ydinvoiman tapaan.
Pelinhän ratkaisee viime kädessä energiakysymyksissäkin tuontatokustannukset, jotka eivät taida (vielä?) olla ydinvoiman etu jos hiileen verrataan. Nyt on Euroopassa valittu tie, jossa mm. päästökaupalla (keinotekoisesti) kallistetaan yhtä tuotantomuotoa ja toisaalta veronmaksajien rahoilla subventoidaan toisia. Itse en tätä hyväksy; kyllä minkä tahansa tuotantomuodon pitää olla – ympäristönormit (pienhiukkaset, NOx/SOx jne) täyttäen – kustannustehokas per se ilman tuuliviirin lailla ja yleensä täysin päin seiniä asioita junailevien poliitikkojen subventointeja ja rankaisumaksuja. Mikäli veronmaksajien rahaa energiasektorille pitää poliitikkojen käsien kautta lapioida, niin minusta se on T&K, ei tuulivoimasubventiot. Päästökauppa- ja subventiopelin lopputuloksena näkyy olevan, että verkkoon saadaan satunnaisesti pienehköjä määriä energiaa – ennätyskustannuksin, ilman mitään taloudellista riskiä sen tuottajalle.
Pitkällä tähtäimellä Suomessakin varmaan voitaisiin ydinvoiman osuutta kasvattaa, mutta hidasta se on, monestakin syystä. Isojen laitosten tapauksessa lyseessä ovat aina erittäin pitkäikäiset investoinnit, ja oma mielipiteeni on, ettei näitä 3G-voimaloita enää vaikuttaisi rakentaa, vaan odotella rauhassa uudempaa tekniikkaa – hötkyily Suomessa ei hyödytä ketään (eikä pelasta maailmaa, jos se ylipäätään sellaista nyt kaipaa). Toimiikohan suuruuden ekonomia suhteellisen pienessä sähköverkossa välttämättä muutenkaan, jos säätötarve ja vuodenaikavaihtelu kulutuksessa huomiodaan? Sitkeässä istuu ainakin minussa käsitys, ettei ydinvoimalaa joko voi tai kannata (taloudellisesti) ajaa osakuormalla. Mielenkiintoista nähdä, mahdollistaako uusi teknologia (kuten IFR) kustannustehokkaan, selvästi nykyistä gigawattiluokkaa pienempien yksikköjen rakentamisen seuraavan 10-20 aikana. Se on minusta joka tapauksessa aikajänne, mitä pitäisi yrittää katsoa kun päätöksiä tehdään (niin ja ei, näillä hiilidioksidikuviolla en näe relevanssia suomalaisen päätöksenteon kannalta).
Ydinpolttoaineen kotimaisuusastehan muuten saataisiin ilmeisesti hyvinkin korkeaksi, mutta ongelmaksi muodostuu ilmeisesti rikastus; oma tarve ei oikein riitä laitoksen rakentamiselle, ja sille löytyisi todennäköisesti vastaava oppositio kuin voimaloillekin.
TykkääTykkää
anander: teoriassa taidetaan päästä noin 99% puhdistusasteeseen savukaasujen osalta. Mitä käytäntö on, en tiedä – nuo vekottimet ovat käsittääkseni aika pirullisen herkkiä huonolle hoidolle ja vikaantumiselle.
Joka tapauksessa, ongelma ei poistu: raskasmetallit jäävät tuhkaan ja savukaasupesureihin, ja kun ne läjitetään suunnattomiksi kasoiksi, osa metalleista liukenee mm. sadeveden mukana.
IEA:n ja OECD:n 2005 tekemän kartoituksen mukaan ydinvoima alkaa jo nyt olla se halvin tapa tuottaa paljon perusvoimaa. Tuskin nuo TVO:n tyypit sitä muuten rakentaisivatkaan :). Tässä hinnat – sisältäen elinkaarikustannukset – 2005 USD/MWh kahdella diskonttokorolla (5% ja 10%), rakennuskustannukset USD/kW(e):
Hiili: 25-50 @5% – 35-60 @10%. Rakentaminen 1000-1500.
Kaasu: 37-60 @5% – 40-63 @10%. Rakentaminen 400-800.
Ydin: 21-31 @5% – 30-50 @10%. Rakentaminen 1000-2000.
Tuuli: 35-95 @5% – 45-140 @10%. Rakentaminen 1000-2000.
Vesi: 40-80 @5% – 65-100 @10%. Rakentaminen N/A
Aurinko: 150 @5% – 200 @10%. Rakentaminen N/A.
(Lähde: IEA 2005, ”Projected Costs of Generating Electricity.)
Tässä vielä toinen IEA:n ja OECD:n yhteistyönä tekemä tilasto, olettaen ydinvoimalle 85% käyttöaste, 40 vuoden elinikä ja 5% diskonttokorko, valuuttana vuoden 2003 USD ja yksikkönä senttiä/kWh:
Suomi: ydinvoima 2,76 – hiili 3,64 – kaasu ei tutkittu
Ranska: Y 2,54 – H 3,33 – K 3,92
Saksa: Y 2,86 – H 3,52 – K 4,90
Sveitsi: Y 2,88 – H N/A – K 4,36
Hollanti: Y 3,58 – H N/A – K 6,04
E-Korea: Y 2,34 – H 2,16 – K 4,65
Japani: Y 4,80 – H 4,95 – K 5,21
USA: Y 3,01 – H 2,71 – K 4,67
Eli vain Etelä-Koreassa ja USA:ssa hiili oli itse asiassa ydinvoimaa edullisempaa. (Lähde: Uranium Information Center, ”The Economics of Nuclear Power”, 2008)
Ydinvoimaa ei kannata ajaa osakuormalla, mutta useimmissa reaktoreissa se on mahdollista. Ranskassa jopa sammutellaan reaktoreita viikonlopuksi. Jos pääomakustannuksia saadaan alas, reaktoreidenkin säätö muuttuu kannattavammaksi.
Näen muuten ydinvoiman kannattamiseen kolme kovaa syytä, jotka ovat toisistaan osin riippumattomia:
1) Ilmastonmuutos. Ei tästä enempää. OK, olen idealisti.
2) Muut saasteet ja ympäristövaikutukset. Tässä onkin asiaa jo puitu.
3) Energian saatavuus. Ei ole mitenkään sanottua, että esimerkiksi öljyä, hiiltä ja kaasua olisi rutkasti aina saatavilla. Jos vaikka Egyptissä tapahtuu vallankumous ja Suezin kanava katkeaa, meille tulee pian ikävä synteettistä polttoainetta valmistavia laitoksia. Samaten kaasun varaan rakentaminen on vastuutonta, kun Venäjän kaasureservien tilasta ei oikein ole tietoa, ja parhaimpienkin arvioiden mukaan niistä ei riitä kuin pariksikymmeneksi vuodeksi.
Suomessa voitaisiin olla likimain energiaomavaraisia sopivalla sekoituksella nykyisiä ja IFR-tyyppisiä, luonnonuraania ja ydinjätettäkin polttavia laitoksia. Rikastamon rakentaminen ei todennäköisesti kannattaisi, plutoniumin hyötämisestä ja MOX-polttoaineen käyttämisestä en tiedä. Kun emme tiedä, mihin suuntaan tämä vuosisata kehittyy, suosisin omavaraisuuden lisäämistä tai ainakin sen mahdollistamista.
Asiasta viidenteen, raapaisin nyt innoissani toisenkin grafiikan – nyt vertaillen polttoaineiden louhinnan vaikutuksia. Olkaapa hyvät,
http://yyyy.puheenvuoro.uusisuomi.fi/60067-ydinvoiman-ylivoimaa-osa-ii-kuinka-paljon-uraania-taytyy-louhia
TykkääTykkää
Pieni asiavirhe tuolla on: Hiilivoimalan läpi menevällä uraanilla ei reaktoria pyöritetä, valtaosa siitä on väärää isotooppia.
Ja vastaavasti reaktoriuraani on ihan jotain muuta kuin ”uraania”, luonnonuraanista vain alle prosentti on reaktoriin käypäistä tavaraa (U-235) ja sen erottelu on sekä suuri että kallis operaatio.
Tyypillisesti rikastamon vieressä on oma ydinvoimala joka ei tee mitään muuta kuin pyörittää rikastamoa.
Itse pääasiaa tämä ei tietenkään muuta, hiilivoima saastuttaa aivan järkyttäviä määriä siinä missä uraani hajoaa joka tapauksessa, vakionopeudella.
Voi vain valita sen, että säteileekö se voimalassa vai luonnossa.
TykkääTykkää
Olen tuolla aiemmassa jutussa jo tähän viitannut, mutta tulkoon sanotuksi. IFR-reaktorit ovat kaupallisessa käytössä joskus kymmenen vuoden kuluttua, jos on. Luultavasti silloinkaan kaikki uudet voimalat eivät ole tuota neljännen sukupolven tyyppiä.
Oletan, että IFR olisi kalliimpi kuin nykyiset systeemit. Jotta IFR ylipäänsä tulee, sen kehittämiseen pitää panostaa voimakkaasti. Ollaanko sitä valmiita tekemään, jos halvemmalla pääsee? Kuka säätelee noita politiikkoja maailmanlaajuisesti niin, että vain vähän kuluttavat ja kierrättävät ydinvoimalat tulisivat käyttöön?
Ennen kaikkea, minkälaiseksi ydinvoimaloiden kulutus muodostuu suhteessa uraanivaroihin, jos nyt kaikkea kaikkea sähköä aletaan tekemään vanhalla ydinvoimalla? Näissä on edelleen ne turvallisuusuhat olemassa. Loistavahan tuo toki olisi, jos kaikki sähkö alettaisiin tekemään IFR:llä.
Teknisten mahdollisuuksien lisäksi käytännön mahdollisuuksia pitää vaihtoehtoja esitettäessä punnita.
Toisaalta, energiansäästö on jo nyt olemassa oleva vaihtoehto, jota voidaan alkaa tekemään heti. Sitä pitäisi edistää paljon nykyistä voimakkaammin kaikkialla.
TykkääTykkää
tyy:
Tuota on tietysti aika vaikea todistaa, sanan varsinaisessa merkityksessä. Katso mitä olen tähän koonnut, ja kerro mitä mieltä olet.
Ehkä paras ”todiste” löytyy James Hansenin kirjasta Sorms Of My Grandchildren, kappaleesta 9. Hansen kertoo keskustelustaan Saksan ympäristöministeri Sigmar Gabrielin kanssa siitä, miksi Saksa rakentaa uutta hiilivoimaa:
Voiko sen suoremmin enää sanoa? Saksan ehkä maailman kunnianhimoisin panostus uusiutuvaan energiaan tunnetaan kyllä, mutta tästä mitalin toisesta puolesta ei juuri kuule puhuttavan.
anander:
Hyvin vähän on suhteellinen käsite. Nythän EU:ssa on tulossa voimaan IE-direktiivi, joka asettaa entistä tiukemmat raja-arvot teollisuuslaitosten päästöille koskien energian tuotannossa pölyä, rikkiä ja typen oksideja. Direktiivissä vaaditaan BAT-tasoa, joka löytyy esim. tästä Pöyryn tekemästä selvityksestä:
http://tinyurl.com/6h6rzff
Direktiivi koskee myös vanhoja laitoksia. Rikin ja pölyn osalta ollaan hyvissä laitoksissa jo rajoissa, mutta typpi tuottaa vaikeuksia, ja vaatii normaaliin hiilikattilaan käytännössä katalyytit. Pölypäästöt raskasöljykattiloissa pakottanevat siirtymään kevyeen öljyyn. Tai kaasuun, mikäli mahdollista.
Tuo yleinen käsitys, ettei ydinvoimalaa voisi ajaa osakuormalla on outo. Ottaen huomioon, että ydinvoimaa on 60 vuotta käytetty sukellusveneissä ja lentotukialuksissa, eivätkä ne aja täysillä koko ajan. OL3:n säätöalue on yllättävän laaja, en nyt muista ulkoa. Kannattavuus on sitten toinen asia.
Tuomas:
Näköjään teksti sisälsi väärinymmärryksen mahdollisuuden. Tarkoitin koko ajan IFR-laitosta, siis nopeaa reaktoria, joka hyötää U-238:n eikä tarvitse alkulatauksen jälkeen rikastusta.
Kappas, tätä argumenttia en olekaan kuullut enää vuosikausiin. Siinä oli jossain määrin perää, kun rikastus tehtiin kaasudiffuusiomenetelmällä, joka sittemmin on enimmäkseen korvautunut sentrifugimenetelmällä. Samalla rikastuksen energiankulutus on pudonnut 1/20 osaan entisestä.
Simo:
Hyviä ja vaikeita kysymyksiä. Välillä luulen tajuavani, ja sitten taas totean, että tajua tästä politiikasta yhtään mitään. Tarvittava tekninen tietämys on ollut moneen asiaan olemassa jo vaikka kuinka kauan. Silti politiikassa puhutaan mm. että vieläkään ei tiedetä, mitä ydinjätteille pitäisi tehdä, tai että uraania riittää vain 60 vuodeksi.
Fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi ei ole tällä hetkellä mitään kaupallisesti valmista ratkaisua olemassa. Oli se sitten mikä hyvänsä, kehittämiseen pitää panostaa voimakkaasti. Energiansäästöä en missään nimessä väheksy, mutta se ei yksinään riitä. Esim. EU:n ilmastopolitiikka ei sisällä lähimainkaan riittävän voimakasta panostusta. Samaa pelkään mahdollisesta kansainvälisestä ilmastosopimuksesta, mikä ehkä joskus syntyy. Päätetään tavoitteista, ok, mutta vasta siitä alkaa itse työ. Jos se menee samaan suuntaan kuin nyt EU:ssa, niin ei hyvältä näytä.
Toriumista en ole kirjoittanut vielä mitään. Se on vähintään yhtä potentiaalinen mahdollisuus kuin IFR, ilmeisesti myös halvempi rakentaa kuin nykyiset laitokset. Esim. sydämen sulamisen riskiä ei ole, eikä paineenkestävää suorajakennusta ei tarvita. Siitä lisää joskus myöhemmin.
TykkääTykkää
Tuomas, tuolla tekstissä viitataan ns. nopeisiin reaktoreihin kuten IFR. Riippuu vähän designistä, mutta suurin osa niistä pyörii alkulatauksen jälkeen rikastamattomalla (itse asiassa vaikka köyhdytetyllä) uraanilla.
Simo, olet valitettavasti oikeassa aikataulujen suhteen. Syyllisten osoittelu on turhaa, mutta mietin usein, miten eri tilanteessa olisimme, jos IFR:ltä ei olisi vedetty mattoa alta vuonna 1994.
Kustannusten suhteen et tosin välttämättä osu oikeaan. Tällä hetkellä perinteisten ydinvoimaloiden hinnaksi lasketaan noin 1,2 – 2,5 miljardia dollaria per GW(e), ja tämä tuntuu pitävän varsin hyvin kutinsa – paitsi Olkiluodossa, joka tosin onkin prototyyppi. IFR:n kehitysversio S-PRISM, jollaista ryhdyttäneen rakentamaan tänä vuonna, maksanee noin 1,3 miljardia USD per GW(e). IFR-tyyppisten reaktoreiden valtava etu on siinä, että ne suunnitellaan rakennettavaksi pienempinä moduuleina, jotka voidaan tehdä oikeasti tehtaalla sarjatyönä ja vain asentaa paikan päällä. Näin ollen laajamittainen IFR-urakka (tai, jos se ei jostain syystä toimi, joku noin tusinasta muusta konseptista) todennäköisesti a) alentaisi hintaa ja b) parantaisi laatua.
Nopeiden reaktoreiden toinen suunnaton etu on se, että polttoaineen loppusijoitus yksinkertaistuu valtavasti. Jätettä syntyy kertaluokkaa vähemmän ja sen radioaktiivisuus putoaa uraanimalmin tasolle noin 300 vuodessa, mikä tarkoittaa sitä, että jäte voidaan varastoida vaikka voimalan yhteyteen ilman kovin monimutkaisia suojaluolia.
Mutta vaikka kävisi niin hassusti, että mikään näistä 300 reaktorivuoden verran koekäytetyistä 4G-konsepteista (yksin IFR:n prototyyppiä käytettiin 30 vuotta) ei koskaan tulisikaan laajaan käyttöön, ydinvoima olisi siltikin yksi parhaista vaihtoehdoista. Viittaat turvallisuusuhkiin – mitä ne mielestäsi ovat? Mielestäni on vahvaa näyttöä, että tosiasiallisesti ydinvoima on jo nykyisellään ylivoimaisesti turvallisin käyttämistämme energianmuodoista.
MIT:in 2003 tekemä ja 2009 päivittämä selvitys ”The future of nuclear power” toteaa, puutteistaan huolimatta (siinä ei huomioitu IFR:ää eikä juuri muitakaan vaihtoehtoja) että massiivinen ydinvoiman laajennusohjelma – kolminkertaistaminen – voitaisiin toteuttaa nykyisellä teknologialla ja silti uraania riittäisi niin runsaasti, että edes uraanin jälleenkäsittelyä ei kannattaisi aloittaa ennen vuotta 2050.
Energiansäästössä on yksi ongelma, jota ei ”jostain syystä” ympäristöjärjestöjen materiaalista löydy. Se kulkee nimillä Jevonsin paradoksi tai rebound effect. Se on todellinen, empiirisesti ja teoreettisesti vahvalla pohjalla oleva ongelma, joka tekee energian merkittävästä säästämisestä hyvin vaikeaa, ja kaavailuista 40% kulutusleikkauksista (kuten Greenpeacen visiossa) käytännössä todella utopistisia. Siltikin energiansäästöä toki kannattaa tukea – siltä vain ei jo melko energiapihissä Euroopassa kannata odottaa ihmeitä.
TykkääTykkää
J. M. Korhonen kirjoitti: ”Energiansäästössä on yksi ongelma, jota ei “jostain syystä” ympäristöjärjestöjen materiaalista löydy. Se kulkee nimillä Jevonsin paradoksi tai rebound effect.”
Kai Jevonsin paradoksin näkökulmasta energian säästäminen tulkitaan tässä sellaiseksi prosessin tehostamiseksi, joka laskee energiakomponentin hintaa. Tämä voi lisätä energian kulutusta.
Myös ydinvoiman käyttöönotto voi vastaavasti auttaa ”tehostamaan prosessia”, vähentää fossiilisten kysyntää rikkaissa maissa, alentaa niiden hintaa, ja voi tätä kautta myös nostaa niiden kulutusta.
Nämä mäppäykset eivät ole täysin selviä ja yksi yhteen, mutta jos energian säästöä ajavien tulisi ottaa tämä potentiaalinen ongelma huomioon ja käsitellä sitä materiaaleissaan, kai myös ydinvoimaa puolustavassa materiaalissa tulisi olla luku joka käsittelee tätä ongelmaa.
Itse asiassa tämä ongelma saattaa olla suurin ongelma ydinvoiman positiivisten ilmastovaikutusten tiellä. Energian kokonaiskulutus ei ole vakio. Se että joku käyttää entistä enemmän ydinvoimaa, ei takaa sitä, että fossiilisten polttoaineiden käyttö vähenee vastaavalla määrällä. Fossiilisen energian hinta voi laskea, ja sen kulutus laskee ennakoitua vähemmän tai jopa kasvaa.
Jos ydinvoiman lisärakentamisella halutaan ajaa fossiilinen kulutus alas, yksi periaatteesa toimiva, mutta ei kovin helppo tie olisi rakentaa ydinvoimaa niin paljon, että fossiiliset eivät pysty (huomattavasti alennetulla hinnallakaan) kilpailemaan sen kanssa. Toimiiko?
TykkääTykkää
Viimeinen kappaleesi tarkoittaa siis sitä, että ydinvoiman pitäisi olla niin halpaa, että se alittaa kivihiilen tuotantokustannukset? Se on käsittääkseni mahdollista.
Ja tietenkin hiilen kustannuksia saisi vapaasti nostaa veroilla, päästömaksuilla jne. Sitähän tehdään jo nyt. Ongelma on vain siinä, että potentiaalista vaihtoehtoa hiilelle ei ole. Energian hinta siis vain nousee, maksamme itsemme kipeiksi, mutta kulutus ei vähene. Taikka vähenee, mutta hyvin rajallisesti. Hiiletön vaihtoehto pitää olla saatavilla, muuten tavoite ei toteudu.
TykkääTykkää
Verot ja päästömaksut olisivat vaihtoehtoinen tie tuolle hintakilpailulle. Ne pakottaisivat joko ei-fossiiliseen energiaan tai/ja säästöihin. Niiden ongelma on se, että globaaleja sopimuksia on vaikea saada aikaan. Lokaalit päätökset eivät vielä ratkaise mitään, sillä kulutus voi siirtyä helposti toisiin maihin.
Saasteverot olisivat mielestäni luontevin tapa rajoittaa haittoja, koska maksu kohdistuu silloin tarkasti siihen mitä halutaan rajoittaa (fossiilien poltto). Mutta ilman noita sopimuksia halvalla ydinvoimalla voi yrittää saada aikaan jotain vastaavaa.
Hiilen tuotantokustannukset on varmaankin helpointa alittaa. En tunne kulurakennetta tarkkaan. Hiilivoimala hiililouhoksen vieressä voi toimia aika halvallakin.
Myös maakaasun omakustannustaso pitäisi alittaa. Tämä käy uusien kattavien putkiverkostojen rakentamisen myötä hankalammaksi (kun suurimmat investoinnit on jo tehty).
Myös öljyn omakustannustaso tulisi alittaa, vaikka öljy onkin nykyään enemmän liikennepolttoaine, ja ydinvoimalat tuottavat sähköä. Ainakin siinä vaiheessa, kun siirrytään sähköautoihin, öljyn kulutus laskee, ja sen hinta laskee. Öljykin pitäisi syrjäyttää kulkuneuvoista ja mahdollisesta sähköntuotannosta. Öljymaat ovat tehneet suuria voittoja, joten niillä on varaa pudottaa öljyn hintaa paljonkin.
Kirjoitukseni taustalla oli siis kysymys siitä, voidaanko fossiilisten poltto lopettaa kansainvälisin sopimuksin, vai loppuuko fossiilisten käyttö vasta sitten, kun jokin muu tekniikka syrjäyttää ne markkinoilta edullisuudellaan (ja riittävällä kapasiteetilla). Ydinvoima on kai potentiaalisin tällainen tuotantomuoto.
Yksi maa voi hoitaa ydinvoimalla hiilidioksiditaseensa kuntoon nopeastikin, mutta ongelma voi siis pulpahtaa pintaan jossain muualla halventuneen hinnan myötä lisääntyneenä kulutuksena. Tuottajamaat jotka menettävät osan myynnistään haluavat ehkä myydä halventunutta tuotettaan entistä enemmän säilyttääkseen totutun elintasonsa.
TykkääTykkää
Tuolla logiikalla voidaan myös kyynisesti todeta, että kenenkään ei kannata tehdä mitään, koska joku polttaa ne kuitenkin.
Toisaalta kukaan ei väittänyt muutosta helpoksi.
TykkääTykkää
En missään nimessä ehdota, että ei kannata tehdä mitään. Ei kannata myöskään tuudittautua hyvään uskoon ydinvoimaloita rakennettaessa. Kannatan etenemistä kaikilla rintamilla: uusissa lähteissä, veroissa, säästöissä – sekä paikallisesti että globaalisti. (Tosin en katso hyvällä esim. saemetsien muuttamista ekobensaviljelmiksi, enkä Suomenkaan metsien, soiden, peltojen, koskien ja rantojen totaalista valjastamista tehotuotantoon.) Kannatan myös lievää yksipuolistakin etunojassa etenemistä – taloudelliset tappiot takkiin ottaen. Jos pitää oman kentän siistinä, se antaa selkänojaa vaatia samaa myös muiltakin. Näin kamelin selkä saattaa katketa aiemmin. Mielestäni on mahdollista ottaa käyttöön myös uusia käytäntöjä, joissa vastuullisesti toimivat valtiot katsovat oikeudekseen asettaa vaikkapa tulleja vastuuttomasti tuotetuille tuotteille.
Tämä ei tosiaankaan ole helppoa, mutta yrittää voi. Vaihtoehto olisi poltella kaikki fossiilit rauhassa loppuun, ja suunnitella maailma sitten siitä eteenpäin.
TykkääTykkää
Ydinvoimalaa ajetaan käsittääkseni jatkuvasti huipputeholla siksi, ettei tehon laskemisessa olisi mitään järkeä. Voimalan rakentaminen on iso sijoitus ja sen käyttöikä on rajallinen, ja polttoaineen kustannus jää energia.fi:n mukaan 15%:iin kokonaiskustannuksesta (joskin muistan kuulleeni alhaisempia lukuja).
Toisin sanoen, seisokissa oleva ydinvoimala maksaa operoijalle lähes yhtä paljon kuin täyttä tehoa tuottava ydinvoimala. Ehkä ylimääräisellä ydinenergialla voisi vaikka pumpata vettä ylävirtaan..
Itse en usko että kotitalouksien sähkönkulutus kasvaisi paljoa vaikka energia halpenisi – teollisuus on sitten asia erikseen. Jonkinlainen saturaatiotaso sielläkin ehkä olisi saavutettavissa.. Jos energia tuotettaisiin päästöttömästi (mahdoton ideaali, toki), sen kulutuksella ei olisi samanlaista merkitystä. Ehkä fossiilisten kilpailukyky voidaan tuhota päästöihin sidotuilla veroilla tms.
TykkääTykkää
Ydinvoimassa on kyllä järkeä, mutta on siinä valtavat riskitkin.
1. Monet ydinvoimalat ovat meren rannikoilla, josta ne on merenpinnan nousun (tai esim. tsunamivaaran tms.) johdosta joskus siirrettävä tai purettava. Jo muutaman metrin merenpinnan nousu voi olla kohtalokasta mm. Olkiluodolle, ja parin metrin nousu on mahdollista jo vuosisadassa. Siirto on tietysti aloitettava hyvissä ajoin kun paikka jostain syystä huonoksi havaitaan. Maailma ei ole stabiili ja pysyvä ympäristö jollaista ydinvoimala pitkälle vaatii.
2. Ranskassa ydinvoimaloita jouduttiin sulkemaan kesähelteillä kun jäähdytys ei enää toiminut. Levät, kuumuus, terroristit yms. ovat aina uhkana ja lisääntymään päin.
3. Ydinvoimala ja ydinase eivät välttämättä ole niin kaukana toisistaan. Ydinaseiden ja -teknologian leviäminen on vakava uhka, eiköhän yksi Pohjois-Korea riitä kaikille.
4. Ydinvoimala on erittäin korkeaa teknologiaa ja edellyttää vakaata yhteiskuntaa, korkeaa koulutustasoa jne. Esim. jos Egyptissä olisi nyt paljon ydinvoimaloita huoli olisi varmasti aiheellinen.
5. Jos maailman kaikki energia halutaan tuottaa ydinvoimalla esim. v. 2020 mennessä niin useita ydinvoimaloita pitäisi ottaa käyttöön joka viikko, mikä on käytännössä mahdotonta.
6. Lukuisia muita ”ongelmia” …
Eli ei voida huomioida pelkästään talousnäkökohtia ja ilmastokysymyksiä/päästöjä joista täällä keskustellaan, vaikka ne toki pitkälti päätöksentekoa ohjaavatkin.
Oma kantani on että ydinvoima on viisaasti käytettynä hyvä energialähde. Ihmiskunnan viisaudesta noin yleisesti en ole kovin vakuuttunut koska mm. edelleenkin koko talous perustuu fossiilisten suruttomaan polttamiseen varmaankin viimeiseen pisaraan ja hiilenkokkareeseen asti, niitä ei olla kieltämässä mikä takaa polton jatkumisen vaikka vaihtoehtoja olisikin tarjolla.
Fossiilisten poltto on varmuudella erittäin tyhmää pitemmällä tähtäimellä katsoi asiaa miltä kantilta tahansa.
Eiköhän Queenslandin hiilikaivoksetkin saada parissa kuukaudessa taas auki ja business käyntiin. Kuivuus, tulvat ja pyörremyrskyt aiheuttavat toki ausseille tappioita (kestämättömiäkin) mutta hiiltä pitää silti kaivaa ja polttaa.
TykkääTykkää
Jyri, huomaathan toki ettei mikään luettelemasi ongelma koske Suomea :). Jopa merenpinnan suhteen sijaitsemme onnellisesti vielä jääkauden jäljiltä kohoavan kallioperän päällä.
Maailman kaikkea energiaa ei tietenkään voida tuottaa ydinvoimalla vuonna 2020, mutta ei sitä voida tuottaa pelkällä aurinko-, tuuli-, öljy-, vesi-, bio- tai hiilivoimallakaan. Tämä ei kuitenkaan ole argumentti mitään edellämainittuja energiamuotoja vastaan.
Ydinvoima on tällä hetkellä hyvä vaihtoehto Euroopassa ja P-Amerikassa koska vakaa yhteiskunta ja koulutustaso löytyy. Muualla maailmassa aurinkovoima on kannattavampaa kuin täällä pohjoisessa, Himalajalla on valtava käyttämätön vesivoimapotentiaali ym. Kaikkialle on rakennettava sitä mikä kulloinkin on fiksuinta – vain kaikki keinot käyttämällä kasvihuonepäästöt voidaan edes teoriassa saada nopeasti alas.
Ydinaseet on ikävä juttu, mutta tekniikan kehittyessä niiden (tai vielä ikävämpien aseiden) valmistus helpottunee joka tapauksessa. Terrorismiinkin toivoisin olevan olemassa sivistyneempiäkin ratkaisuja – terrorismi ei ole energiapoliittinen ongelma, ja tähänkin asti se on kohdistunut ihmisjoukkoihin, ei voimaloihin. En usko että suomalaista ydinvoimalaa voisi nerokkainkaan terroristi saada räjähtämään, lähinnä rikki tai pois päältä.
Enkä voi olla ajattelematta miten helppoa olisi kipata hiilikasoihin jotakin ylimääräistä ikävää.
TykkääTykkää
Juho, huomiosi on hyvä ja osuva. Ydinvoiman lisääminen ei välttämättä sinällään kykene vähentämään päästöjä – jos ydinvoima on vaihtoehtoja kalliimpaa. Mutta uskon vahvasti, ettei tähän kykene realistisesti puhuen mikään muukaan vaihtoehto.
Kannatan ydinvoimaa voimakkaasti nimenomaan siksi, että se on ainoa laajassa mitassa skaalattavissa oleva hiiletön energianlähde, joka on tällä hetkellä hiilen kanssa samassa hintaluokassa. Kivikausi ei loppunut siihen, että ihmiset sopivat lopettaa kivien käytönä, eikä kivihiilikausi lopu siihen, että ihmiset sopivat lopettavansa kivihiilen käytön. Se loppuu siihen, kun parempi vaihtoehto on saatavilla.
Tästä syystä tällä hetkellä kannatan käytännössä mitä tahansa ydinvoimalaprojektia. Mitä enemmän meillä on jo käytössä vaihtoehtoja kivihiilelle ja turpeelle, sitä helpompaa on perustella, että lopuistakin voitaisiin luopua esim. verotusta kiristämällä.
Yksi kätevä keino tähän voisi olla esimerkiksi elohopeapäästöjen rajoittaminen. Hiilivero olisi elegantein ratkaisu, mutta sen toteuttamiskelpoisuus on kyseenalainen.
Tuo WTO:n kauppasäännösten muuttaminen niin, että ympäristökysymykset olisivat peruste tullien perimiselle, olisi kyllä kiireellistä ja kannustettavaa.
Jyri: luetteloosi ehdittiinkin jo osin vastata. Sanottakoon, että kohtaan kaksi voidaan varautua – ydinterrorismikaan ei ole niin helppoa kuin elokuvissa, ja jos levät ovat ydinvoiman suurimpien riskien joukossa niin hyvin menee – ja kohta kolme on koko lailla perusteeton väite. Olen naputtamassa pidempää tekstiä aiheesta, mutta sanottakoon nyt, että ydinvoiman ja ydinaseiden yhteys rajoittuu lähinnä perusfysiikkaan, rikastukseen ja reaktorin operointikokemuksen hankkimiseen. Siviilireaktoreiden plutoniumista ei käytännössä voi tehdä ydinasetta – siinä on liikaa isotooppia Pu-240 – ja joka ikinen toimija, jolla on kyky joko rakentaa rikastuslaitoksia uraania tai yksinkertaisia ”atomimiiluja” pommiplutoniumin tuotantoa varten, kykenee kyllä rakentamaan ydinaseen ihan täysin riippumatta siitä, rakennetaanko ydinvoimaa vaiko ei.
Yksikään ydinasevalta ei ole koskaan rakentanut ensin ydinvoimaa ja vasta sitten pommia, eikä siviilireaktoreissa tuotettua plutoniumia ole – yhtä erikoistapausta lukuunottamatta – tiettävästi koskaan käytetty pommeissa, juuri tuon Pu-240-kontaminaation vuoksi. Erikoistapauksessakin kyseessä oli alun perin kaksikäyttöreaktoriksi rakennettu vekotin, jonka ”pommiohjelmaa” testattiin. Modernit reaktorit eivät tälläisen ohjelman ajamiseen sovi puhtaasti rakenteellisista syistä, vaikka teoriassa se mahdollista olisikin.
Kuten kohdassa neljä toteatkin, ydinvoimaa kannattaisikin rakentaa vakaisiin maihin joissa on korkea koulutustaso. Kuten esimerkiksi Suomeen. Tilanne saattaa kyllä muuttua, jos ja kun nyt kehitteillä olevat huoltovapaat (sinetöity, passiivisesti turvallinen pieni reaktori 40 vuoden polttoainelatauksella) ydin”paristot” tulevat käyttöön.
Egyptin kohdalla olisin ehkä enemmän huolissani, mitä tapahtuu jos joku pamauttaa Suezin läpi kulkevan öljytankkerin.
TykkääTykkää
Pilkkuvirhekö siellä? 🙂
”Edellisessä artikkelin hiilijunassa oli 12 700 tonnia, eli 12 700 000 kg hiiltä. 0,8..4 ppm tästä määrästä on 10..51 kg. Tämä määrä uraania menee siis 1000 MW:n hiilivoimalan läpi 36 tunnissa.”
Ja
”Nykyaikaisissa hiilivoimaloissa on tehokkaat savukaasunpuhdistimet. Vähintään 99,5 % lentotuhkasta saadaan talteen. Jos oletetaan, että 0,5 % päätyy savukaasun mukana ilmakehään, se tarkoittaa esimerkkitapauksen laitoksessa sitä, että 0,5..2,5 kg uraania päätyy savukaasun sisältämän lentotuhkan mukana ilmakehään.”
Mutta 0,5 % luvuista 10..51 kg on 0,05..0,25.
TykkääTykkää
Pilkkuvirheet ovat heikkouteni. Hyvä, että joku lukeekin nämä tekstit. Korjasin, kiitos huomautuksesta. Maailmasta löytyy kyllä paljon huonoilla suodattimilla varustettuja hiililaitoksia, joissa alkuperäisetkin luvut toteutuvat.
TykkääTykkää