Kiina panostaa torium-voimalaan

Energiaa elinäksi

Energiaa elinäksi

Kiina on aikaistanut viidellätoista vuodella toriumia polttoaineena käytävän sulasuolareaktorin kaupallistamiseen tähtäävää kehitystyötään. Tämä ehtymättömän ja saasteettoman energialähteen ilman jäteongelmaa tarjoava reaktoritekniikka on määrä olla käytössä kymmenen vuoden kuluttua.

Lähihistoria tuntee kaksi tiede- ja teknologiaprojektia, joille ei löydy vertaista: Manhattan-projekti ja Apollo-ohjelma. Yhteistä niille on mm. seuraavat asiat:

  • Lähtökohtana ”pakottava” tarve tehdä jotain, mitä ei ole aikaisemmin tehty, mutta jonka tiedettiin olevan mahdollista.
  • Kansakunnan parhaat voimavarat käytettävissä.
  • ”Rajattomasti” rahaa käytettävissä.
  • Määrätietoisesti johdettu ja aikataulutettu projekti.

Manhattan-projektin ajavana voimana toimi sota. Yhdysvallat halusi atomipommin ensimmäisenä, ja Manhattan-projekti tuotti sellaisen kuudessa ja puolessa vuodessa. Pommin mielekkyydestä voidaan olla monta mieltä, mutta sen voidaan myös katsoa lopettaneen toisen maailmansodan. Joku muu olisi sellaisen tehnyt joskus joka tapauksessa.

Apollo-ohjelma vei ihmisen Kuuhun kahdeksassa vuodessa. Kilpajuoksu Kuuhun oli yksi osa kylmän sodan asetelmaa. Yhdysvallat oli nolosti hävinnyt Neuvostoliitolle kilpajuoksun avaruuteen, joten se päätti mennä ensimmäisenä Kuuhun, ja onnistui siinä.

Olen monesti ajatellut, että ilmasto-, ja siihen läheisesti liittyvä energia-ongelma voisi olla sellainen, jossa ennen pitkää joudutaan samanlaiseen pakkotilanteeseen, että em. projektien kaltainen, ihmiskunnan parhaan osaamisen hyödyntävä, rajattomat resurssit omaava projekti voi olla lopulta ainoa ratkaisu.

Fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen ei tällä hetkellä ole olemassa valmiiksi tuotteistettua teknologiaa. Uusiutuvan energian alueella ei sellaista ole, eikä todennäköisesti tulekaan. Potentiaalia teoriassa on, mutta käytännössä EROEI uusiutuvien hyödyntämisessä lähestyy nollaa kauan ennen riittävän volyymin saavuttamista.

Nykyisenkaltainen ydinvoimakaan ei ole lopullinen ratkaisu. Fuusio saattaa joskus onnistua, mutta se on auttamatta liian kaukana tulevaisuudessa. Näyttää myös siltä, että vaikka fuusion polttoaine olisikin halpaa, teknologia sen hyödyntämiseen tulee olemaan hyvin kallista.

Fission potentiaalista ei ole vielä hyödynnetty kuin puolisen prosenttia. Erittäin lupaavia teknologiahankkeita lähimenneisyydessä on ollut, mutta ne on keskeytetty milloin mistäkin syystä. Näistä voi lukea lisää aikaisemmista kirjoituksista:

Kiinassa ollaan vihdoin herätty saasteongelmaan. Kiinan suurkaupunkien ilma on toisinaan niin paksua, ettei siellä tahdo eteensä nähdä. Syynä on mm. tehtaiden, liikenteen ja hiilivoimaloiden päästöt. Vaikka Kiinassa on enemmän tuulivoimaa kuin missään muualla, siitä ei ole päästöongelman ratkaisuksi.

Kiinassa on jo pitkään ollut kiinnostusta ydinenergian kehittämiseen. Maassa on 21 tavallista reaktoria toiminnassa ja 28 uutta rakenteilla. Tavoite on 60 GW ydinvoimaa vuoteen 2020 ja 150 GW vuoteen 2030 mennessä.  Kiina on ostanut Venäjältä kaksi BN-800 -hyötöreaktoria. Myös sulasuolareaktoria Kiinassa on tutkittu. Käynnissä on ollut projekti, jonka tarkoituksena on tuotteistaa toriumia polttoaineena käyttävä sulasuolareaktori seuraavan 25 vuoden aikana. Nyt, lähinnä saasteongelman takia, Kiinan hallinto on siirtänyt määräaikaa 15 vuodella taaksepäin. Teknologian halutaan olevan valmista 10 vuoden kuluttua.

Tämä alkaa muistuttaa läheisesti edellä mainittuja suuria projekteja. Kiinalla on osaamista ja resursseja. Kiinan hallintojärjestelmä ei kaikilta osin ole yksittäisen ihmisen kannalta paras mahdollinen, mutta toisaalta se kykenee tekemään suuria muutoksia nopeasti, johon länsimainen demokratia ei pysty. Jos Kiina onnistuu torium-reaktorin rakentamisessa ja tuotteistuksessa, tulee sillä olemaan paitsi puhdas ja ehtymätön energianlähde, myös ratkaiseva taloudellinen etulyöntiasema muuhun maailmaan verrattuna. Halpa, ulkomaailmasta riippumaton ja ehtymätön energianlähde on ja tulee olemaan sellainen valttikortti, jolla maailman markkinoilla pärjääminen on varmistettu.

Mielenkiintoista nähdä, aikooko sulasuolareaktorin kotimaa Yhdysvallat katsella vierestä mitä Kiina tekee, vai herätäänkö siellä ajoissa tajuamaan, että onnistuessaan Kiina jättää yhdysvallat taakseen kaikilla talouden mittareilla. Nähdäänkö eräänlainen Kuu-kilpailun toisinto? Vielä toistaiseksi Yhdysvallat on tarjonnut Kiinalle apuaan torium-voimalan kehittämisessä, mutta voiko se olla lähtemättä mukaan tähän kilpailuun? Liuskekaasu on yhdysvalloissa nyt niin halpaa, että siellä ei oikein kannata investoida mihinkään muuhun energiaan, mutta kaasua ei riitä loputtomiin, sen ymmärtävät kaikki.

Tyypillinen suuri lentokonetehdas kykenee valmistamaan yhden 200 miljoonaan euroa maksavan lentokoneen päivässä. Sulasuolareaktori on niin yksinkertainen laite, että sellaisen valmistaminen sarjatuotantona lentokoneiden tapaan on mahdollista. Jos esimerkiksi joka päivä valmistuisi yksi 100 MW:n torium-voimala, koko maailman kivihiilen käytöstä päästäisiin eroon seuraavan 40 vuoden kuluessa. Reaktori on toisaalta mahdollista rakentaa hyvin suureksi, suurammaksi kuin nykyiset ydinvoimalat, joten tämä aika voisi mahdollisesti olla lyhyempikin. Ongelmaksi muodostuu uraani-233 –isotoopin saatavuus, joka rajoittaa näiden, suhteellisen pienellä hyötösuhteella toimivien voimaloiden määrän kasvattamista. Tähänkin on ratkaisuvaihtoehtoja olemassa.

Koska länsimaat keskittyvät ydinvoimaloiden korvaamiseen näennäisesti uusiutuvilla, käytännössä hiilellä ja kaasulla, voimme ainakin toivottaa onnea kiinalaisten projektille. Sulasuolareaktoria on kokeiltu jo 50-luvulla hyvällä menestyksellä, joten jos projekti saa rauhassa jatkua ilman keskeytyksiä, onnistuminen on vain ajan kysymys.

Kuvassa oleva torium-pallo voi tuottaa yhden ihmisen koko elinaikanaan käyttämän kaiken energia, ilman päästöjä. Syntynyt korkea-aktiivinen jäte muuttuu vaarattomaksi kolmessa sadassa vuodessa.

  1. Chinese scientists urged to develop new thorium nuclear reactors by 2024
  2. China working on uranium-free nuclear plants in attempt to combat smog
  3. The Molten Salt Reactor Race: Will America Join the Race?
  4. IAEA: Ydinvoima Kiinassa
  5. Wikipedia: Nuclear power in China
  6. Thorium: a safer nuclear power
  7. Stronger case now for thorium as a cleaner, safer nuclear fuel

6 thoughts on “Kiina panostaa torium-voimalaan

  1. Mielenkiintoista. Jäämme odottamaan tuloksia. Hyvä, että kyseiseen teknologiaan tartutaan taas.

    Tuossa SCMP:n jutussa viitattiin johonkin insinöörityön vaikeuksiin jenkkien kehitystyön keskeytymisen syynä. Mahtaakohan sellaisista olla ollut kyse, ja jos on, onkohan kyseiset ongelmat jo ratkaistu?

    T: Aapo

    Tykkää

  2. Tästä löytyy mielestäni asiallinen, muiden lähteiden kanssa yhtenevä historiikki sulasuolareaktorista, kohdassa History of Molten Salt Reactors.

    http://www.whatisnuclear.com/reactors/msr.html

    Tekniset ongelmat mainitaan, mutta lopettamisen syynä on kyllä ollut joku muu. Koko reaktorihan alunperin kehitettiin lentokoneen voimankähteeksi, mikä oli tietenkin melko älytön idea. Siviilikäyttöön oli jo otettu sukellusveneen voimanlähteeksi kehitetty painevesireaktori, ja vaikka se ei ole optimaalisin voimalaitoskäyttöön, se oli ensimmäinen ja teknisesti valmis. Historia tuntee monta muutakin keksintöä, jotka ovat tulleet valituksi, vaikka joku toinen, kilpaileva teknologia olisi ollut parempi, mutta vähän liian myöhässä.

    Integral Fast Reaktor , IFR, hylättiin myös juuri ennen ensimmäisen demonstraatiolaitoksen rakentamista. Silloin oli kyse politiikasta. Clinton oli tukijoilleen luvannut evätä rahoituksen joiltakin ”turhilta” kehityshankkeilta, joista IFR oli yksi. Tukijat taasen olivat ympäristöjärjestöjä sekä maakaasuteollisuuden edustajia. Tästä voikin jo päätellä riittävästi.

    Tykkää

  3. Käsitykseni mukaan suurin syy tutkimustyön keskeyttämiseen oli poliittinen, toissijaisesti ehkä kaupallinen. Alvin Weinberg oli jonkin verran huolissaan silloisten painevesireaktorien turvallisuusnäkökohdista, ja tämä ei miellyttänyt jo syntynyttä alan teollisuutta, eikä jostain syystä paikallisen säteilyturvaviranomaisen johtoa. Tämä oli todennäköinen syy, miksi Weinberg syrjäytettiin ORNL:n johtajan paikalta. Nixon puolestaan halusi siirtää kotiseuduilleen Kaliforniaan hyötyöreaktoritutkimuksen

    Kirk Sorensenin esitys aiheesta:

    Alvin Weinbergin kirja ”The First Nuclear Era”, jossa kerrotaan MSR:n kehitysvaiheista:
    http://www.amazon.com/The-First-Nuclear-Era-Technological/dp/1563963582

    Charles E. Tillin ja Yoon Il Changing kirjassa ”Plentiful Energy” puolestaan kerrotaan vaiheista, jotka johtivat IFR:n kehitystyön (turhaan) keskeyttämiseen:
    http://www.amazon.com/Plentiful-Energy-technology-scientific-non-specialists/dp/1466384603/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1396680240&sr=1-1&keywords=plentiful+energy

    LFTR:n ja IFR:n ”kehityshistoria” on tietyllä tavalla todella ahdistavaa luettavaa; täysin poliittisin syin tuhottiin kahden erinomaisen teknologian kehitys vuosikymmeniksi. Samalla kenties mahdollistettiin ilmastonmuutos.

    Vaiheet pähkinänkuoressa, sikäli jos oikein olen ymmärtänyt:
    -Alvin Weinberg saa kenkää, koska Nixon & kumpp. haluavat tehdä hyötöreaktoritutkimusta Kaliforniassa, ja Alvin ei oikein miellytä vallassa olevia tahoja
    -Kun Jimmy Carterista tulee presidentti, Nixonin Kaliforniaan siirtämä tutkimustyö tietenkin keskeytetään
    -Reaganin aikakaudella IFR:n tutkimustyö aloitetaan Argonne National Laboratoryssa
    -Kun Bill Clintonista tulee presidentti, IFR:n tutkimustyö keskeytetään (vaikka järjestelmä on miltei valmis).

    Toisin sanoen kolme kertaa poliittisen hölmöilyn vuoksi estetään teknologinen kehitys ja aiheutetaan massiivinen vahinko ympäristölle ja jälkipolville.

    Ironisesti epädemokraattinen Kiina on ainoa taho, joka tällä hetkellä todella satsaa sulasuolareaktorien tutkimukseen. Hyvä edes niin.

    Toisinaan toivoisin, että ”vihreät” ja ”ympäristöjärjestöt” kokisivat valaistuksen ja tajuaisivat miten valtavan vahingon ovat aiheuttaneet koko maapallolle vastustamalla ydinvoimaa ja sen tutkimustyötä.

    Tykkää

  4. Kiitos Jaakko täydennyksestä! Olen kyllä samaa mieltä tutkimuksen lopettamisen syistä, ja myös seurauksista. Mitään teknistä estettä kummankaan, MSR:n tai IFR:n tuotteistamiseksi ei tietääkseni ole olemassa. Kun noita poliittisia kuvioita vähän pintaa syvemmältä penkoo, ei voi olla törmäämättä siihenkin, että erilaiset öljy- ja kaasuyhtiöt, yhteistyössä ympäristöjärjestöjen kanssa, ovat olleet heittämässä kapuloita fissiotutkimuksen rattaisiin. Tällaisia tapahtumia on tietenkin vaikea, ellei mahdotonta ”todistaa”, mutta aina voi laskea 1+1 ja aihetodisteiden perusteella päätyä johonkin mielipiteeseen.

    Öljy-yhtiöiden harrastama ilmasto-disinformaatio tiedetään jo, siitä on todisteita. Miksi siis samaiset tahot eivät yrittäisi estää sen yhden ja ainoa energiamuodon kehityksen, joka oikeasti voisi syöstä ne vallasta? Uusiutuvaa energiaa nämä tahot näkyvästi suosivat, jopa rahoittavat sen tutkimusta, tietäen, että siitä ei ole fossiilienergialle todellista uhkaa vielä vuosikymmeniin, jos koskaan.

    Ympäristöjärjestöjen toimista on olen aiemmin kirjoittanut näin:
    https://planeetta.wordpress.com/2011/03/31/ymparistoaktivismi-on-syyna-ilmastokriisiin/

    Valaistumiseen en usko. Dunning-Kruger -efekti on liian vahva, ja kognitiivinen dissonanssi pimentää lopun järjen valon.

    Tykkää

  5. Päivitysilmoitus: Toriumista ja sähköautoista | Kaisa Hernberg

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s