Peter Lund ja väärät väittämät

Fennovoiman hanke meni odotetusti nurin. Valitettava tapaus, koska sääriippumatonta hiiletöntä sähköä ja muuta energiaa tarvitaan tähän maahan paljon lisää. Kansanedustaja Heikki Vestman kertoi kannattavansa hankkeen toteuttamista länsimaisella pienydinvoimalla.

Toimitusvarma ja kohtuuhintainen sähkö tulee turvata, kun piuhat ja putket Venäjään katkotaan. On oikein, että Fennovoima irtaantuu Venäjän valtiollisesta Rosatomista. Pyhäjoen ydinvoimalle on kuitenkin tarve. Todennäköisesti nopein ja joustavin tapa pystyttää tilalle länsimainen ydinvoimala on tehdä se usealla SMR-yksilöllä, Vestman sanoo.

Ilahduttavaa nähdä poliitikoilta tällaisia järkeviä kannanottoja energia-asioissa!

Tähän kohteeseen soveltuisi erinomaisesti esimerkiksi GE Hitachi BWRX-300, sähköteholtaan 300 MW:n kiehutusvesireaktoriin perustuva modulaarinen pienydinvoimala, eli SMR (=Small Modular Reactor). BWRX:n suunnittelun perustana on käytetty jo aiemmin suunniteltua ja Yhdysvaltain ydinturvallisuusviranomaisen NRC:n sertifioimaa 1520 MWe ESBWR-laitosta. Monet BWRX:n komponentit ovat sellaisenaan tai pienemmäksi skaalattuna lainattu suoraan ESBWR:stä. Esimerkiksi polttoaineniput ovat muuten samanlaisia, mutta lyhyempiä.

Kuva 1. GE Hitachi BWRX-300, havainnekuva.

Laitoksen turvallisuus perustuu luonnonvoimiin, joiden ylläpitämiseen ei tarvita sähköä, eikä mitään aktiivisia laitteita. Reaktorin päällä sijaitseva vesiallas riittää hätäjäähdytykseen viikon ajaksi, jonka jälkeen siihen on tuotava lisää vettä, ihan vaan tankkiautoilla, tai vaikka ämpäreillä, jos ämpäreitä ja kantajia löytyy riittävästi. Mikään ei sinänsä estä rakentamasta allasta suuremmaksikin, mutta tuon on ajateltu olevan riittävän iso.

Tiistaina 3.5.2022 Ilta-Sanomat julkaisi artikkelin, jossa haastateltavana oli Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund. Lundin kommenteissa oli useita räikeitä asiavirheitä, joista muutkin ovat ehtineet huomauttamaan. Asia antsaitsee tulla perusteellisesti ruodituksi, joten päätin katkaista blogitauon ja kirjoittaa.

Virheet alkavat artikkelin ingressistä:

Pienydinvoimalat eivät ole turvallisia, eikä niillä voi korvata Fennovoima-hanketta, sanoo Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund.

En tiedä, onko tuo suoraan Lundin sanoma lause, vai onko se toimittajan päättelyä Lundin lausunnoista. Toistaiseksi tarjolla olevat pienydinvoimalat toimivat samalla periaatteella kuin isot voimalat, joten ne ovat lähtökohtaisesti yhtä turvallisia kuin isot laitokset. Käytännössä vaadittu turvallisuustaso voidaan pienessä reaktorissa saavuttaa helpommin kuin isossa. Reaktori on turvallinen käyttää silloin, kun se on oikein suunniteltu ja valmistettu, ja kun sen jäähdytys kaikissa tilanteissa on varmistettu. Isoissa laitoksissa jäähdytettävät tehot ovat suuria, pienissä pieniä, jolloin jäähdytys on helpompi varmistaa esimeriksi painovoimaan perustuvalla luonnonkierrolla ja altaassa valmiiksi olevan veden haihtumisella. Monet, ellei useimmat pienreaktorisuunnitelmat, käyttävät passiivista hätäjäähdytystä, jossa ei tarvita yhtään liikkuvaa osaa, eikä sähköä, eikä mitään toimenpiteitä käyttöhenkilökunnalta.

Toinen ingressin lause, ”eikä niillä voi korvata Fennovoima-hanketta” ei teknisesi ottaen myöskään pidä paikkaansa. Fennovoiman kaavaileman yhden 1200 MWe tilalle tarvittaisiin 4 kpl 300 MWe laitosta. Alkupääoman tarve on oleellisesti pienempi, koska rakentamisen voisi aloittaa yhdestä yksiköstä, joka valmistuttuaan alkaa tuottaa kassavirtaa seuraavan yksikön rahoittamiseksi. En ole talousasiantuntija, mutta kaupunkilaisjärjellä ajatellen tämän olisi taloudellisesti jopa helpompi toteuttaa kuin yksi iso yksikkö. Ontario Power Generation julkisti viime vuoden lopussa pyrkivänsä rakentamaan neljä BWRX-300 -yksikköä. Hinnaksi on arvioitu 4000 $/KW, jolloin yhden laitoksen hinta olisi vähän yli miljardi euroa. Neljä yksikköä yhteensä reilu neljä miljardia, mikä näyttäisi alittavan Fennovoiman viimeisimmän kustannusarvion.

Pienydinvoimasta luodaan mielikuvaa, että se on turvallista ja helppoa, voidaan rakentaa keskustaan parissa kolmessa vuodessa, mutta sanon katinkontit. Ydinvoimaa on vaikea rakentaa. Ja kyllä minä siitä nyt jotain tiedän, kun olen ydinenergia-alan diplomi-insinööri.

Jätän sanomatta mielipiteeni oman kannanottonsa pönkittämisestä oppiarvoaan korostamalla. Arvatenkin jokaisella on tästä oma mielipiteensä. Argumentointivirheenä lienee kyse lähinnä auktoriteettiin vetoaminen, vaikka kyseessä onkin oma (oletettu) auktoriteetti.

Luonnollisesti pienydinvoima on turvallista, koska suurydinvoimakin on. Muistin virkistämiseksi tämä kaavio, jossa on eri energiamuotoja vertailtu ilmastopäästöjen ja aiheutuneiden kuolemantapausten näkökulmasta.

Kuva 2. Eri energiamuotojen päästöt ja aiheutetut kuolemantapaukset.

Ydinvoima on molemmilla mittareilla täysin verrattavissa esim. tuulivoimaan, joka kuitenkin tuntuu olevan professorin suosiossa.

Ydinvoima ei ole teknisesti erityisen vaikeaa rakentaa. Yksin Ranskassa valmistui kiivaimman rakentamisen aikaan kolme uutta laitosta vuodessa.

Kuva 3. Ranskan ydinvoimaloiden rakentamisajat.

Tähän rakennusnopeuteen päästiin valmistamalla useita laitoksia samoilla piirustuksilla. Samaa sarjavalmistuksen metodia on tarkoitus käyttää pienydinvoiman kohdalla valmistamalla mahdollisimman täydellisiä moduuleita tehdasolosuhteissa. Monet teollisuuden tuotteet, esimerkiksi tavalliset liikennelentokoneet, ovat teknisesti vähintään yhtä ”vaikeita”, elleivät ”vaikeampia” rakentaa kuin ydinvoimalat.

Lundin mukaan pienydinreaktorit ovat vielä kehitysvaiheessa, eivätkä ne ole vielä kaupallisesti kypsää teknologiaa.

Edellä mainitulla Kanadan hankkeella on jo ihan vakaa tavoite rakentaa ensimmäinen yksikkö ennen vuotta 2028. Olemme aivan kaupallisen kypsyyden kynnyksellä. Kiinnostusta samaa laitostyyppiä kohtaa on ainakin Virossa, Ruotsissa ja Puolassa. Itse pidän jokseenkin varmana, että juuri tätä laitostyyppiä tullaan rakentamaan useita kappaleita eri puolille maailmaa.

Pienreaktoreiden edullisuutta selittää myös se, että suunnitelmien mukaan niissä ei tarvittaisi yhtä laajoja turvajärjestelmiä kuin nykyisissä isoissa ydinvoimaloissa.

Kuten ylempänä todettiin, pienen reaktorin riittävä jäähdytys on toteutettavissa pienemmillä, jopa pelkästään luonnonvoimiin perustuvilla järjestelmillä. Jos asiaa haluaa verrata johonkin arkipäiväiseen ilmiöön, niin ajatellaanpa mitä eroa on nuotiolla ja juhannuskokolla. Toisen voi sammuttaa ämpärillisellä vettä, toiseen tarvitaan paloauto. Kynttilän voi sammuttaa puhaltamalla, vaikka kyse on edelleen samasta kemiallisesta palamisreaktiosta. Koolla on väliä.

Muun muassa ydinvoimaloiden turvallisuutta säätelevät lait ovat kuitenkin pienreaktorien rakentamisen tiellä. Kansanedustajat ovatkin vaatineet lakien muuttamista, jotta pienydinvoimaloiden rakentaminen voidaan käynnistää.

Tämä pitää paikkansa sikäli, että vaikka laki ei ole pienreaktorien rakentamisen esteenä, niin siltä edellytetään aivan samaa, yhtä laajaa ja samat kriteerit täyttävää luvitusprosessia ja periaatepäätöstä kuin isoiltakin. Käytännössä tämä muodostaa toimijoille niin ison riskin ja suuret kulut, että vain harvat tahot ovat valmiita ne hyväksymään. Ydinenergialaki kaipaa pikaista päivitystä, jotta pienydinvoimaprojekteja saadaan käyntiin ja tekniikan mahdollisuuksia päästään höydyntämään. Toivottavaa olisi saada jonkinlainen, mielellään kansainvälinen tyyppihyväksymiskäytäntö, jossa yhdessä maassa sertifioitua laitosta ei tarvitse erikseen sertifioida muualla, vaan niitä voidaan rakentaa kaikkialla. Tällainen käytäntö on esim. ilmailussa, jossa yhdessä maassa kansainvälisen käytännön mukaisesti hyväksytty lentokone on lennettävissä missä päin Maapalloa tahansa.

Lund sanoo nähneensä pienydinvoimaloiden suunnitelmia jo opiskeluaikanaan, eikä luota pienreaktoreiden kehittäjien vakuutuksiin niiden turvallisuudesta.

Ei kehittäjien vakuutuksiin pidäkään luottaa, vaan turvallisuus on kyettävä osoittamaan saman suunnittelu- ja mallinnuskäytännön mukaisesti kuin isojen laitosten kohdalla tehdään.

Osoittaa minusta tietämättömyyttä, kun turvajärjestelyjä väitetään idioottivarmoiksi, ja ettei jäähdyttämiseen esimerkiksi tarvita aktiivisia pumppuja. Hätätilanteessa, kun pitää saada hirveästi lämpöä pois reaktorista, niin se vaatii kovat pumppujärjestelmät. Se ei onnistu luonnonkierrolla.

Jäähdytyskierto voidaan toteuttaa luonnonkierrolla tai pakkokierrolla. Isojen laitosten tehot ovat niin isoja, että luonnonkierron teho ei riitä. Silloin tarvitaan pumppuja. Pienen reaktorin kohdalla tehotkin ovat pienempiä, jolloin luonnonkierto riittää hyvin. Hyvä esimerkki tästä on NuScale Powerin SMR, joka perustuu painevesireaktoriin. Siinä ei ole pääkiertopumppuja lainkaan, vaan reaktorin täysi lämpöteho 250 MWt siirtyy sydämestä ensiöpiirin veteen ja edelleen höyrystimiin luonnonkierrolla. Sammutetun reaktorin jälkilämpöteho on n. 7% täydestä tehosta, joten on ihan selvä, että sekin teho saadaan siirrettyä sydämestä lämpönieluna toimivaan vesialtaaseen ilman pumppuja. Tämän on todennut myös NRC, joka on jo hyväksynyt NuScalen ilman pumppuja toteutetun reaktorin jäähdytysjärjestemän riittäväksi ja toimivaksi, jopa ilman varmennettua sähkönsyöttöä. Video havainnollistaa, miten tämä toimii.

Lund muistuttaa, että esimerkiksi yhdysvaltalaisen NRC-ydinvoimaviranomaisen mukaan pienreaktoreihin liittyy vielä merkittäviä turvallisuuskysymyksiä.

Jokainen suunnitelma on tietenkin omanlaisensa, mutta nämä kaksi pisimmällä olevaa suunnitelmaa, BWRX-300 ja NuScale tulevat selvimään NCR:n vaatimuksista. Mihin Lund tässä väitteessään mahtaa viitata, ei käy tekstistä ilmi.

Pienydinvoimaloissa on riisuttu reaktori, sillä niissä on vähemmän turvalaitteita. Viranomainen on huomauttanut, etteivät ne läpäise vaatimuksia, Lund sanoo.

Toinen väite, joka ei perustu yhtään mihinkään. Vai löytyykö tälle lähdettä? Se, miksi vähemmän turvalaitteita riittää pienemmille reaktoreille, käytiin jo tuolla aiemmin tekstissä läpi.

RIISUTUT pienydinreaktorit eivät Lundin mukaan välttämättä edes jäisi pieniksi. Yksi alalla toimivista yrityksistä on Rolls-Royce, jonka kehittämä reaktori on Loviisan luokkaa.

– Eli tullaan takaisin isompaan kokoluokkaan. Tällöin turvanormit pitää ottaa huomioon, Lund sanoo.

Turvanormit pitää aina ottaa huomioon, ei reaktorin koko siihen vaikuta. Turvanormit pitää ottaa huomioon ihan kaikessa muussakin teollisessa toiminnassa. Mitä väliä sillä reaktorin koollakaan lopulta on, jos vaaditut normit pystytään täyttämään yksinkertaisella, sarjatuotantona tehtaassa valmistettavalla laitteistolla? SMR:n tavoitteena on hyödyntää tehtaassa tapahtuvan sarjavalmistuksen tehokkuutta. Rolls-Roycen suunnitelmissa on 470 MWe laitos, jota itse kutsuvat SMR:ksi, vaikka SMR:n ylärajana pidetäänkin 300 MWe. Monille asiakkaille tuo on varmasti juuri sopiva kokoluokka. Rolls-Royce on aiemmin suunnitellut ja valmistanut kaikki kuninkaallisen laivaston sukellusveneiden reaktorit, joten osaamista ja kokemusta kyllä löytyy.

Ajatushan oli se, että kokoa pienentämällä kustannukset alenisivat, mutta näyttää siltä että siten kustannukset vain kasvavat.

Jälleen tyhjä väite. Se on totta, että vielä emme tiedä mihin SMR:n kustannukset tarkalleen asettuvat, mutta yksikkökustannus on joka tapauksessa isoja laitoksia pienempi, ja rahoituskulut ja riskit sen myötä myös pienempiä.

Pienydinreaktoreita on jo käytössä esimerkiksi joissakin ydinsukellusveneissä ja lentotukialuksissa. Niistä ei Lundin mukaan kuitenkaan ole malliksi kaupalliseen energiatuotantoon.

– Sotilaallisissa ratkaisuissahan hinnalla ei ole väliä. Turvallisuudestakaan emme täysin tiedä, vaikka jotain tietoja venäläisten onnettomuuksista onkin saatu, Lund sanoo.

Selvitin jokunen vuosi sitten kaikki julkisista lähteistä löytyvät marine-reaktorit, joita on 50-luvulta lähtien käytetty sukellusveneissä, lentotukialuksissa, jäänmurtajissa ja onpa muutama kauppalaivakin rakennettu. Näitä pieniä reaktoreita on rakennettu yli 800 kpl, eli enemmän kuin isoja! Ne eivät oleellisesti eroa siviilikäyttöön suunnitelluista SMR:stä. Yli 800 kpl on minusta enemmän kuin vain ”joissain ydinsukellusveneissä…”.

En ihmettelisi lainkaan, jos valtio lähtisi tukemaan hanketta, sillä Suomen ilmastopolitiikka perustuu vahvasti Fennovoiman toteutumiseen.

Oma mielipiteeni asiasta on, että valtion pitäisi tulla asiassa Fennovoimaa vastaa niin, että yhdessä selvitettäisiin, millä tavalla hanketta voitaisiin laitostoimittajaa vaihtamalla jatkaa. Valtion rahaa hankkeessa ei ole ollut, eikä sitä välttämättä tarvittaisi nytkään. Ymmärrän täysin, jos osakkaita hirvittää lähteä uudelleen hakemaan periaatepäätöstä ja tekemään koko sitä massiivista prosessia, mikä on jo kahteen kertaan tehty. Osa osakkaista jättäytyy varmasti pois koko hankkeesta, osaa hanke edelleen kiinnostaa, ja siksi tässä olisi todella herkullinen paikka tuollaiselle pienelle, 300 MWe yksikölle. Sen valmistuttua nähtäisiin sitten, kuinka paljon muita kiinnostuneita tahoja löytyy rahoittamaan toista yksikköä, ja montako niitä lopulta rakentusi. Aivan varmasti investorien haaliminen ensimmäiselle 300 MWe yksikölle on helpompaa kuin mitä se oli 1200 MWe yksikölle.

Valtion rooli tässä olisi edistää hanketta siten, että tarvittavat luvitukset, poliittiset käsittelyt yms. sujuisivat mahdollisimman kitkatta ja nopeasti. Se olisi koko Suomen etu. Nykyisessä tilanteessa on entistä tärkeämpää varmistaa sekä energiatuotannon omavaraisuus, että päästöjen vähentäminen, ja siihen tarvitsemme runsaasti uutta hiiletöntä energiantuotantoa.

Median olisi todella syytä katsoa peiliin ja löytää joku luotettavampi haastateltava kuin Peter Lund, joka saa suhteettoman paljon medianäkyvyyttä, vaikka hänen lausuntonsa on enemmän tai vähemmän puuta ja heinää.