SMR (SMALL MODULAR REACTORS) -SELVITYS LAURI MÄKELÄ

Transkriptio

1 /LM SMR (SMALL MODULAR REACTORS) -SELVITYS LAURI MÄKELÄ

2 2 Sisällysluettelo TIIVISTELMÄ 4 Pienydinvoimala - SMR 4 SMR-esimerkkejä ja niiden tarjoamia mahdollisuuksia 4 Ydinvoima ja kaukolämpö 5 Liiketoimintaympäristö ja SMR-markkinat 6 Jatkoselvityksiä ja mahdollisuuksia 6 1. Johdanto 7 2. SMR-reaktori 10 IAEA:n määritelmä ja yleiset ominaisuudet 10 Passiivinen turvallisuus ja monipuolinen sijoittaminen 12 Sarjatuotanto 12 Pienempi investointi 13 Hajautettua, joustavaa energiantuotantoa ja lisäsovelluksia 14 SMR-esimerkkejä 15 Esimerkki 1. NuScale-reaktori ja voimalaitos 15 Esimerkki 2. KLT-40S-reaktori ja Akademik Lomonosov 20 Esimerkki 3. FinReactor-konsepti Ydinvoima kaukolämmön tuotannossa 32 Sveitsi, Ruotsi ja SECURE 32 Neuvostoliitto, SEV-maat, Venäjä ja Kiina 32 Tutkimustietoa ja sovellus Suomeen 35 Kaukolämmön tuotantoon suunnitellun reaktorin edut 37 Suomen tavoitteet: Hiilivapaa yhteiskunta Analyysi liiketoimintaympäristöstä 39 Muissa maissa käynnissä olevat hankkeet 39 Argentiina 39 Iso-Britannia 40 Kanada 41 Kiina 42 Etelä-Korea 44 Venäjä 45

3 3 Viro 45 Yhdysvallat 46 SWOT: Liiketoiminnallinen ja yhteiskunnallinen näkökulma 47 Vahvuudet 47 Heikkoudet 48 Mahdollisuudet 48 Uhat Talouden näkökulma, toteutusvaihtoehdot ja visiot 51 SMR:ien markkinanäkymät 51 SMR:n tuottamat liiketoimintamahdollisuudet eri alojen yrityksille 54 Ydinvoimarakentamisen kustannusjakauma ja markkina-analyysi 56 Alakohtaiset liiketoimintamahdollisuudet 59 Suunnittelu- ja insinööripalvelut sekä konsultointi 59 Rakennusyritykset 59 Konepajateollisuus ja IT-alan yritykset 60 Henkilöstövuokraus 60 Hankkeisiin pyrkimisen aikaraja 60 SMR-voimaloiden käyttöön liittyvät mahdolliset uudet liiketoimintamallit 61 Offshore-sijoittaminen - ratkaisu ydinvoiman kustannuksiin? 61 Hajautettu sijoittaminen 64 Mikroreaktorit - kehityskulku erikoissovelluksesta valtavirtaratkaisuksi? Yhteenveto 65 LÄHTEET 67

4 4 TIIVISTELMÄ Pienydinvoimala - SMR Pienydinvoimalat, joissa käytetään pientä, modulaarista ydinreaktoria (SMR, Small Modular Reactor), ovat nousseet julkiseen keskusteluun Suomessa. IAEA:n määritelmän mukaan SMR:iin luetaan sähköteholtaan alle 300 MW suuruiset reaktorit. SMRasiantuntijakeskustelussa niihin liitetään useita ominaisuuksia, jotka erottavat ne perinteisistä, suurista ydinvoimaloista: - Niiden pienempi koko mahdollistaa ns. passiiviset turvaominaisuudet, eli turvaominaisuudet, jotka eivät vaadi ihmisen tai järjestelmän aktiivista puuttumista reaktorin toimintaan. - SMR:ien sijoittaminen on myös joustavampaa perinteisiin ydinvoimaloihin nähden. Niitä voidaan sijoittaa mm. maan alle tai off-shore-ratkaisuina kelluville lautoille. - Niiden valmistuksessa korostuu modulaarisuus, eli koostuminen kooltaan rajatuista osista. Nämä osat valmistettaisiin joko erikoistuneilla tehtailla tai telakoilla ja kuljetettaisiin voimalatyömaalle erilaisia väyliä pitkin. - Pienempi koko ja modulaarisen rakenteen tuoma kustannussäästö tekee niistä pienempiä investointeja, jolloin ne ovat useampien saavutettavissa. Samalla modulaarisuus nopeuttaa voimaloiden rakentamista. Näin niiden rahoittaminen on myös halvempaa suurempiin voimaloihin verrattuna. - SMR:ien avulla voidaan mahdollisesti hajauttaa energiantuotantoa alueellisesti, mikä mahdollistaisi hyödyntämisen kaukolämmöntuotannossa ja maissa, joissa on heikko sähköverkko. - SMR:ien modulaarinen rakenne mahdollistaa kapasiteetin lisäämisen vaiheittain. Näin voidaan vastata kasvavaan markkinakysyntään ja hallita investointiin liittyvää riskiä. - SMR:ien suunnittelussa on otettu huomioon myös muita tuotanto-vaihtoehtoja perinteisen sähköntuotannon lisäksi. Niitä voidaan hyödyntää kaukolämmön tuotannossa, juomaveden puhdistuksessa ja prosessilämmön tuottamisessa. Lisäksi niiden avulla voidaan toteuttaa off-grid-ratkaisuja. SMR-esimerkkejä ja niiden tarjoamia mahdollisuuksia Länsimaisista SMR:istä pisimmällä on Yhdysvaltalainen NuScale, joka on lisensointiprosessivaiheessa Yhdysvalloissa. Sen yksittäisen moduulin sähköteho on 60 MW ja suunnitellussa voimalassa olisi 12 SMR-moduulia. Tällöin voimalan sähköverkkoon antama teho olisi noin 681 MW. Ensimmäisen voimalan on tarkoitus valmistua 2020-luvulla ja sen hinnaksi arvioidaan kolmea miljardia Yhdysvaltain dollaria. Reaktorien ja voimaloiden edetessä sarjatuotantoon tarvitaan tehdas moduulien rakentamista varten. Toteutuessaan tehdas tuottaisi huomattavia työllisyysvaikutuksia sijoitusalueelleen, ja moduulitehtaan alihankintaverkostoon pääseminen sisältää huomattavia liiketoimintamahdollisuuksia suomalalaisille metalli- ja konepajateollisuuden yrityksille.

5 5 Viime aikoina mediassa huomiota on saanut venäläinen kelluva ydinvoimala Akademik Lomonosov, jossa käytetään alun perin ydinjäänmurtajia varten suunniteltua SMRreaktoria KLT-40S. Voimala nauttii kansainvälistä kiinnostusta ja muistuttaa kooltaan ruotsinlaivaa. Voimalan kahden KLT-40S-reaktorin yhteisteho on 70 MW ja sen on määrä tuottaa energiaa Koillis-Siperiassa sijaitsevalle Pevekin kaivoskaupungille. Sekä Kiinalla että Yhdysvalloilla on vastaavia suunnitelmia, ja kiinalaiset rakentavatkin parhaillan omaa vastaavaa laitostaan. Venäjä aikoo rakentaa 6 tai 5 lauttaa lisää omiin tarpeisiinsa, mutta niihin on määrä asentaa tehokkaammat RITM-200-reaktorit, joiden sähköteho yhteensä olisi noin 50 MW. Suomalaisella telakkateollisuudella voisi olla mahdollisuus rakentaa tällaisia lauttoja, jotka ilman reaktoria voisivat olla laajuudeltaan noin miljoonan euron projekteja. Tällä olisi myönteinen vaikutus myös telakoiden alihankkijoihin. Ydinvoiman offshore-ratkaisut voisivat olla myös Suomeen sopivia, sillä Suomella on pitkä rantaviiva ja rannikolle keskittynyt väestö. Suomessa Lappeenrannan teknillinen yliopisto on esitellyt FinReactor-konseptia, joka olisi hyvin pienikokoinen SMR eli niin sanottu mikroreaktori. Sitä voitaisiin käyttää kaukolämmön tuotannossa, millä voitaisiin pienentää Suomen hiilidioksidipäästöjä. Vastaavankaltaisia pieniä reaktoreita on suunnitteilla, mutta ne eivät ole edenneet lisensointiin eivätkä ole lähellä kaupallista hyödyntämistä. Ydinvoima ja kaukolämpö Ydinvoiman hyödyntäminen kaukolämmön tuotannossa ei ole uusi ajatus. Länsimaisina esimerkkeinä voidaan mainita Sveitsissä toimiva Beznaun ydinvoimala, Ruotsissa toiminut Ågestan ydinvoimala ja Asea-Atomin SECURE, joka olisi tuottanut kaukolämpöä Helsinkiin. Hankkeita motivoi tavoite energiaomavaraisuudesta ja öljyriippuvuuden vähentämisestä. Neuvostoliitossa, sen etupiirin maissa ja nykyisellä Venäjällä ydinkaukolämpöä edistivät ja edistävät tavoitteet biomassan polton korvaamisesta, suurten voimaloiden tuottaman lämmön hyödyntämisestä, energiantuotannosta periferioille ja syrjäseutujen polttoaineen kuljetuskustannuksen välttämisestä. Neuvostoliitossa suunniteltiin ja alettiin jopa rakentaa ydinreaktoreita yksinomaan kaukolämmön tuotantoon, mutta valtion hajoaminen keskeytti hankkeet rahoituksen loppuessa. Myöhemmin Venäjän federaatiossa on laadittu selvityksiä ydinkaukolämmön hyödyntämisestä 2000-luvulla. Käytännön esimerkkinä maailman pohjoisimman ydinvoimalan, Bilibinon ydinvoimalan, ensisijainen tarkoitus kylminä pakkaspäivänä on tuottaa lämpöä läheisen Pevekin asukkaille. Lisäksi Kiinassa on suunniteltu kaukolämpöreaktori DHR-400 nimenomaisesti kaukolämmön tuotantoa varten. Länsi-Euroopassa on tutkittu ydinvoiman yhdistettyä sähkön ja lämmön tuotantoa ja tulosten mukaan se olisi alustavasti kannattavaa. Helsingissä NuScale voisi olla varteenotettava vaihtoehto kaukolämmön tuotantoon. Suomessa kaukolämmön tuotanto ydinvoimalla kiinnostaa erityisesti kasvihuonekaasupäästöjen leikkaamisen vuoksi. Antti Rinteen hallituksen hallitusohjelmassa onkin maininta polttoon perustumattomien uusien kaukolämmön tuotantotapojen ja varastoinnin käyttöönoton ja pilotoinnin edistämisestä ja uuden teknologian investointi- ja demonstraatiotukien lisäämisestä.

6 6 Liiketoimintaympäristö ja SMR-markkinat Monet maat ovat kiinnostuneita SMR:iin liittyvistä liiketoimintamahdollisuuksista. Yhteistä näille maille on laaja julkisen ja yksityisen sektorin yhteistyö SMR:ien parissa. Argentiinalla, Etelä-Korealla, Iso-Britannialla, Kanadalla, Kiinalla, Venäjällä ja Yhdysvalloilla on omat hankkeensa, jotka esitellään tarkemmin raportissa. SMR:ille esitetyt kokonaismarkkinat vuoteen 2035 mennessä vaihtelevat arvioiden taustaoletusten mukaan. Skenaarioissa, joissa SMR:t onnistuvat vakiinnuttamaan asemansa ja ratkaisemaan niihin liittyvät epävarmuustekijät, niiden asennettu yhteisteho vaihtelee suhteellisesti varovaisemmasta (mutta itsessään optimiseksi luonnehditusta) 21 gigawatin arviosta 85 gigawatin optimistisempaan arvioon. Rahalliset arvot toteutuville markkinoille näissä tapauksissa vaihtelevat välillä miljardia yhdysvaltain dollaria vuoteen 2035 mennessä. Suuri vaihteluväli heijastelee aiheen ympärillä vielä tällä hetkellä vallitsevaa epävarmuutta. SMR-markkinoita leimaa rajallinen toimintaikkuna, jossa ensimmäinen valmiin mallin saava toimija vakiinnuttaa asemansa ja vie huomattavan osan markkinoista. Pienemmälle toimijalle tehokkainta ja tuloksellisinta lienee jonkun suuren toimijan, Kiinan, Venäjän tai Yhdysvaltojen, kanssa yhteistyöhön ryhtyminen. Huomionarvoista on myös, että liian monen SMR-hankkeen eteneminen kaupalliseen hyödyntämiseen estää niiden keskeisimmän piirteen, eli sarjatuotannon ja sen tuottamien kustannusetujen, hyödyntämisen. Mikäli SMR:t jäävät liian kalliiksi, ne eivät pärjää kilpailussa muita energiantuotantomuotoja vastaan, jolloin niihin liittyvät liiketoimintamahdollisuudetkin jäävät saamatta. SMR:ien tuottamia maailmanlaajuisia markkinoita ja niiden tuottamaa liiketoimintapotentiaalia mm. metalli-, konepaja-, ja rakennusteollisuudelle esitellään selvityksessä. Jatkoselvityksiä ja mahdollisuuksia Suomalaiselle vientiteollisuudelle konkreettisin lyhyen tähtäimen vaihtoehto olisi kelluvien ydinvoimaloiden runkojen toimittaminen Venäjälle. Hankkeet ovat hyvin telakkateollisuudelle sopivia kokoluokaltaan ja suomalainen korkealaatuinen osaaminen on hyvin arvostettua Venäjällä. SMR-voimaloihin liittyy uudenlaisia käyttötapoja, mikäli niitä käytetään hajautetusti. Tähän liittyy tarve selvittää, miten nämä voitaisiin toteuttaa tavalla, joka on sekä valvontaviranomaisen hyväksyttävissä että kaupallisesti kannattava. Samoin SMR:ien rakentamisen luvitus ja muut käytännöt ovat vielä laatimatta. Mikroreaktorit, eli SMR:ien pienin kokoluokka (lämpöteho joitakin kymmeniä megawatteja) on myös tarpeellinen selvityksen aihe, sillä suurimmassa osassa suomalaisia kaupunkeja tarvittaisiin mikroreaktori-kokoluokan voimala, mikäli halutaan tuottaa kaukolämpöä ydinvoimalla.

7 7 1. Johdanto Finnuclear ry on laatinut oheisen selvityksen tarjotakseen jäsenistölleen tietoa pienydinvoimaloista, joissa käytetään SMR-reaktoreita. SMR-kirjainlyhenne tulee sanoista Small Modular Reactor. Selvityksen tarkoituksena on ollut kartoittaa SMR:ien jäsenistölle tarjoamia liiketoimintamahdollisuuksia samoin kuin niiden mahdollisia käyttökohteita Suomessa. Tarkoituksena on ollut myös muodostaa aiheeseen alustava katsaus, joka perehdyttää suomalaisyrityksiä SMR:iin ja niiden tarjoamiin liiketoimintamahdollisuuksiin. Samalla on esitetty aiheita jatkoselvityksille selvitystyössä esiinnousseiden seikkojen pohjalta. Kansainvälinen energiajärjestö IEA on julkistanut raportin Nuclear Power in a Clean Energy System, joka käsittelee ydinvoiman roolia päästötavoitteiden saavuttamisessa. Tällä hetkellä ydinvoima on suurin matalahiilinen energianlähde ja vuonna 2018 se tuotti 10 % maailmassa käytetystä sähköstä. Tämän vuoksi ydinvoiman tuotantokapasiteetin poistuminen käytöstä vaarantaa päästötavoitteiden saavuttamisen. Jotta ilmastotavoitteet saavutetaan, vuoteen 2040 mennessä tulisi 85 % maailman sähköstä tuottaa hiilineutraalilla tavalla. Tämä vaatii hiilineutraalin sähköntuotannon määrän kasvun kolminkertaistamista nykyisestä. Se tarkoittaa myös valtavia investointeja paitsi uusiutuviin, myös 80 % kasvua ydinenergian tuotannossa vuoteen 2040 mennessä. (IEA, 2019) Ydinenergian tuotannon odotetaan kasvavan maailmassa, tai ainakin sen tarve tunnustetaan. Vuonna 2016 maailmassa toimi 444 ydinvoimalaa, joiden yhteenlaskettu sähköteho oli 387,4 GW. Määrät eivät ole olennaisesti muuttuneet viime vuosina. World Nuclear Associationin (WNA) laatimat kolme skenaariota vuodelle 2035 ennustavat reaktoreiden määrän välille kpl ja niiden yhteenlasketun sähkötehon välille 364,4 718,9 GW. Riippumatta skenaariosta ydinenergian odotetaan kasvavan voimakkaasti OECDmaiden ulkopuolella. WNA:n arvion mukaan vuoteen 2035 mennessä noin puolet tai jopa yli puolet ydinenergiasta tuotetaan muualla kuin OECD-maissa. (WNA, 2016) Reaktorien lukumäärään liittyvistä luvuista voidaan todeta, ettei WNA ole ottanut SMR:ien kehitystä huomioon selvityksessään. Ottaen huomioon SMR:ien keskeiset ominaisuudet, on kuitenkin syytä odottaa niillä olevan keskeinen rooli tulevassa ydinenergian tuotannon kasvussa. Ne voivat osin korvata WNA:n ennustamia voimaloita; WNA:n arvion mukaan 90 % maailman hiilivoimaloista on sähköteholtaan alle 500 MW ja näin ollen niiden korvaaminen yhdellä tai kahdella pienreaktorilla tarjoaisi mahdollisuuden lopettaa voimakkaasti saastuttavan kivihiilen käyttö. (EY; Leurent et al. 2019; MIT; WNA 2019b) Eli ottaen huomioon SMR:ien erot suhteessa perinteisiin voimaloihin, ne voivat myös lisätä ydinenergian osuutta energiantuotannossa. Tämän vaikutuksen huomioiminen tai sivuuttaminen vaikuttaa olennaisesti markkinaennusteisiin, joita käsitellään myös tässä raportissa. Ominaisuuksiensa puolesta SMR:t toimivat ainakin osittain eri markkinoilla kuin perinteiset ydinvoimalat. Pienydinreaktorit ovat saaneet viime aikoina näkyvyyttä mediassa ja niihin kohdistuu paljon odotuksia. Ydinvoiman perinteisin käyttökohde, sähköntuotanto, on yksi SMR:ien tutkituimmista sovelluskohteista maailmalla. SMR:t tuovat mukanaan myös aikaisemmin energiasektorille vieraita tavoitteita, kuten puhtaan juomaveden saannin varmistaminen

8 8 erityisesti maissa, joissa vedestä on pulaa. (Bortot & Wallenius; Hyvärinen; Tulkki) Huomionarvoista on, etteivät SMR:t ole enää mikään etäinen tulevaisuudenkuva, sillä yksi SMR-voimala, venäläinen kelluva ydinvoimala Akademik Lomonosov, on jo rakennettu ja otettu käyttöön. Lisäksi toisen SMR-hankkeen, argentiinalaisen CAREM:in, rakennustyöt ovat käynnissä. Yksi tunnetuimmista SMR:istä, yhdysvaltalainen NuScale, on edennyt lisensiointivaiheeseen Yhdysvalloissa. NuScale ja Akademik Lomonosov esitellään tässä raportissa tarkemmin niiden suomalaisille tarjoamien mahdollisuuksien vuoksi. Samalla ne toimivat lukijalle havainto-esimerkkeinä SMR:istä. SMR:t tarjoavat merkittäviä liiketoimintamahdollisuuksia suomalaisyrityksille niin kotimaassa kuin vientimarkkinoilla. Lisäksi on otettava huomioon ydinvoimateollisuuden menestyksen tuottamat kerrannais- ja yhteisvaikutukset, jotka vaikuttavat myös muihin aloihin (EFWG, 2018). SMR:iä voidaan hyödyntää sähköntuotannon lisäksi kaukolämmön tuotannossa, mistä erityisesti Suomessa ollaan tällä hetkellä kiinnostuneita. Suomen sähköntuotanto on tällä hetkellä valtaosin hiilidioksidivapaata, mutta kaukolämmön tuotannossa puolestaan noin puolet energiasta tuotetaan fossiilisilla polttoaineilla tai turpeella. Näin ollen Suomessa lämmitys tuottaa enemmän hiilidioksidipäästöjä kuin sähköntuotanto, mikä tekee kaukolämmöstä perustellun kohteen ydinenergian hyödyntämiselle. Samankaltainen tilanne vallitsee muuallakin Euroopassa. Kaukolämpöä tuotetaan jo nykyään ydinvoimalla joissakin maissa sähköntuotannon ohessa, mutta pitkät etäisyydet aiheuttavat haasteita sen hyödyntämiseen. SMR:ien hyödyntämistä kaukolämmön tuotannossa Suomessa tukee myös Antti Rinteen hallituksen hallitusohjelmassa oleva maininta polttoon perustumattomista kaukolämmön tuotantotavoista yhtenä kiinnostuksen kohteena. Näin ollen Suomen politiikan ylimmältäkin taholta voidaan odottaa suopeaa suhtautumista SMR:ien käyttöönottoon. Pitkällä aikavälillä SMR:illä voi olla huomattava rooli energiatalouden siirtyessä vedyn käyttöön (EFWG, 2018). Ydinvoiman hyödyntäminen kaukolämmön tuotannossa ei toki ole mikään uusi keksintö, sillä Jo 1980-luvulla Asea-Atom kehitti SECURE-reaktorin vain kaukolämpöä varten ja viime aikoina kaukolämmön tuottaminen ydinvoimalla on saanut osakseen jälleen huomiota. Tästä esimerkkinä Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LUT) on laatima FinReactor-konsepti, joka on tarkoitettu nimenomaan kaukolämmön tuotantoon. Pienreaktoreille lämmöntuotanto sopii itse asiassa sähköntuotantoa paremmin, koska lämmöntuotanto vaatii pienemmän lämpötilan ( ) ja paineen. Näin laitteisiin ja rakenteisiin kohdistuu vähemmän vaatimuksia, mikä osaltaan alentaa myös kustannuksia. Valmis, maantieteellisesti laaja kaukolämpöverkko tarjoaa mahdollisuuksia hyödyntää ydinenergiaa. Voimalat voidaan liittää valmiiseen kaukolämpö-infrastruktuuriin, mikä mahdollistaisi laajan kotimaisen kaukolämpö-ydinvoimaloiden laivueen. Ydinvoiman käyttöä kaukolämmön tuotannossa taloudellisesta näkökulmasta on selvitetty useassa tutkimuksessa ja niiden perusteella se on todettu taloudellisesti kilpailukykyiseksi vaihtoehdoksi, kun pääomakustannukset pysyvät riittävän matalalla tasolla. (Hyvärinen; Leurent et al. 2019; Partanen; Tulkki; Värri & Syri 2019) Pienydinreaktoreilla voidaan potentiaalisesti tuottaa myös vetyä ja prosessilämpöä teollisuudelle. Tämä voisi kiinnostaa esim. biotuote-tehtailla, jolloin tehtaat voisivat hyödyntää raaka-aineensa tehokkaammin.

9 9 Kaukolämmön tuottamista ydinvoimalla käsitellään tarkemmin myöhemmin tässä selvityksessä. Pienydinvoimaloiden käyttöönoton ja hyödyntämisen suurimmat haasteet liittyvät tällä hetkellä yleiseen hyväksyttävyyteen, loppukäyttäjien valmiuksiin ymmärtää mahdollisuudet ja rajoitteet, soveltuvuuteen olemassa olevaan lainsäädäntöön ja säädöksiin sekä valmistajien kykyyn toimittaa valmiita laitoksia. Myös laitosten käyttöön energiantuotannossa liittyy muutamia liiketaloudellisia seikkoja, kuten esimerkiksi ydinvoimasektorilla usein vallitsevat suuret etupainotteiset investoinnit. Vastaavasti tosin niiden valmistumisen jälkeiset käyttökustannukset ovat alhaisia verrattuna muihin energiantuotanto-menetelmiin. Lisäksi suuri määrä moduuleja eli saman tyypin reaktoreita tuottaa taloudellisia etuja, sillä sarjatuotannon avulla yksittäisten reaktorien hintaa voidaan saada alas. (EY, MIT; Tulkki)

10 10 2. SMR-reaktori IAEA:n määritelmä ja yleiset ominaisuudet IAEA:n käytössä lyhenne SMR on lyhenne sanoista small and medium reactors, eli pienet ja keskisuuret reaktorit. Kuitenkin aikaisemmin esitetty ajatus pienistä ja modulaarisista reaktoreista on yleisemmin käytössä aiheen parissa käydyssä keskustelussa. IAEA:n määritelmän mukaan pienet ydinreaktorit ovat teholtaan alle 300 MW ja keskisuurten tehot asettuvat väliin MW. SMR-reaktorit ovat tehdasvalmisteisia ja voidaan kuljettaa määränpäähänsä junalla tai rekalla. Niiden käyttökohteet ovat moninaiset, sillä niitä voidaan käyttää sähköntuotantoon, lämmöntuotantoon, suolan poistoon juomaveden tuottamiseksi tai vedyn tuottamiseen. Reaktorit voidaan toteuttaa useilla eri tekniikoilla; ne voivat olla kevytvesireaktoreita (LWR), raskasvesireaktoreita (HWR), kaasujäähdytteisiä reaktoreita (GCR) tai metallijäähdytteisiä reaktoreita (LMCR). (IAEA - ARIS). Keskeisin ero SMR:ien ja perinteisten ydinvoimaloiden välillä on juurikin pienempi teho (yleensä alle 300 MW) ja tehdasvalmisteinen modulaarinen rakenne sekä reaktorissa että muissa osissa (OECD, 2016). Edellisistä reaktorityypeistä vesijäähdytteiset reaktorit ovat luontevin valinta kaukolämpöä ajatellen, sillä eksoottisempia jäähdytysaineita käyttävien reaktorien lämpötilat nousevat satoihin celsiusasteisiin. Tällaiset lämpötilat tarjoavat kiinnostavia käyttökohteita prosessiteollisuuden tarpeisiin, mutta ovat tarpeettoman korkeita kaukolämmön tuotantoa ajatellen. Nykyään käytössä olevaa kevytvesi-teknologiaa käyttävät SMR:t ovat lähimpänä kaupallista käyttöönottoa sekä teknologisista että sääntelyyn liittyvistä syistä. (IEA, 2019; Partanen, 2019) Tämän vuoksi selvityksessä on myös keskitytty yksinomaan kevytvesireaktoreihin. Seuraavalla sivulla on luetteloitu SMR:iin yleisesti liitettyjä ominaisuuksia. Niistä kerrotaan laajemmin seuraavissa kappaleissa.

11 11 SMR:iin yleisesti liitettyjä ominaisuuksia - Pienempi kapasiteetti mahdollistaa passiiviset turvaominaisuudet (IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) - Mahdollistaa mm. sijoittamisen lähemmäs asutuskeskuksia, kevennetyt turvaominaisuudet (Partanen, 2019) - Myös kritiikkiä esitetty (Lyman, 2013) - Monipuoliset sijoittamismahdollisuudet (MIT, 2018; Partanen, 2019) - Maan alle, lautoille, off-shore-ratkaisut - Käytännön esimerkkinä Akademik Lomonosov - Tehdas- tai telakkavalmistus perinteisen rakentamisen sijaan (EY, 2016; IEA, 2019; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) - Mahdollistaa tehokkuuden rakentamisessa ja laskee kustannuksia, kun saavutetaan sarjatuotannon etuja mm. henkilöstön oppimisessa (EY, 2016; IEA, 2019;Maronati et al. 2018; MIT, 2018; Partanen, 2019) - Vähentää paikan päällä tehtävän työn määrää (EY, 2016; Maronati et al. 2018; MIT, 2018) - Rakentamiseen liittyvät innovaatiot kuitenkin myös tärkeitä turvallisuuden ja kustannussäästöjen saavuttamiseksi (EY, 2016; MIT, 2018) - Yksinkertaisempi rakenne auttaa modulaarisuudessa (Maronati et al. 2018; OECD, 2016) - Alkuinvestoinnit voimaloihin ovat pienempiä suuriin ydinvoimaloihin verrattuna (Carelli, M.D. et al. 2010; EY, 2016; IEA, 2019; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) - Projektien mittakaava on helpommin hallittava, projektit ovat ajalliselta kestoltaan lyhyempiä ja sijoittajat saavat tuottoa nopeammin (Carelli, M.D. et al. 2010; EY, 2016; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; Partanen, 2019) - Rakentamisajalta kertyvät rahoituskulut pienenevät (EY, 2016; Carelli, M.D. et al. 2010; MIT, 2018; Maronati et al. 2018) - Rakennusajaksi arvellaan vakiintuneessa tuotannossa noin 3-4 vuotta (EY, 2016; Maronati et al. 2018) - Vaiheittainen rakennustapa pienentää kulloinkin riskin kohteena olevan pääoman määrää (Maronati et al. 2018) - Mahdollistavat energiantuotannon hajauttamisen (IEA, 2019) - Pienempi koko mahdollistaa useamman reaktoriyksikön sijoittamisen samalle paikalle suurempiin reaktoreihin verrattuna (EY, 2016; IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; Partanen, 2019) - Sähköntuotantoa voidaan lisätä vaiheittain moduuleita lisäämällä (Carelli, M.D. et al. 2010; IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; OECD, 2016) - Pienempi kapasiteetti mahdollistaa paikalliset ratkaisut lämmönkäytössä, kuten kaukolämmöntuotannon, juomaveden puhdistuksen, prosessilämmön tuotannon ja eristyksissä olevien verkkojen sähköntuotannon. (IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; Partanen, 2019)

12 12 Passiivinen turvallisuus ja monipuolinen sijoittaminen Useissa aihetta käsittelevissä lähteissä mainitaan SMR:ien keskeisimpänä piirteenä niin sanotut passiiviset turvaominaisuudet. Nämä tarkoittavat reaktorin turvaominaisuuksia, jotka eivät vaadi ihmisen tai järjestelmän toimia, eli aktiivisia turvaominaisuuksia. Näihin sisältyvät mm. jäähdyttimen luonnollinen kierto reaktorissa. Kyseiset ominaisuudet ovat mahdollisia juurikin reaktorin pienen koon vuoksi, sillä esimerkiksi isomman reaktorin tuottama suuri lämpö vaatii koneellista jäähdyttimen kiertoa reaktoriytimen jäähdyttämiseksi. (IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) Passiivisten turvaominaisuuksien lisääntyminen mahdollistaa aiheen ympärillä keskustelua käyvien tahojen mukaan sijoittamisen lähelle asutuskeskuksia, esimerkiksi korvaamaan entisiä kivihiili- ja kaukolämpövoimaloita. Uudenlaiset ratkaisut suunnittelussa tekevät joistakin onnettomuus-tyypeistä mahdottomia. Näin niiltä suojaavia turvallisuusominaisuuksia ja -laitteistoja ei tarvita. Kuitenkin tällaiset ajatukset ovat saaneet osakseen arvostelua kriittisemmiltä tutkijoilta. (Partanen, 2019; Lyman, 2013) Liiketoiminnan näkökulmasta turvallisuusominaisuuksien karsiminen tuottaa luonnollisesti säästöjä, sillä energian tuottamisen kustannukset alenevat. Kuitenkin ydinonnettomuuden tuottama vahinko ihmisille ja yhteiskunnalle yhdessä taloudellisten ja maineeseen liittyvien haittojen kanssa vaativat panostuksia turvallisuuteen. SMR-reaktorien pienempi koko mahdollistaa niiden monipuolisen sijoittamisen tavoilla, jotka eivät olleet mahdollisia suuremmille reaktoreille. Useat reaktorikonseptit sisältävät ajatuksia maanalaisesta sijoittamisesta, millä tavoitellaan kohentunutta turvallisuutta. Myös ajatuksia sijoittamisesta lautoille tai muille off-shore-ratkaisuille on esitetty. (MIT, 2018; Partanen, 2019) Käytännön esimerkkinä lautalle sijoittamisesta toimii venäläinen kelluva ydinvoimala Akademik Lomonosov, jossa on kaksi KLT-40S-reaktoria. Voimalan sähköteho yhteensä on 70 MW ja siinä käytettyjä KLT-40S-reaktoreita pidetään SMR:inä (WNA, 2019a) Tässä selvityksessä esitellään Akademik Lomonosovia tarkemmin myöhemmin tässä luvussa. Sarjatuotanto Perinteiset ydinvoimalat on valmistettu suurina rakennushankkeina ja tällaisia suuria ydinvoimaloita on yleensä rakennettu vain muutama kappale. SMR:iä puolestaan suunnitellaan rakennettavan sarjatuotantona joko telakoilla tai niiden valmistukseen erikseen tarkoitetuilla tehtailla. Voimalaitoksista jopa 60 % voi koostua tehdasvalmisteisista moduuleista, jotka asetetaan paikalleen voimalatyömaalla. (EY, 2016; IEA, 2019; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) Sarjatuotannon avulla saavutetaan tehokkuutta sekä paikan päällä tehtävässä rakennustyössä että moduulitehtaissa. Tämä tapahtuu mm. henkilöstön oppimisen avulla, kun henkilöstöllä on toistojen myötä mahdollisuus harjaantua tehtävissään. Sarjatuotannon edut johtavat myös kustannussäästöihin, mikä parantaa ydinvoiman kilpailukykyä suhteessa

13 13 muihin energiantuotanto-menetelmiin. (EY, 2016; IEA, 2019; Maronati et al. 2018; MIT, 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) Sarjatuotannon lisäksi myös muut rakentamiseen liittyvät tekniset innovaatiot ovat keskeisessä asemassa kustannussäästöjen ja turvallisuuden varmistamisessa. Näitä ovat rakentamisen edistyneet BIM-ratkaisut, uudenlaiset hitsausmenetelmät, lisäävät valmistusmenetelmät (3D-tulostus) sekä materiaali-innovaatiot. SMR:iin liittyvä yksinkertaisempi rakenne helpottaa modularisoinnissa. Kuitenkin kokonaisuutena suunnittelun kustannukset voivat kasvaa, sillä suunnitteluun kohdistuu entistä suuremmat vaatimukset; SMR:ien suunnittelussa täytyy huomioida paitsi reaktorin tekninen toimivuus, myös mm. jako moduuleihin, moduulien kuljetettavuus, laitoksen kokoonpanon mahdollisuudet ja nostotyöt sekä laadunvarmistus. (EY, 2016; MIT, 2018; Maronati et al. 2018) Modulaarista rakentamista on hyödynnetty jo vuosikymmenten ajan ydinsukellusveneiden rakentamisessa ja ydinvoimaloiden rakentamisessa jo reilun vuosikymmenen ajan. Modulaarisen rakentamisen etu on mahdollisuus suorittaa sekä rakennustyö että laadunvalvonta hallitussa tehdasympäristössä, mikä parantaa tehokkuutta. Samoin erikoistuneen työvoiman käyttäminen mahdollistuu. Ydinsukellusvene-telakalla tunnetaankin ns sääntö: Työ, joka vie työpisteellä tunnin, kestää kolme tuntia moduulissa ja kahdeksan tuntia laivassa tehtynä. Näin ollen modulaarisuus vähentää paikan päällä tehtävän työn määrää ja siten myös kustannuksia, kuten edellä onkin todettu. (EY, 2016; IEA, 2019; Maronati et al. 2018; MIT, 2018; Robb, 2010;) Modulaarisuuden edellyttämä tarkka suunnittelu ennen rakentamista auttaa löytämään virheitä ja ongelmakohtia jo varhaisessa vaiheessa ja hyvissä ajoin ennen rakentamisen aloittamista. Vaikka modulaarisuus itsessään tuottaa lisäkustannuksia suunnitteluvaiheessa, se tuottaa suuria säästöjä rakennusvaiheessa. Huolimatta useista eri maissa käynnissä olevista hankkeista, standardointi on tärkeätä, jotta globaalin sarjatuotannon edut voidaan saavuttaa. (Robb, 2010; IEA, 2019) Pienempi investointi SMR:ien keskeinen vetovoimatekijä on niiden pienemmästä koosta johtuva pienempi pääomantarve. Näin SMR:t ovat useampien tahojen saavutettavissa kuin perinteiset suuret ydinvoimalat. Samalla rahoituksen hankinta helpottuu, kun kerättävän pääoman määrä on pienempi ja yksittäisen sijoittajan näkökulmasta sijoituksen paino omassa sijoitussalkussa on rajatumpi. Rajattu koko ja siten pienempi investointi tekevät SMR:istä erityisen houkuttelevia sekä yksityistetyillä sähkömarkkinoilla länsimaissa että ydinvoiman käyttöä aloittelevissa kehittyvissä maissa. (Carelli, M.D. et al. 2010; EY, 2016; IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) SMR:t ovat myös pienempiä rakennusprojekteja. Tällöin projektien mittakaava on helpommin hallittavissa kuin suurissa megaprojekteissa, jollaisia perinteiset ydinvoimalat ovat. Samoin SMR-projektit ovat ajalliselta kestoltaan lyhyempiä, mikä pienentää sijoittajien kantamaa riskiä ja alentaa heidän tuottovaatimuksiaan ydinvoimalainvestoinneille. Samoin

14 14 voimalan valmistuessa nopeammin sijoittajat saavat nopeammin tuottoa sijoitukselleen. Tämä parantaa SMR-voimalainvestoinnin taloudellisia tunnuslukuja ja tekee SMR:istä kilpailukykyisempiä suhteessa kilpaileviin energiantuotanto-muotoihin. (Carelli, M.D. et al. 2010; EY, 2016; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019) SMR:ien rakennusajaksi arvellaankin vakiintuneessa tuotannossa noin 3-4 vuotta, mikä on huomattavasti suurempia voimaloita lyhyempi aika. (EY, 2016; Maronati et al. 2018). Investoinnin ollessa pienempi ja valmistuessa nopeammin rakentamisajalta kertyvät rahoituskulut jäävät pienemmiksi. Tämä on olennaista, sillä ydinvoiman kustannuksista huomattava osuus, jopa suurin osa, koostuu rahoituksen kustannuksista. Tämä johtuu investoinnin etupainotteisesta luonteesta, jossa suurimmat kustannukset tapahtuvat rakennusvaiheessa samalla kun käytön, kunnossapidon, polttoaineen ja loppusijoittamisen vuosittaiset kustannukset ovat suhteellisen maltilliset. Olemassa olevat ja kirjanpidossa kokonaan poistetut ydinvoimalat tuottavat erittäin edullista energiaa juuri matalien käyttökustannusten vuoksi. (EY, 2016; Carelli, M.D. et al. 2010; MIT, 2018; Maronati et al. 2018; OECD, 2016;) Modulaarinen luonne vaikuttaa myös SMR:ien houkuttelevuuteen sijoituskohteena tuoden kahdenlaista joustavuutta: skaalautuvuutta ja sopeutuvuutta. Skaalautuvuudesta on hyötyä markkinoilla, joilla energian hinta ja kysyntä on vakaata. Toisaalta kysynnän ja hinnan suhteen epävarmoilla markkinoilla modulaarisuus mahdollistaa joustamisen energiantuotannossa. (Carelli, M.D. et al. 2010) Nopeamman rakentamisen ja pienemmän koon ansiosta sijoittajilla on paremmat edellytykset sopeutua markkinatilanteen muutoksiin. Sijoituksia voi myös jakaa pienempiin osiin. Näin sijoituksen takaisinmaksu nopeutuu ja sen nettonykyarvo kasvaa, mikä tekee siitä houkuttelevamman hankkeen. Nopeammin valmistuvalle ja suhteellisesti pienemmälle hankkeelle on myös helpompi ja halvempi saada rahoitusta. (Carelli, M.D. et al. 2010; IEA, 2019; OECD, 2016;) Vaiheittainen rakennustapa pienentää kulloinkin riskin kohteena olevan pääoman määrää. Hajautettua, joustavaa energiantuotantoa ja lisäsovelluksia Pieniä reaktoreita voidaan asentaa yksittäisinä kappaleina hajautetusti laajemmalle maantieteelliselle alueelle tai niitä voidaan asentaa useita kappaleita lähelle toisiaan. Usean reaktorin sijoittaminen samalle paikalle mahdollistaa mittakaavaetujen hyödyntämisen reaktorien valvonnassa ja kiinteiden kustannusten jakautumisessa. Samoin vaiheistettuun rakentamiseen liittyy edellä mainittuja oppimisetuja työvaiheiden kohdatessa ajallisesti ja saman henkilöstön osallistuessa useamman samanlaisen reaktoriyksikön rakentamiseen voimala-alueella. SMR:ien modulaarinen luonne mahdollistaa käyttöönottamisen sarjoissa, mikä tuo paitsi taloudellisia etuja, niin myös joustavuutta energiantuotantoon. SMR:ien avulla kapasiteettia voidaan lisätä sähköverkkoon vaiheittain kysynnän kehittyessä, mikä on etu sekä sääntelystä vapautetuilla energiamarkkinoilla että kehittyvien, nousevan elintason maiden energiamarkkinoilla. (Carelli, M.D. et al. 2010; EY, 2016; IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; Maronati et al. 2018; OECD, 2016; Partanen, 2019)

15 15 SMR:ien perinteisiä ydinvoimaloita pienempi koko mahdollistaa monia uudenlaisia ansaintamahdollisuuksia, sillä sähköntuotannon lisäksi niitä voidaan käyttää kauko- tai prosessilämmöntuotantoon, suolanpoistoon juomaveden tuottamisessa, energian varastoimisessa tai vedyn tuottamisessa. (IEA, 2019; Locatelli et al., 2014; OECD, 2016; Partanen, 2019) Näyttää siis siltä, että SMR:ien keskeiset piirteet ovat syntyneet vastaamaan markkinaehtoisten rahoittajien huoliin. Ajallinen kesto on keskeisin huolenaihe, sillä se altistaa toimintaympäristön poliittisille ja taloudellisille muutoksille. Pitkät ja venyneet rakennushankkeet, suuret investointivaatimukset, suuren kapasiteetin tuottaman sähkön epävarma myyntihinta sääntelystä vapautetuilla sähkömarkkinoilla sekä ydinvoiman turvallisuuteen kohdistuvat aiheettomat huolet saavat vastauksensa SMR:ien keskeisten piirteiden kautta. Tosin useiden voimalaitosten olevan vielä lisensoimattomia, lisensointivaiheessa tai kokeellisluonteisia, joten lupausten lunastamiseen on vielä matkaa. Konseptina SMR:t vaikuttavat lupaavilta ja mikäli ne onnistuvat täyttämään niihin kohdistetut odotukset, ne ovat varteenotettava vaihtoehto energiantuotanossa hiilineutraalilla ja kustannustehokkaalla tavalla. SMR-esimerkkejä Seuraavaksi esitellään kolme havainnollistavaa esimerkkiä SMR:istä. Tavoitteena on toisaalta osoittaa tekniikan kypsyys ja toisaalta osoittaa mahdollisia käyttökohteita ja liiketoimintamahdollisuuksia, joista suomalaisyrityksillä on liittyen SMR:iin. Esimerkit ovat yhdysvaltalainen NuScale, venäläinen Akademik Lomonosov KLT-40S reaktoreineen ja kotimainen Lappeenrannan teknillisen yliopiston Juha Hyvärisen kehittelemä FinReactorkonsepti. Näistä Akademik Lomonosov on käytössä ja NuScale on edennyt lisensointivaiheeseen Yhdysvalloissa. Esimerkki 1. NuScale-reaktori ja voimalaitos NuScale-reaktori on yhdysvaltalaisen NuScale Power Inc. -yhtiön suunnittelema SMR. Yhtiön pääasiallinen taustatoimija ja -sijoittaja on Fluor, joka on suunnittelu-, hankinta- ja rakennusyhtiö. Reaktori on tyypiltään integroitu painevesireaktori. Integroiminen viittaa siihen, että höyryntuottojärjestelmä on reaktorin paineastian sisällä, mikä on yleinen piirre SMR-suunnitelmissa. NuScalen tapauksessa ne ovat saman sylinterimäisen astian sisällä. Ohessa oleva kuva NuScale-reaktorimoduulista havainnollistaa tätä hyvin. Ratkaisu on SMR:issä yleinen ja se on yksi keskeisimmistä eroista SMR:ien ja perinteisten ydinvoimaloiden välillä. NuScale-reaktorin paineastia on korkeudeltaan 17,8 metriä ja halkaisijaltaan 3 metriä. Reaktoriastia on kuvassa sisempi reactor vessel. Koko järjestelmä on ulomman astian, containment vesselin sisällä. Ulomman astian korkeus on 23,1 metriä ja halkaisija 4,5 metriä. Vertailun vuoksi Eduskuntatalon korkeus on 25 metriä. Reaktorin jäähdytysnesteenä toimiva vesi kiertää luonnonkierrolla. Järjestelmän turvallisuuspiirteistä mainitaan sen kyky selvitä rajoittamaton aika ilman sähkövirtaa, lisävettä tai ohjaajan toimintaa. Passiiviset turvaominaisuudet ovat keskeisessä asemassa reaktorissa. (IAEA, 2018)

16 16 NuScale-reaktorilla on yhtiön mukaan 60 MW sähköteho. Sähkötehoa on korotettu aikaisemmin ilmoitetusta, sillä vanhemmat lähteet ilmoittavat reaktorin sähkötehoksi 50 MW ja lämpötehoksi 160 MW. Reaktorin sovelluskohteet liittyvät sähkön- ja prosessilämmön tuotantoon. Jokaisella moduulilla on oma turbiininsa ja laitosinfrastruktuurinsa (Dalton, 2019c; IAEA, 2018). NuScale-voimalaitos havainnollistaa SMR:iin liittyvää ajatusta skaalautuvuudesta. Voimalassa on tilaa 12 NuScale-moduulille, mutta sen kokoa voidaan muuttaa asiakkaan tarpeiden mukaan. 12-reaktorinen laitos toimii yhtiön referenssilaitoksena lisensoinnin suhteen. Yhtiön mukaan skaalautuva malli pienentää investoinnin kokoa verrattuna gigawatti-luokan laitoksiin, joita perinteisesti on rakennettu. Olennaisia voimalaan liittyviä piirteitä ovat tehdasvalmisteiset moduulit, jäähdyttimen luonnonkierto kaikissa toiminnan vaiheissa, korkealaatuinen reaktorin paineastia, vakiintuneen kevytvesiteknologian hyödyntäminen ja kokeisiin perustuva mallin kehitystyö. (Dalton, 2019c; IAEA, 2018; Nuscale Powerin www-sivut) Kuvat 1. ja 2. (Vas) NuScale-reaktorimoduuli, Lähde: Wikimedia Commons; (Oik.) 23,1 metriä korkea NuScalemoduuli verrattuna 1,75 m pitkään ihmiseen. Lähde: NuScale Power NuScale-ydinvoimala koostuu pääasiassa reaktorirakennuksesta, ohjaushuoneen sisältävästä rakennuksesta, kahdesta turbiini-generaattori -rakennuksesta, ydinjätteen käsittelyrakennuksesta, jäähdytystorneista, kytkentäkentästä ja käytetyn polttoaineen varastointialueesta. Kuvassa näkyvä reaktorirakennus koostuu jopa kahdestatoista moduulista, moduulien kokoamiseen ja purkamiseen liittyvistä laitteista, polttoaineen

17 17 käsittelemiseen tarkoitetuista laitteista ja käytetyn polttoaineen varastointialtaasta. Kaikki moduulit toimivat samaan altaaseen upotettuina, mutta omassa osastossaan. Päällä on biologisena suojana toimiva betonisuoja. Reaktoriallas on maanpinnan alapuolella. Valvomo on myös maan alla olevassa valvomorakennuksessa, joka on reaktorirakennuksen vieressä. Kaikkia moduuleita ohjataan samasta valvomosta. Turbiinit ja generaattorit sijaitsevat kahdessa erillisessä rakennuksessa, joissa kumpiakin on kuusi kappaletta. Kahdelletoista reaktorimoduulille on siis kaksitoista turbiinia ja generaattoria. Nämä rakennukset ovat maanpinnan yläpuolella. Laitos pystyy toimimaan itse tuottamansa sähkön varassa, eikä tarvitse ulkopuolista sähköverkkoa taikka varavirtaa. Vaihtovirta-järjestelmän pettäessä tasavirtajärjestelmä tuottaa virtaa onnettomuuden jälkeisille mittauslaitteille. (IAEA, 2018; NuScale Powerin www-sivut) Laitoksen jokaista moduulia ohjataan itsenäisesti ja muista moduuleista erillään. Esimerkiksi polttoaineen vaihdon aikana vain polttoaineen vaihdon kohteena olevan moduulin toiminta lakkaa toimenpiteen ajaksi. Muut moduulit jatkavat toimintaansa normaalisti. Ohjausjärjestelmä on täysin digitaalinen ja Yhdysvaltojen säteilyviranomainen on jo hyväksynyt sen. Järjestelmä ei ole haavoittuvainen internetistä tuleville kyberhyökkäyksille ja järjestelmän suunnittelussa on otettu huomioon käyttäjien inhimillisen toiminnan vaikutukset. (IAEA, 2018; NuScale Powerin www-sivut) Kuva 3. NuScale moduuli ja 12-moduulisen voimalaitoksen havainnekuva. Tekijä Daniel Ingersoll. NuScale on solminut alustavaa yhteistyötä koskevan sopimuksen eteläkorealaisen Doosan Heavy Industries and Constructionin (DHIC) kanssa. Sopimukseen sisältyy mahdollisuus eteläkorealaisten tahojen käteisinvestointiin NuScale-hankkeeseen. DHIC:lla on kokemusta reaktoripaineastioiden valmistamisesta ja tätä osaamista tullaan hyödyntämään yhdysvaltalaisessa hankkeessa, jossa rakennetaan Yhdysvaltojen ensimmäinen SMR-voimala Utahiin. Sen on määrä olla toiminnassa vuonna 2026.

18 18 Sopimuksen perusteella DHIC tulee toimittamaan laitoksen kriittisimmät ja monimutkaisimmat osat. Sopimuksella on tarkoitus on vahvistaa NuScalen toimitusketjua ja edesauttaa kansainvälistä laajentumista. (Dalton, 2019d) Toukokuussa 2019 NuScale on solminut alustavan sopimuksen, jonka tarkoituksena on tukea NuScale-SMR:ien sijoittamista ympäri maailman. Sopimuksen toinen osapuoli Sargent & Lundy sijoittaa NuScaleen ja jatkaa laitossuunnitelmien kehittämistä sekä tarjoaa lisätukea arkkitehtuurissa ja insinöörityössä. Fluor Corporation jatkaa laitosten rakentamisen insinöörityön, hankinnan ja rakennustyön (EPC, Engineering, procurement and construction) pääurakoitsijana ja tekee yhteistyötä sekä NuScalen että Sargent & Lundyn kanssa laitoksen suunnitteluun liittyen. (Dalton, 2019h) Näin ollen NuScale etenee varsin voimakkaasti kansainvälisellä areenalla ja hankkeeseen hankitaan jatkuvasti lisää osallistujia, alihankkijoita, rahoittajia ja yhteistyökumppaneita. Kuva 4. Havainnollistus NuScale-moduulin kuljettamisesta. Lähde: NuScale Powerin www-sivut. Modulaariseen rakentamiseen liittyen NuScale on aktiivisesti selvittämässä alalla toimivia yrityksiä ja niiden valmiuksia toimitusketjuun osallistumiseksi. Yhtiö suunnittelee erillisen tehtaan rakentamista reaktorimoduuleja varten, kunhan tilauksia moduuleille syntyy riittävästi. Reaktorimoduuli-tehtaan pinta-ala olisi noin neliömetriä eli noin 9,3 hehtaaria. Se työllistäisi noin tuhat henkeä. Samalla tavoin muut voimalan osat, kuten turbiinit, generaattorit ja muut järjestelmät valmistetaan modulaarisesti ja kuljetetaan voimalatyömaalle. Moduulit kuljetetaan vesi-, rauta- tai maanteitä pitkin määränpäähän laitostyömaalle. (Nuscale Powerin www-sivut) NuScale-voimalaitoksen kustannuksista on saatavilla rajoitetusti tietoa. Yksinkertaisen suunnittelun on tarkoitus tuottaa kustannussäästöjä, sillä se vähentää käytettävien ja huollettavien komponenttien määrää. Esimerkiksi jäähdyttimen

19 19 luonnonkierron myötä jäähdyttimen kierrättämiseen ei tarvita pumppuja. Tehdasrakentamisen yhteydessä viitataan aikaisemmin tässä tekstissä mainittuun tehdasrakentamisen 8-kertaiseen tehokkuuteen rakennustyömaahan verrattuna. Pienemmän etukäteisinvestoinnin on tarkoitus tehdä ydinvoimasta helpommin saavutettava vaihtoehto useammille toimijoille pienemmissä verkoissa. Reaktorivalmistaja mainitsee pienten verkkojen toimijoiden toimivan kalliimpien sähkönhintojen markkinoilla. Täten NuScale tuo ydinvaihtoehdon sellaisille markkinoille, joissa sitä ei aikaisemmin ollut tarjolla. Nuscale on rajoittanut lisensointihakemuksensa 12-moduuliseen laitokseen osin siksi, että 600 MW (720 MW, jos yhden moduulin teho on 60 MW) on tehona lähellä vanhoja hiilivoimaloita, joista suurin osa on teholtaan 300 ja 600 MW väliltä. (Nuscale Powerin wwwsivut) Ydinvoimala-kehittäjä on asettanut tuotetun sähkön kustannustavoitteeksi 65 USD/MWh (Birch, 2019). Erään NuScalen kanssa yhteistyössä tehdyn tutkimuksen mukaan 12-moduulisen ydinvoimalan rakentaminen maksaisi noin 2,5 miljardia dollaria, jolloin hinnaksi tulisi noin 3500 dollaria per kilowatti, eli 3,5 miljoonaa dollaria megawattia kohden. Tämä on ratkaisevasti edullisempi kuin vertailuna käytetty perinteinen ydinvoimala, jonka rakentamisen kokonaiskustannukset arvioitiin 6,4 miljardiin dollariin ja 5600 dollariin kilowattia kohden. Suuren laitoksen megawatin hinta olisi siis noin 5,6 miljoonaa yhdysvaltain dollaria. (Black et al. 2019) Huomionarvoista on, etteivät kummankaan laitoksen kustannukset sisällä muita kuin rakentamiseen liittyviä kustannuksia. Näin ollen esim. alueen muokkaamiseen ja henkilöstön kouluttamiseen liittyvät kustannukset jäävät pois, kuten myös rahoittamiseen liittyvät kustannukset. Eli pienempi koko ei tee investoinnista automaattisesti kannattavampaa, vaikkakin alustavat kustannusluvut näyttävätkin lupaavilta. Todettakoon myös, että 600/720 MW-sähkötehoinen laitos itsessään ei ole enää kovinkaan pieni. IAEA:n reaktoriluokittelun kriteereissä näillä tehoilla päästään keskisuurten luokan yläpäähän tai jopa suurten voimaloiden luokkaan. Erona on toki se, että tämä teho syntyy 12 moduulista, eikä yhdestä suuresta reaktorista, mutta vertailu lienee kuitenkin havainnollistava. Suomen ydinvoimaloista Loviisan reaktorien kapasiteetti on noin 500 MW, yhteensä noin 1 GW eli 1000 MW (Fortumin www-sivut.) Olkiluodon kummankin toiminnassa olevan reaktorin teho on 890 MW (TVO:n www-sivut.) Näin ollen 12-moduulinen NuScalelaitos olisi 100 tai 220 MW suurempi kuin yksi Loviisan reaktori ja kooltaan noin MW päässä Olkiluodon reaktoreista. Tällaisen laitoksen yksittäiset reaktorit ovat siis modulaarisia ja suhteellisesti pieniä verrattuna aikaisempiin reaktoreihin, mutta voimalat itsessään tulisivat itsessään olemaan suuria laitoksia; pienen ja modulaarisen reaktorin sisälleen sulkeva lieriönmuotoinen astia lähes Eduskuntatalon korkuinen ja näitä astioita mahtuisi voimalaan kaksitoista kappaletta. Laitos tulee siis olemaan huomattavan kokoinen niin kapasiteetiltaan kuin fyysisiltä mittasuhteiltaan. NuScalen 12-reaktorin voimalan lisäksi yhtiön suunnalta on ilmaistu, että moduuleja voidaan sijoittaa myös kuuden tai neljän kappaleen laitoksiin. Suuruudeltaan 2,5 mrd:n suuruiset rakennuskustannukset kahdellatoista jakamalla saadaan yhden moduulin ja siihen liittyvän infrastruktuurin hinnaksi karkea noin 206 miljoonan dollarin arvio. Vastaavasti 6-

20 20 reaktorinen voimala maksaisi 1,2 miljardia ja 4-reaktorinen voimala 820 miljoonaa. Tämä kustannusten skaalaaminen ei kuitenkaan ota huomioon reaktorimoduulien määrästä riippumattomia kiinteitä kustannuksia, kuten reaktorimoduulien huoltoon tarkoitettuja nostureita. Lisäksi alkuperäinen arviokaan ei kattanut kaikkia kustannuksia, joita ydinvoimalaan liittyisi. Näin ollen alle kahdentoista moduulin laitokset tulevat mitä todennäköisemmin olemaan kalliimpia suhteellisesti kilowattikohtaista hintaa arvioidessa. Yhdistetyn sähkön ja lämmön tuotannon avulla tällainen voimala voisi tuottaa kaukolämpöä. Laitoksen huomattavan suuri lämpöteho (150/180 MW) tarkoittaa sitä, että se olisi vaihtoehto vain kaikkein suurimmissa kaukolämpöverkoissa. Aalto-yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa onkin kartoitettu SMR:n käyttämistä kaukolämmön tuotannossa Helsingin alueella ja sitä verrattiin muihin kaukolämmöntuotannon tapoihin. Tutkimusta käsitellään tarkemmin selvityksen kaukolämpöä käsittelevässä osassa, mutta siinä käytettiin SMR:n mallina juuri NuScalea. NuScale-moduuleja olisi kaksi tai kolme kappaletta ja niitä käytettäisiin joko yksinomaan kaukolämmön tuotantoon tai yhdistettyyn sähkön ja lämmön tuotantoon. Tiettyjen olosuhteiden vallitessa NuScale-SMR olisi varteenotettava vaihtoehto, etenkin pelkkää lämpöä tuottavana boilerina. Kuitenkin tutkimuksen tulokset ovat vielä alustavia, joten niistä ei voi vetää voimakkaita johtopäätöksiä, mutta ne ja keskustelu aiheen tiimoilta osoittavat, ettei SMR:ien käyttö kaukolämmön tuotannossa ole poissuljettua. (Värri, 2019) NuScale toimii hyvänä esimerkkinä SMR:stä ja sen ympärille rakennettavasta voimalaitoksesta. Voimalaitoksen monet osat korostavat myös ydinvoima-alan tarjoamia monipuolisia liiketoimintamahdollisuuksia eri alojen yrityksille. Varsinaisten reaktorien lisäksi laitos tarvitsee vielä runsaasti muuta infrastruktuuria. Tämä tarjoaa liiketoimintamahdollisuuksia, joihin suomalaiset yritykset voivat mahdollisesti tarttua, sillä Suomella on huomattavan hyvä maine ydinvoima-alalla. Töitä on varmasti tarjolla mm. konepajoille. Lisäksi Suomeen rakennettaessa laitosrakentaminen työllistää todennäköisesti paikallisia suunnittelutoimistoja ja maanrakennusyhtiöitä. Koska hanke on vielä alkuvaiheessa, suomalaisyrityksillä tai niiden verkostolla on nyt hyvä mahdollisuus vakiinnuttaa asemaansa toimitusketjussa ja siten varmistaa itselleen osa NuScalen alihankintaketjussa. Käyntiin lähtiessään toiminta tuottaa huomattavia kassavirtoja, sillä yksittäisen moduulin arvo on noin 200 miljoonaa dollaria ja pelkästään yksittäinen laitos itsessään on kahden ja puolen miljardin dollarin hanke. Pelkästään viidellä 12-moduulisella laitoksella päästään kymmenen miljardin markkinaan. Lisäksi Suomi voisi pyrkiä saamaan NuScalen moduulitehtaan, mikä avaisi suomalaisyhtiöille pääsyn alihankintaketjuun, toisi työpaikkoja ja korkean lisäarvon teollisuutta. Markkina-arvioita ja liiketoimintamahdollisuuksia eritellään tarkemmin jäljempänä tässä selvityksessä. Esimerkki 2. KLT-40S-reaktori ja Akademik Lomonosov Venäjän federaatio on varteenotettava toimija ydinvoima-alalla ja sen valtionyhtiö Rosatom on aktiivisesti ryhtynyt solmimaan yhteistyösuhteita ydinvoimaa tavoitteleviin maihin. He ovat myös kehittäneet uudenlaisia, luovia toteutustapoja ja sovelluskohteita ydinvoimalle.

21 21 Venäjän ponnisteluja SMR:ien saralla edistävät toisaalta tarve energiantuotantoon syrjäseuduille ja toisaalta ulkopoliittiset motiivit. Kuva 5. Akademik Lomonosovia hinataan Itämeren telakalta Murmanskia kohti. Lähde: Baltijskii Zavodin kuvapankki Kuten kevätkesällä 2019 Suomessakin uutisoitiin, Rosatom on rakennuttanut kelluvan ydinvoimalan Akademik Lomonosovin. Voimala on ensimmäinen kappale Rosatomin suunnittelemasta kevytvesireaktoreita käyttävien kelluvien ydinvoimalaitosten laivastosta. Laitosten on tarkoitus tuottaa sähköä, lämpöä ja juomavettä Venäjän syrjäisillä ja kuivilla alueilla. Tarkoituksena on korvata fossiilisten energialähteiden polttamista, sillä fossiilisten polttoaineiden käyttämiseen liittyy huomattavia kuljetuskustannuksia syrjäseuduilla toimiessa. Laitos sai käyttöluvan kesäkuussa Voimalassa on kaksi 35 MWe-tehoista KLT-40S-reaktoria. Lämpöteho on 150 MW. (Dalton, 2019f; IEA, 2019; IAEA, 2018; Kortelainen, 2019; Rosatom, 2019; WNA 2019a). Voimalaitos ja sen reaktorit toimivat toisena havainnollistavana SMR-esimerkkinä tässä selvityksessä. Voimalaitos oli alunperin määrä rakentaa Sevmash-telakalla Arkangelin lähellä, missä rakennustyöt aloitettiinkin jo Voimalan rakentaminen siirrettiin kuitenkin Itämeren telakalle Pietariin, koska laivaston hankintoihin erikoistunut Sevmash joutui asettamaan asevoimien hankkeita etusijalle. Näin ollen valmistuneen laitoksen köli laskettiin vuonna 2009 Itämeren telakalla. Ydinvoimahankkeeseen liittymättömät syyt ovat viivästyttäneet

22 22 hanketta yli kolme vuotta. Myös ydinlaivanrakennusosaamisen ja -alihankintaketjun katoaminen ja uudelleenperustaminen ovat tuottaneet ongelmia rakennushankkeelle. Nämä vastoinkäymiset yhdessä ovat myös johtaneet Akademik Lomonosovin hinta-arvion ylittymiseen. Vuonna 2007 hinnaksi arvioitiin 232 miljoonaa USD tai kuusi miljardia ruplaa. Lopulliseksi hinnaksi on ilmoitettu useissa lähteissä virallisten tietojen mukaan 480 miljoonaa yhdysvaltain dollaria (Digges, 2019; Digges, 2019a; Ilyushina, 2019; OECD, 2016; Pestšinskii, 2016). Kustannukseen liittyvästä epäselvyydestä ks. lähdeluettelosta kohta Digges, 2019a. Olennaista on myös, että nyt Venäjällä on jälleen toimiva ydinlaivarakennuksen toimitusketju (OECD, 2019) Kuvat 6. ja 7. KLT-40S-reaktori (vas.). Lähde: Beliaev & Polunichev, Poikkileikkaus KLT- 40S-reaktorista (oik.). Lähde: Reistad & Ølgaard, 2006 KLT-40S-reaktori on kehittynyt versio KLT-40-reaktorista ja sen edeltäjistä. Reaktorit on kehitetty alunperin Neuvostoliiton, nykyisen Venäjän, arktisten pohjoisosien ydinjäänmurtajien voimanlähteeksi. OKBM:n reaktoriteknologia on käytössä juuri ydinjäänmurtajissa ja myös ydinsukellusveneissä. Kymmenen ydinkäyttöistä alusta on rakennettu jo aikaisemmin, joista käytössä on seitsemän ydinjäänmurtajaa ja yksi rahtialus, joihin on asennettu yhteensä 13 reaktoria. Pisin käyttöaika, yli 175 tuhatta tuntia, on ydinjäänmurtaja Arktikalla ja reaktorien yhteenlaskettu käyttöaika kaikilla jäänmurtajilla on

23 23 lähes 300 reaktorivuotta. Koko tänä käyttöaikana yhdenkään ydinjäänmurtajan matka ei ole katkennut reaktoriongelmien vuoksi. Reaktoreiden fission hallinnassa, jäähdyttämisessä tai säteilyturvallisuudessa ei ole ollut ongelmia. Tämä kokemus on toiminut pohjana kelluvan voimalaitoksen suunnittelulle. Paikallaan toimiva kelluva ydinvoimala on toimintaympäristönä vähemmän vaativa kuin jäänmurtajat, joita varten reaktori on alunperin kehitetty. Lisäksi reaktoreita on päivitetty Rostekhnadorin vaatimusten täyttämiseksi ja luotettavuuden ja käyttöajan parantamiseksi. Olemassa olevan reaktorimallin käyttämisessä on etunsa. Tällöin ei tarvita laaja-alaista tutkimus- ja kehitystyötä ja valmistus- ja huoltoinfrastruktuuri on jo ennestään valmiina. (IAEA, 2013; OKBM Afrikantov) KLT-40-reaktorin hyödyntämiselle myös kaukolämmön tuotannossa on ollut suunnitelmia Venäjällä. Tällaiset voimalat rakennettaisiin maalle. (WNA, 2019a). Venäläisten SMR-hankkeiden etuna voidaankin pitää juuri aikaisemmin suunniteltujen mallien hyödyntämistä. Näin he voivat välttää puhtaalta pöydältä aloittavien SMR-toimijoiden kohtaamat suuret T&K-kustannukset, jotka tuottavat vaikeuksia etenkin länsimaisille markkinaehtoisille yksityisille toimijoille. Toisin kuin NuScale, jonka täytyy tulevaisuudessa rakentaa oma moduulitehtaansa, venäläisillä toimijoilla on tuotantokapasiteetti nyt jo valmiina. KLT-40S-painevesireaktorin keskeisimpiin piirteisiin kuuluu modulaarinen rakenne, jossa reaktori, neljä höyrygeneraattoria ja jäähdytinkierron varmistavat neljä sähköpumppua on yhdistetty lyhyillä liittimillä, eikä pitkillä putkistoilla. Tämä on havaittavissa ohessa olevasta kuvasta, jossa näkyy reaktorimoduulin nostotyö Akademik Lomonosoviin. Reaktorissa on jäähdyttimen kierto sekä pakotettuna että luonnonkierrolla toteutettuna. Primääripiiri on paineistettu ja siinä hyödynnetään sekä aktiivisia että passiivisia turvajärjestelmiä. Laitteiston asennus-, korjaus- ja korvausteknologiat ovat käytännössä todistetut. Sama pätee myös diagnostiikka- ja hallintalaitteisiin sekä työvälineisiin. Reaktoriastia on 4,8 metriä korkea ja 2,0 metriä leveä. Näin ollen sen ulkomitat voi rinnastaa pakettiautoon, jos reaktoriastia makaisi kyljellään. KLT-40S-reaktori painaa 3740 tonnia. Kuten oheisesta kuvasta voi nähdä, sen oheen liitetyt höyrygeneraattorit ja jäähdytinkierron sähköpumput kasvattavat moduulin kokoa tätä suuremmaksi. Reaktoriastia on kuvassa keskimmäinen sylinteri. (IAEA, 2018; IAEA, 2013; WNA, 2019a)

24 24 Kuva 8. KLT-40S-laitoksen kaaviokuva (oik.). Lähde: IAEA, SG tarkoittaa höyrygeneraattoria, MCP pääkiertoputkistoa (main circulation pipeline), HX lämmönvaihdinta (Heat Exchanger) ja ECCS ytimen hätäjäähdytysjärjestelmää (Emegency Core Cooling System.)

25 25 Kuva 9. KLT-40S-reaktoria asennetaan Akademik Lomonosoviin. Lähde: Baltijskii Zavodin kuvapankki Laitteistossa on otettu huomioon myös inhimillisestä tekijästä sekä luonnon tuottamasta lähteestä tuleva ulkopuolisen törmäyksen riski. Laitos kestää siten kymmentonnisen lentokoneen törmäyksen sekä magnitudin 7 maanjäristyksen ja se sulkeutuu magnitudin 8 järistyksen aikana. Sen suunnittelussa on sovellettu syvyyspuolustus -ajattelua. Laitosta suojaavat turvalaitteet sijaitsevat sekä maalla että vedessä ja laitoksen vesirakenteet sijoitetaan kahden metrin syvyyteen arktisen alueen kylmissä lämpötiloissa. Laitoksen pitäisi kestää seitsemänmetrinen tsunamiaalto, 200 km/h hurrikaanituuli ja törmäys jäävuoreen. (IAEA, 2018; IAEA, 2013; Martinek, 2019) Akademik Lomonosov -kelluvan ydinvoimalan pituus on 140 metriä, leveys 30 metriä ja rungon korkeus (vesirajasta ylöspäin) on 10 metriä. Aluksen syväys on 5 metriä. Pituuden ja leveyden suhteen sen voi rinnastaa Suomesta Tallinnaan tai Tukholmaan kulkeviin laivoihin. Akademik Lomonosovilla ei kuitenkaan ole potkureita, joten se täytyy hinata määränpäähänsä. Sen ympärille vaaditaan kuuden hehtaarin vesialue ja 1,5 hehtaaria rantaaluetta. Sarjatuotanto-mallin rakennusajaksi arvioidaan 4 5 vuotta. Ydinpolttoaine, niin käytetty kuin uusi, varastoidaan aluksella, jolloin sitä ei ole muualla ydinvoimalan käyttämällä rannikkoalueella. (Martinek, 2019; OKBM Afrikantov) Voimalan poikkileikkaus esitetään kuvassa 10.

26 26 Kuva 10. Kaaviokuva Akademik Lomonosovista, Lähde: IAEA, 2013 Laitoksen miehistön suhteen esitetään vaihtelevia arvioita, toisten lähteiden mukaan laitoksessa on 58 hengen miehistö, OECD esittää laitoksen yhden vuoron työllistävän 64 henkeä. Laitos pyörii kahdessa vuorossa, minkä lisäksi laitoksella olisi hallinto- ja turvallisuushenkilöstöä. Näistä kulloinkin vuorossa oleva henkilöstö asuisi aluksella ja toinen vuoro ja hallinto- ja turvallisuushenkilöstö asuisi maalla läheisessä kaupungissa. Kokonaisuudessaan laitoksessa olisi hengen miehistö (ottaen huomioon useamman vuoron henkilöstövaatimukset), mikä vastaa ydinkäyttöisen laivan ja ydinvoimalan vaatimuksia, joita Venäjän lainsäädäntö asettaa. Vertailun vuoksi ydinjäänmurtajalla on hengen miehistö (johon rannan henkilöstö ei sisälly) ja Bilibinon ydinvoimala, jonka Akademik Lomonosov korvaa, työllistää noin 700 henkeä. (Martinek, 2019; OECD, 2016; OKBM Afrikantov) Näin ollen henkilöstöltään kelluva SMR on tällä hetkellä pienempi kuin normaali ydinvoimala. KLT-40S-reaktoria käyttävä ydinvoimala tuottaa sekä sähköä ja lämpöä. Voimalaan kuuluu keskeisimpänä osana lautta, jossa reaktori on. Lautan lisäksi tarvitaan monia muitakin rakenteita ja näin ollen telakkavalmistuksen suuri osuus ei poista kokonaan paikan päällä tehtävän rakennustyön tarvetta, sillä toimiakseen laitos tarvitsee rannalle infrastruktuuria, joka liittää sen sähkö- ja kaukolämpöverkkoon. Kelluvan lautan telakoitumiseen tarvitaan vesirakenteita, kuten laitureita ja suojattu vesialue. Lisäksi tarvitaan myös aallonmurtajia ja puomeja vesialueen rajaamiseksi ja lautta täytyy myös kiinnittää paikalleen. Rannan rakenteita tarvitaan myös tukitoimintoja, kuten huoltoa ja turvallisuutta varten. Maalle rakennettaviin rakenteisiin kuuluvat mm. sähkönsiirtolaitteisto, kaksi kuumaa vettä varastoivaa säiliötä, kaksi jäähdytystornia, tarkastuspiste, turva-aidat ja valaistustornit. Ydinmateriaalia ei käsitellä rannalla. (IAEA, 2013; Martinek, 2019; NEI, 2019; OECD, 2016; WNA, 2019a) Ohessa oleva kuva Akademik Lomonosovin aikaisemmasta kaavaillusta sijoituskohteesta Kamtšatkan Viljutšinskissa havainnollistaa rannalla sijaitsevan laitoksen mittakaavaa (lautan pituus 144 metriä).

27 27 Kuva 11. Suunnitelma laitoksen sijoituspaikaksi Viljutšinskissä, Kamtšatkan niemimaalla. Lähde: Nikitin & Andreyev, 2011 Kelluvilla ydinvoimaloilla on kaksi mahdollista käyttökohdetta, joista toinen on tuottaa sähköä ja kaukolämpöä venäläistarpeisiin ja toinen on tuottaa sähköä ja juomavettä kehitysmaissa. Kuten aikaisemmin todettiin, voimalassa on kaksi KLT-40S reaktoria ja kaksi turbiini-generaattori -kokonaisuutta, joissa on myös laitteistot kaukolämmön tuotantoon. Laitoksella on tarkoitus korvata yksi hiilivoimala ja Bilibinon ydinvoimala. Vastaavankaltaisia laitoksia on määrä hyödyntää Venäjän pohjoisosien ja Kaukoidän harvaanasutuilla alueilla, joilla ne tuottaisivat energiaa syrjäisille teollisuuslaitoksille, satamakaupungeille ja öljyn- ja kaasunporaukseen, jolloin SMR tulee halvemmaksi kuin pitkien sähkölinjojen rakentaminen. Laitos on luonteeltaan pilottilaitos ja sen tuottaman sähkön arvioidaan maksavan jopa 200 USD/MWh. Tulevat kelluvat ydinvoimalat ovat sekä pienempiä että tehokkaampia, sillä niihin asennetaan kaksi RITM-200-reaktoria, joiden sähköteho on MW (lämpöteho 175 MW). RITM-200-reaktorit painavat noin 2600 tonnia, mikä on huomattavasti vähemmän kuin KLT- 40S-reaktorien 3740 tonnin paino. Nämä kaikki tekijät yhdessä alentaisivat seuraavien reaktorien tuottaman sähkön hintaa. Kelluva ydinvoimala kiinnostaa mm. Indonesiaa, Malesiaa, Lähi-Itää, Algeriaa, Kap Verdeä ja Argentiinaa. Venäjä suunnittelee ilmeisesti jopa kuuden kelluvan ydinvoimalan rakentamista kotimaan tarpeisiin. (IAEA, 2013; Martinek, 2019; NEI, 2019; OECD, 2016; WNA, 2019a).

28 28 Kuva 12. Esitys kelluvasta ydinvoimalasta ja rannan rakennelmista. FPU viittaa kelluvaan ydinvoimalaan, Floating Power Unit. Lähde IAEA, Ydinvoiman offshore-ratkaisut ja kelluvat ydinvoimalat eivät ole silti yksinomaan venäläinen ajatus, vaan vastaavia hankkeita on myös kiinalaisilla (World Nuclear News, ). Lisäksi Yhdysvalloissa MIT tutkii ydinvoimalan ja öljynporauslautan teknologioiden yhdistämistä. Teknologioista molemmat ovat kaupallisen hyödyntämisen tasolla. Kelluvat ydinvoimalat itsessään eivät ole myöskään uusi ajatus, sillä niistä on keskusteltu jo luvulla. Kelluvilla, merelle sijoitettavilla ydinvoimaloilla odotetaan olevan maailmanlaajuisesti useita mahdollisia sijoituskohteita. Kelluvia ydinvoimaloita voidaan myös siirtää paikasta toiseen tarpeen ja olosuhteiden muuttuessa. Potentiaalisina markkinoina mainitaan Itä- ja Kaakkois-Aasian maat, joissa asuu suuria väestöjä rannikolla; Lähi-Idän maat, joiden siirtyminen ydinvoimaan kotimaan energiantarpeiden tyydyttämiseksi vapauttaisi lisää öljyntuotantoa vientiin ja Afrikan ja Etelä-Amerikan rannikkovaltiot, jotka ovat riippuvaisia tuontidieselistä generaattoreita varten. ThorConyhtiön taustavaikuttaja neuvottelee eteläkorealaisen Daewoo-telakan kanssa 500 MW - tehoisten kelluvien ydinvoimaloiden valmistamisesta. (OECD, 2016; Sauffer, 2015; Wade, 2019; World Nuclear News, ) Kelluva ratkaisu tuottaa myös monia etuja. Voimalat voidaan rakentaa telakoilla sarjatuotantona, minkä jälkeen ne voidaan toimittaa asiakkaille koottuina, testattuina ja käyttövalmiina. Reaktorin kompakti modulaarinen koko tuo myös etuja. Voimala-alueeseen kohdistuva muokkaus ja siten investointi on pientä perinteiseen voimalaan verrattuna, eikä perinteisen ydinvoimalan rakentamiseen liittyviä väliaikaisia rakenteita tarvita. Voimalan sijainti voidaan valita myös vapaammin perinteisiin ratkaisuihin verrattuna, sillä lähtökohtaisesti mikä tahansa rannikkoalue käy. Rakennusajan odotetaan olevan noin neljä vuotta, mikä on huomattava lyhennys suhteessa perinteisiin voimaloihin. Näin liikuteltavien, kelluvien voimaloiden avulla voidaan toimittaa energiaa nopeasti sellaisiinkin maihin, joilla ei ole edellytyksiä suurelle rakennushankkeelle, mutta jotka tarvitsevat energiaa. Tällaiset maat

29 29 ovatkin kiinnostuneita kelluvista ydinvoimaloista. Venäjän valmiin infrastruktuurin hyödyntäminen huollossa ja kunnossapidossa madaltaa käytönaikaisia kustannuksia. Voimala voidaan käyttöikänsä loputtua korvata uudella kelluvalla voimalaitoksella. Kelluvaa voimalaa voi käyttää myös juomaveden puhdistukseen. (IAEA, 2018; IAEA, 2013; OECD, 2016; Sauffer, 2015) Kelluvaa ydinvoima-ratkaisua puoltaa se, että sen taustalla olevat valmistustekniikat ovat jo kehittyneet kaupallisen hyödyntämisen tasolle, mikä todettiinkin jo aikaisemmin. Reaktorilaitteiston valmistuksen ja hitsauksen teknologia on jo käytännössä todettua, sillä reaktoreita on tehty jo 13 kappaletta ennen Akademik Lomonosovia. Höyrygeneraattorin putkistojen titaaniseokset, jäähdyttimen kierron elementit, polttoaine-elementit ja muut ydinjärjestelmät ovat vakiintunutta teknologiaa. Ydinkäyttöisten laivojen rakentaminen on myös vakiintunutta toimintaa. Projektiin onkin osallistunut lukuisia venäläisyrityksiä ja laitoksen reaktorit ovat olleet valmiita jo vuodesta 2013 asti. (IAEA, 2013; OECD, 2016) Kelluviin ydinvoimaloihin liittyy useita mahdollisuuksia myös suomalaisille yrityksille. Vuodelle 2013 päivätyssä IAEA:n dokumentissa todettiin reaktoreiden olleen valmiita jo tuona vuonna, mutta Akademik Lomonosov saatiin käyttöön vasta vuonna Toki reaktorit asennettiin lauttaan jo aikaisemmin. Akademik Lomonosovin rakentaminen jouduttiin siirtämään Arkangelin lähistöllä sijaitsevalta sotilastelakalta Pietarin lähellä sijaitsevalle Itämeren telakalle (Baltijskii Zavod), koska laivaston tilaamat sotilasalukset olivat etusijalla kelluvaan ydinvoimalaan nähden. Tämä on viivästyttänyt rakentamista, sillä rakentaminen on täytynyt aloittaa kokonaan alusta. Näin ollen voidaan päätellä, että kelluvien ydinvoimaloiden tuotannossa pullonkaulaa ei muodosta reaktorien valmistus, vaan voimalalauttojen valmistus. Tämä voi tarjota suomalaiselle telakkateollisuudelle mahdollisuuksia, sillä suomalainen osaaminen on hyvässä maineessa ja tunnetusti korkealaatuista. Suomella on kokemusta telakkateollisuuden tuotteiden, myös ydinjäänmurtajien, valmistamisesta. Ydinkäyttöiset jäänmurtajat Taymyr ja Vagyach rakennettiin Wärtsilän Helsingin telakalla ja niiden reaktorit asennettiin Neuvostoliitossa (Kauppinen, 2019; OECD, 2016). Kelluvien ydinvoimaloiden runkojen valmistaminen ei siis välttämättä ole niin ennenkuulumatonta kuin miltä se äkkiseltään voi kuulostaa. Tämä tarjoaisi huomattavia liiketoimintamahdollisuuksia, sillä Akademik Lomonosovin hinnaksi on ilmoitettu useissa lähteissä virallisten tietojen mukaan 480 miljoonaa yhdysvaltain dollaria (Digges, 2019; Ilyushina, 2019; Pestšinskii, 2016). Vaikka tulevien voimaloiden hinnan odotetaankin laskevan, tällaiset ydinvoimala-lautat tulevat olemaan satojen miljoonien rakennushankkeita. Lisäksi niitä odotetaan rakennettavan useita kappaleita, mikä mahdollistaisi pitkäaikaisen yhteistyöhankkeen ja liikesuhteen. Kokonaismarkkina näille lautoille saavuttaa miljardi-kokoluokan jo muutaman kappaleen, itse asiassa jo Venäjän kaavailemien viiden tai kuuden lisälautan myötä. Kelluvien ydinvoimaloiden käyttöönotto voi olla myös Suomessa varteenotettava ratkaisu. Suomella on pitkä rantaviiva ja runsaasti vesistöjä ja Suomen suurimmista asutuskeskuksista lukuisat sijaitsevat rannikolla, mikä mahdollistaisi kelluvien laitosten käytön CHP-laitoksina yhdistetyn sähkön ja kaukolämmön tuottamiseen.

30 30 Esimerkki 3. FinReactor-konsepti FinReactor on Lappeenrannan teknillisen yliopiston suunnittelema konsepti SMR:stä, joka olisi tarkoitettu yksinomaan kaukolämmön tuotantoon. FinReactor-kaukolämpöreaktorissa on matala lämpö ja paine (180 ja 1,5 MPa) ja sen lämpöteho olisi 24 MW. Kevytvesiteknologiaa ja entisenlaista polttoainetta hyödyntävän reaktorin tuottamalle jätteelle on jo olemassa oleva jätehuolto. (Hyvärinen, 2019) Yksinkertainen rakenne tuo turvallisuutta, helpottaa sääntelyä ja laskee kustannuksia. Laitos olisi turvallinen ja sijoitettaisiin maan alle. Laitoksen turvallisuutta edistää joidenkin riskitekijöiden poissulkeminen suunnitteluratkaisujen perusteella. Modulaarinen rakenne olisi skaalattavissa ja siinä käytettäisiin teollisesti valmistettavia standardiosia. Reaktori soveltuisi erinomaisesti elinkeinoelämän osallistamiseen, sillä suuri osa sen osista voitaisiin valmistaa Suomessa. Samoin laadultaan reaktori sopisi sääntelyn ja luvittamisen uudistamisen ajamiseen. Suomeen voisi rakentaa jopa noin 70 FinReactoria. Reaktori voisi olla allas-mallinen, paineastiallinen tai modulaarinen. Lisäksi laitokset voisivat toimia ilman henkilöstöä. (Hyvärinen, 2019) Kuvat 13. ja 14. Konsepti FinReactor-laitoksesta (vas). Alkuperäinen kuva Juha Hyvärisen diaesityksestä. Muokattu selvitystä varten. FinReactor-laitos (oik). Alkuperäinen kuva Juha Hyvärisen diaesityksestä. Suomen lainsäädäntö vaatii yleiseltä merkitykseltään huomattavan ydinlaitoksen rakentamiselle valtioneuvoston periaatepäätöksen. Kooltaan yleiseltä merkitykseltään huomattavat energiantuotantoon tarkoitetut laitokset ovat sellaisia, joiden lämpöteho on enemmän kuin 50 megawattia. (Ydinenergialaki, luku 4, 11 ) Näin ollen reaktorin mitoittaminen lämpöteholtaan 24 MW:iin alittaa periaatepäätöksen rajan.

31 31 Samankokoisia suunniteltuja reaktoreita on muitakin. Kokoluokaltaan reaktori muistuttaa venäläisen OKMB Afrikantovin suunnittelemia ABV-reaktoreita, joista ABV-6M on lämpöteholtaan 45 MW ja ABV-3 18 MW. Kelluvana ABV-6M vaatisi 3500 tonnin lautan ja ABV-3 puolestaan 1600 tonnin lautan. Molemmissa on integroitu höyrygeneraattori ja koko ABV-6-reaktoriyksikön massa on 200 tonnia. Se voidaan valmistaa tehtaassa tai telakalla ja sen ydin muistuttaa KLT-40:tä. Erona on mm. jäähdyttimen luonnonkierto ABV-reaktoreissa. ABV-6E:n suunnittelu on valmis, mutta sitä ei ole vielä lisensoitu. Samoin Yhdysvaltalaisen Westinghousen suunnittelema evinci-mikroreaktori on lämpöteholtaan välillä 0,6 40 MW. (IAEA, 2018; WNA, 2019a) FinReactor on luonnollisesti suomalaisen elinkeinoelämän silmissä kiinnostavin vaihtoehto, sillä se työllistäisi kotimaista valmistavaa teollisuutta ja olisi kotimainen vaihtoehto. Kotimaisuus voisi tehdä siitä myös suuren yleisön silmissä hyväksyttävämmän vaihtoehdon verrattuna ulkomaisten toimijoiden reaktoreihin. Lisäksi suuri potentiaalinen markkina kotimaassa toisi liiketoimintamahdollisuuksia ilman vientimarkkinoiden riskejä, mahdollistaisi teknologian toimivuuden toteamisen kotimaassa ennen viennin aloittamista ja tarjoaisi huomattavan määrän referenssi-voimaloita, joihin viitata mahdollisten vientiponnistelujen alkaessa. Varmuuden saaminen kotimaan markkinoille voisi mahdollistaa sarjatuotannon hyödyntämisen ja investoinnin takaisinmaksun jo kotimaan myynnillä, mikäli mahdollista. Tällöin mahdollinen vientimarkkina olisi reaalioptio, mahdollisuus, johon tartuttaisiin, mikäli sellainen nousisi esille. Toinen vaihtoehto voisi olla ulkomaisen reaktorin ottaminen käyttöön kaukolämmön tuotannossa. Esimerkiksi tässä selvityksessä mainitut NuScale-, KLT-40S-, ABV- ja evincireaktorit voisivat olla tässä suhteessa varteenotettavia vaihtoehtoja taloudellisesta näkökulmasta. Kuitenkin niiden muuttaminen suomalaisvaatimuksia vastaaviksi voi olla ongelmallista johtuen poikkeavista turvallisuuskulttuureista ja suurempien reaktorien teho voi olla liian suuri pienempiin kaukolämpöverkkoihin. Kuitenkin yhteistyö ulkomaisten toimijoiden kanssa voisi kerryttää alihankintaketjuun osaamista, jota voidaan hyödyntää myöhemmin FinReactorin realisoituessa. Esitetyt hankkeet eivät ole toisiaan poissulkevia, vaan kaikki tarjoavat mahdollisuuksia, joita voidaan tavoitella rinnakkain.

32 32 3. Ydinvoima kaukolämmön tuotannossa Sveitsi, Ruotsi ja SECURE Ydinvoiman käytöstä kaukolämmössä on käytännön kokemusta länsimaissa. Sveitsissä Beznaun ydinvoimala tuottaa kaukolämpöä lähiseudun asukkaalle (Swissnuclear). Ruotsissa Ågestan ydinvoimala tuotti 50 MW lämpöä ja 10 MW sähköä. Laitos otettiin käyttöön 1964 ja suljettiin 1973 taloudellisista syistä matalaan öljyn hintaan vedoten. Ironista kyllä, sulkemisen jälkeinen öljykriisi nosti öljyn hintaa voimakkaasti. (Wikdahl, 2007) Kuten jo aiemmin todettiin, ydinvoiman käyttäminen kaukolämmön tuotannossa ei ole ajatuksena uusi. Kiinnostusta aihepiiriin tunnettin jo 1900-luvun puolella, jolloin Beznaun ja Ågestan laitoksetkin rakennettiin ja 1980-lukujen vaihteessa öljykriisi herätti uudestaan kiinnostuksen ydinvoimaa kohtaan. Asea-Atomin SECURE-reaktori olisi toteutuessaan tuottanut ydinkaukolämpöä Helsingissä. Nimi SECURE on lyhennelmä sanoista Safe Environmentally Clean Urban Reactor. Reaktorin suunnittelun tavoitteena oli kehittää lämpölaitos, joka olisi miehittämätön, tuontiöljystä riippumaton ja tavanomaisten aseiden hyökkäykselle immuuni. Passiiviset järjestelmät, matala käyttöpaine ja kallioon sijoittaminen toimivat keinona tavoitteiden saavuttamiselle. Sen suunnittelussa oli huomioitu vaara terroristien soluttautumisesta henkilökuntaan. Laitoksen oli tarkoitus toimia miehittämättömänä ja henkilökuntaa olisi tarvittu vain seisokkien ja ylös- ja alasajojen aikana. Henkilöstö olisi ehtinyt paikalle 30 min varoitusajalla ja sinne olisi tehty tarkastuskierros päivittäin. SECURE oli suunnittelunsa puolesta osittain edellä aikaansa, sillä se muistutti monin tavoin nykyaikaisia SMR:iä. Securen lämpöteho olisi ollut 400 MW. (Juuti, 2018; Lemmetty, 2012.) Huomioitavaa on, että lämpöteho on yleensä noin kolminkertainen sähkötehoon sähköntuotantoon liittyvien tehottomuuksien vuoksi. Näitä arvoja ei tule sekoittaa ja kaukolämmön kontekstissa teho viittaa aina lämpötehoon, ellei toisin mainita. Neuvostoliitto, SEV-maat, Venäjä ja Kiina Neuvostoliitossa ja sen Keskinäisen taloudellisen avun neuvoston (SEV tai CEMA) jäsenmaissa tutkittiin ydinvoiman hyödyntämistä kaukolämmön tuotannossa 1970-luvun puolivälistä alkaen. Ydinkaukolämpö-järjestelmiä otettiinkin käyttöön Neuvostoliitossa. Pääasiallisena tavoitteena oli korvata orgaanisten polttoaineiden käyttöä lämmöntuotannossa ja hyödyntää täydemmin olemassa olevien ydinvoimaloiden tuottamaa lämpöä. Samoin tavoitteena oli tarjota energiaa syrjäseuduille, mutta myös ympäristövaikutukset otettiin huomioon. Kyse oli yhdistetystä sähkön ja lämmön tuotannosta. Ydinkaukolämpöä ajatuksena pidettiin tuolloin valmiina, koeteltuna ja hyvin lupaavana tulevaisuudenkuvana. Kehitysponnisteluja ohjattiin sekä yksinomaan lämpöä tuottaviin reaktoreihin että yhdistetyn sähkön ja lämmöntuotannon reaktoreihin, joiden lämpöteho olisi väliltä MW. Vuonna 1995 Venäjän federaation ympäristöministeriö oli antanut lausunnon Voronezhin ydinlämpölaitoksesta, jossa todettiin laitoksen olevan normaaleissa oloissa

33 33 turvallisempi yleisölle kuin kaasu- tai hiilikäyttöinen laitos. (Losev et al. 1989; Samoilov & Kurachenkov, 1997) Voronezhin ydinlämpölaitos (ВАСТ, Воронежская АСТ) on kuitenkin edelleen rakentamatta. Sen keskeneräisen rungon voi nähdä esim. Google Maps -palvelussa Ostrogoshkaya-kadun (Ulitsa Ostrogoshkaya) ja Voronezhin tekojärven välissä. Samoin Nižni Novgorodiin (tuolloin kaupungin nimi oli Gorki) rakennettiin samanlainen voimala (ГАСТ, Горьковская АСТ), mutta sekin on jäänyt keskeneräiseksi ja käyttämättömäksi. Sen voi löytää satelliittikuvista kaupungin eteläpuolelta nimellä Nizhegorodskaya Aes. Molemmat hankkeet ovat kaatuneet rahoituksen puutteeseen ja paikallisten vastustukseen Neuvostoliiton hajoamisen jälkeen. Arkangeliin, Voronežiin, Saratoviin, Dimitrovgradiin, Tšukoikaan ja Severodvinskiin suunniteltiin 1990-luvulla ydinlämpövoimaloita jopa 5 GW:n edestä. Kahteen viimeiseen olisi sijoitettu KLT-40-tyyppinen voimala. KLT-40S-reaktori on asennettu Akademik Lomonosoviin. (Wikipedia, a ja Wikipedia, b; WNA, 2019a) Venäläisen NIKIET-suunnittelutoimiston mukaan vuonna 2016 neljä venäläiskaupunkia on ilmaissut kiinnostuksensa pienten ydinvoimaloiden käyttämiseen yhdistetyssä sähkön ja lämmön tuotannossa. Myös CHP-laitoksen rakentamista Arkangeliin on tutkittu. Rosatomin venäjänlaajuinen tutkimus on todennut mahdollisuudet jopa 38 CHPreaktorin rakentamiselle neljälletoista eri paikkakunnalle. Paikkakunnat ovat Arkangeli (4 reaktoria), Iževsk (2), Ivanovo (2), Kazan (2), Habarovsk (4), Komsomolsk-na-Amure (3), Kurgan (2), Murmansk (2), Perm (2), Tver (2), Ufa (2), Uljanovsk (3), Kirov (2) ja Jaroslavl (3). (WNA, 2019a) Luonnollisesti eri asia on, hyödynnetäänkö näitä mahdollisuuksia. Neuvostoliitossa kehitettiin AST-500 painevesireaktori yksinomaan kaukolämmön tuotantoa varten. Reaktori on esitetty oheisessa kuvassa. Kaksi kappaletta juuri tuollaisia reaktoreita oli tarkoitus asentaa sekä Voronezhiin että Nižni Novgorodiin. AST-500-reaktorin lämpöteho oli 500 MW. Reaktorissa oli mm. integroitu primääripiiri sekä luonnonkierto jäähdyttimessä. Sen suunnittelun turvallisuudessa oli huomioitu sijoittaminen lähelle asutuskeskuksia, mikä vaati tavallista suurempaa turvallisuuden astetta. Kehitysponnistuksia oltiin kohdistamassa vielä pienempiin laitoksiin 1980-luvun loppupuolella ennen Neuvostoliiton hajoamista. SEV-maille AST-500:sta oli suunniteltu pienempi 300 MW versio. (Losev et al. 1989; Samoilov & Kurachenkov, 1997) On huomionarvoista, että neuvostoliittolaisessa reaktori-mallissa on samoja piirteitä, joita liitetään nykypäivän SMRvoimaloihin, kuten integroitu primääripiiri ja jäähdyttimen luonnonkierto. Bilibinon ydinvoimala, jonka Akademik Lomonosov korvaa, tuottaa myös kaukolämpöä alueella, jossa talven lämpötilat voivat olla jopa 50 astetta pakkasella. Itse asiassa kovimmilla pakkasilla voimalan tehtävä on ensi sijassa tuottaa kaukolämpöä alueelle. Samoin Akademik Lomonosovin on tarkoitus tuottaa myös kaukolämpöä paikallisille asukkaille. (OECD, 2016) Kiinassa on suunniteltu DHR-400-reaktori yksinomaan kaukolämmön tuotantoa varten. Siitä kerrotaan lisää Kiinan kansantasavallan SMR-hankkeita esittelevässä osassa selvitystä.

34 34 Kuva 15. AST-500-reaktorin kaaviokuva. Alkuperäinen lähde Samoilov & Kurachenkov, HX tarkoittaa lämmönvaihdinta (engl. Heat exchanger.)

35 35 Tutkimustietoa ja sovellus Suomeen Kaukolämmön tuottamista ydinvoimalla ja sen taloudellisia vaikutuksia on tutkittu myös viime aikoina länsimaissa. Mallintamista käyttävässä tutkimuksessa todettiin ydinkaukolämmön olevan kustannustehokas ja ympäristöystävällinen ratkaisu Keski- Euroopan metropolien lämmittämisessä. Tekemällä olemassa olevista ydinvoimaloista sähkön ja lämmön yhteistuotantoon (CHP) kelpaavia ja laajentamalla kaukolämpöverkkoja voitaisiin vähentää lämmityksen hiilidioksidi- ja hiukkaspäästöjä. Tämä puolestaan auttaisi ilmastotavoitteiden saavuttamisessa ja vaikuttaisi asukkaiden terveyteen myönteisesti. Keskeisiä onnistumisen edellytyksiä on riittävän suuren käyttäjämäärän saamiselle kaukolämpöverkkoon. Luonnollisesti myös kilpailevien lämmönlähteiden, kuten maakaasun, hinnoilla on merkitystä kannattavuuteen. Mahdollisen hiilidioksidiveron käyttöönotto suosisi myös ydinenergian käyttöä kaukolämmön tuottamisessa. (Leurent, M. et al. 2018) Suomalaisille ydinkaukolämpö-järjestelmille löytyisi näin ollen markkinoita myös ulkomailta, etenkin sen jälkeen kun järjestelmien toimivuus ja käytettävyys olisi ensin todistettu kotimaan markkinoilla. Vaikka kysyntä ei kohdistuisikaan reaktoreihin, laitosten muuntamiseen CHP-kelpoisiksi ja kaukolämpöjärjestelmien rakentamiseen sisältyisi vientimahdollisuuksia. SMR:ien käyttöä Helsingin seudun kaukolämmön tuotannossa on myös tutkittu. Keskeisenä motivaationa tälle on mainittu Suomen valtion kunnianhimoiset ilmastotavoitteet. Konsta Värrin tutkimuksessa muodostettiin kaksi skenaariota SMRvoimalalle, joka tuottaisi kaukolämpöä 300 MW teholla. SMR-mallina käytettiin NuScalemoduulin tietoja. Ensimmäisessä skenaariossa voimala oli yhdistetyn sähkön ja lämmön tuotannon CHP-voimala. Toisessa skenaariossa voimala on yksinomaan lämmöntuotantoon suunniteltu boilerilaitos. SMR:ien pääasialliset kilpailijat ovat pelletti-boilerit ja puuhaketta polttavat CHP-voimalat. Analyysissä todettiin, että parhaimmillaan SMR:t ovat tuottaessaan peruskuormaa kaukolämpöverkkoon. Boileri-ratkaisun analyysissa saamat taloudelliset tunnusluvut ovat positiiviset jo lähtökohtaisesti. Yhdistetyn sähkön ja lämmöntuotannon CHP-SMR:n kannattavuus riippuu pääoman tuottovaatimuksesta, eli rahoituksen hinnasta. Mikäli se saa lisätuloja esim. kysynnän muutosten seuraamisesta ja lämmönvarastoinnista, sekin voi olla varteenotettava vaihtoehto. Tutkimuksen ja teknologian ollessa vielä voimakkaasti alkuvaiheessa tuloksista ei voi vielä vetää voimakkaita johtopäätöksiä. (Värri, 2019) Tutkimuksessa tuodaan esiin ilmastotavoitteiden vaikutus kaukolämmön tuotannon vaihtoehtoihin. Hiilineutraaleista energianlähteistä kaukolämmössä biomassaan ja jätteenpolttoon liittyy riittävyysongelmia. Biomassaa pyritään jalostamaan tai käyttämään hiilinieluna, kun taas jätteiden kierrätystä halutaan kehittää. SMR:t vaikuttavat käyttökelpoiselta ratkaisulta tapauksissa, joissa lämmön kysyntä on riittävää. Pienen kokonsa puolesta yksi SMR-moduuli sopii varsin pieneenkin kaukolämpöverkkoon. (Värri, 2019) Kirjassaan Nuclear District Heating in Finland Rauli Partanen hahmottelee ydinenergian käyttämistä kaukolämmön tuotannossa Suomessa. Suomessa tuotetaan lähes 200 erikokoisessa kaukolämpöjärjestelmässä yli 35 terawattituntia energiaa joka vuosi. Tästä

36 36 energiamäärästä lähes puolet tuotetaan fossiilisia polttoaineita tai turvetta polttamalla. Kaukolämpö tuottaa kokonaisuudessaan viiden (5) miljoonan tonnin hiilidioksidipäästöt. (Partanen, 2019) Noin 40 suurinta kaukolämpöverkkoa käyttää noin 80 % tuotetusta kaukolämmöstä. Ne käyttävät myös suurimman osan fossiilisista polttoaineista. Näissä verkoissa olisi tekniset käyttömahdollisuudet MW:n lämpöteholla toimiville SMR-reaktoreille ja pienemmille MW:n lämpöteholla toimiville mikroreaktoreille. Suuremmille voimaloille olisi käyttöä yhdeksässä suurimmassa kaukolämpöverkossa, mikroreaktoreita sopisi puolestaan yksi tai kaksi kolmeenkymmeneen seuraavaksi suurimpaan verkkoon. FinReactorkonseptivoimala sopii juuri alhaisempaan tehohaarukkaan ja sitä käytetäänkin havainnollistavana mallina Rauli Partasen Nuclear district heating in Finland -kirjassa. (Partanen, 2019) Kaukolämpöä voidaan tuottaa kustannustehokkaasti joko tekemällä yksinkertainen reaktorimalli pelkästään lämmöntuotantoa varten tai tuottamalla kaukolämpöä sähkön ja lämmön yhteistuotannon avulla. Pienillä, vain lämpöä tuottavilla reaktoreilla voisi tuottaa noin 50 % Suomen kaukolämmöstä tavalla, jossa reaktoreiden vuotuinen käyttöaste olisi noin 85 % ja reaktorit tuottaisivat noin 60 % yksittäisen kaukolämpöverkon lämmöntarpeesta. Tuottamalla suurempi osuus lämmöstä ydinvoimalla reaktorien käyttöaste laskee, mutta samalla energiantuotannossa käytetyn biomassan määrä vähenisi. Kaukolämmön kysyntä talvikuukausina on viisinkertainen kesäkuukausiin verrattuna. Lämmön avulla voidaan tuottaa myös jäähdytystä, mikä olisi mahdollinen lisätulon lähde ydinvoimalalle. Yhteistuotannolla ja jäähdytyksellä voidaan parantaa voimalan käyttöastetta kesäkuukausina, joina kaukolämmön kysyntä rajoittuu lähinnä lämpimään veteen. Jäähdytyspalveluille löytyy ostajia mm. konesaleista. (Partanen, 2019) Partasen mainitsema yksinkertainen, lämmöntuotantoon tarkoitettu reaktori muistuttaakin Konsta Värrin tutkimuksessa mainittua boileria, vaikkakin on sitä pienempi. Partasen (2019) arvion mukaan lämmöntuotannon arvioitu kustannus (LCOH, Levelized Cost of Heat) SMR-voimaloiden avulla tuotettuna olisi noin /MWh. Tämä energia olisi näin ollen tuotantokustannuksiltaan edullista ja säästäisi lisäksi päästökauppajärjestelmän kautta kymmeniä miljoonia vuosittain, hänen arvionsa mukaan. Partanen arvioi, että tässä vaiheessa vielä hypoteettiselle FinReactor-konseptille löytyisi pelkästään Suomessa useiden kymmenien kappaleiden markkinat kaukolämmön tuotannosta. Lisäksi kaukojäähdytys ja juomaveden valmistus poistamalla suolaa merivedestä avaavat mahdollisuuksia vientimarkkinoille. (Partanen, 2019) Eteläkorealaisen SMART-reaktorin suunnittelussa lämmöntuotannon sovellukset onkin otettu huomioon, sillä suunnittelijan tietojen mukaan reaktori pystyisi tuottamaan merivedestä tonnia juomavettä vuorokaudessa. (Smart-nuclear -verkkosivusto) Samoin NuScalen ja Akademik Lomonosovin (KLT-40S) yhteydessä on todettu niiden sovellukset kaukolämmön tuotantoon ja juomaveden puhdistukseen.

37 37 Kaukolämmön tuotantoon suunnitellun reaktorin edut Reaktorin suunnitteleminen pelkkää lämmöntuotantoa varten tuottaa huomattavia etuja. Turbiinisaareketta ei tarvita, mikä karsii voimalan rakentamis- ja ylläpitokustannuksia. Samoin paineastiaan kohdistuvat vaatimukset alenevat tai paineastiaa ei tarvita lainkaan. Kaikki tämä helpottaa myös turvallisuuden pitämistä korkealla tasolla. Lisäksi kaukolämpöreaktoria voidaan käyttää myös jäähdytyksen tuotantoon, minkä avulla saadaan kaukokylmää myytäväksi kesäaikaan. Yhdessä juomaveden puhdistuksen kanssa kaukokylmää tuottava reaktori voisi olla varteenotettava vientituote juomaveden puutteesta kärsiviin maihin. (Hyvärinen, 2019; Partanen, 2019) Perinteisen suuren ydinvoimalan rakentamiskustannuksista (ennen rahoituskustannuksia) % tulee reaktorista ja laitteistoista, joiden avulla tuotetaan sähköä (turbiinit ym.). Sähköntuotannon kannalta keskeisimmän osan, ns. turbiinisaarekkeen, osuus ydinvoimalan rakentamiskustannuksista vaihtelee välillä 5 12 %. (MIT, 2018) Sähköntuotannosta luopumalla saadaan karsittua ydinvoimalan rakennuskustannuksia huomattavassa määrin, samalla kun muut reaktoriin kohdistuvat vaatimukset kevenevät. Ydinvoiman kustannustehokkuuden parantaminen vaatii kuitenkin myös muita rakentamiseen liittyviä innovaatioita, edellisistä luvuista päätellen % ydinvoiman kustannuksista tulee muualta kuin reaktorista ja turbiinisaarekkeesta. (MIT, 2018) SMR:ien aikaisemmin tässä selvityksessä luetellut ominaisuudet vastaavatkin omalta osaltaan tähän haasteeseen. Suomen tavoitteet: Hiilivapaa yhteiskunta Antti Rinteen hallitusohjelmassa asetetaan useita tavoitteita, jotka ovat SMRydinvoimaloiden kannalta myönteisiä. Tavoitteeseen hiilineutraalista Suomesta vuoteen 2035 mennessä sisältyy erilaisten ratkaisujen etsiminen tavoitteen saavuttamiseksi. Ratkaisujen arviointikriteereinä mainitaan niiden vaikuttavuus ja kustannustehokkuus. Samoin alueelliset erot ja työllisyysvaikutukset huomioidaan arvioinnissa. (Osaava ja osallistava Suomi) Kotimaiset pienydinvoimalat täyttävät näitä kriteereitä erinomaisesti. Ne tuottaisivat kustannustehokkaasti hiilidioksidivapaata lämpöä ja sähköä. Ne toisivat myös Suomeen teknologia-alan työpaikkoja ja niiden rakentamisella olisi myönteisiä työllisyysvaikutuksia paitsi voimalaitosten alihankintaketjussa, myös paikallisissa yrityksissä. Hallitusohjelman toinen tavoite on tehdä Suomesta maailman ensimmäinen fossiilivapaa hyvinvointiyhteiskunta. Alatavoitteena mainitaan sähkön ja lämmöntuotannon lähes päästöttömän tilan saavuttaminen 2030-luvun loppuun mennessä. Tämä tulee tehdä tavalla, joka huomioi myös huolto- ja toimitusvarmuus-näkökulmat. Samoin asumisessa tuetaan siirtymistä päästöttömään lämmöntuotantoon. Hallitusohjelmassa mainitaan myös seuraavaa: Polttoon perustumattomien uusien kaukolämmön tuotantotapojen ja varastoinnin käyttöönottoa ja pilotointia edistetään. (Osaava ja osallistava Suomi) SMR:t sopivat tähän määritelmään erinomaisesti. LUT:n FinReactor-konsepti on suunniteltu juuri

38 38 kaukolämmön tuotantoa varten. Lisäksi ydinvoima on varma energianlähde, sillä ydinvoimalat tuottavat tasaisesti hiilivapaata energiaa, olipa se sitten lämpöä tai sähköä. Hallitusohjelmassa linjataan myös energiatuotannon tukien muutosta. Niiden painopiste siirrettäisiin tuotantotuista uuden energiateknologian investointi- ja demonstraatiotukien suuntaan. Hallitusohjelmassa todetaan, että vähähiiliseen talouteen siirtyminen vaatii erityispanostusta mm. päästöttömien energiantuotantomuotojen kehittämiseen ja markkinoille saattamiseen sekä tutkimus-, kehitys-, ja innovaatiotoimintaan. (Osaava ja osallistava Suomi) Näin ollen uudenlaista energiantuotantoa varten on tämän hallituskauden aikana tarjolla taloudellista tukea tutkimus- ja kehitystyöhön. Jo ennen hallitusohjelmaa SMR:t ovat nauttineet myönteisestä huomiosta Suomessa. Kaupunginvaltuutettu Petrus Pennasen aloite ydinkaukolämmön hyödyntämisestä sai taakseen äänten enemmistön Helsingin kaupunginvaltuustossa. Samoin Helsingin kaupungin energiayhtiö Helen on antanut myönteisen lausunnon SMR:ien hyödyntämiselle, mikäli ne osoittautuvat teknistaloudellisessa arviossa kannattaviksi. Aloitteen taustalla vaikuttavat mm. Hanasaaren kivihiilivoimalan sulkeminen 2020-luvun alkupuolella ja sen tuottaman lämmön korvaamisen tarve. Aloitteen laatimiseen osallistui myös Vihreän liiton edustaja Atte Harjanne. (Helsingin kaupunginvaltuusto, 2017; Juuti, 2017; Laatikainen, 2018; World Nuclear News, ) Suomen suurimman kaupungin kiinnostus aihetta kohtaan on merkittävä seikka SMR:ien käyttöönoton puolesta Suomessa. Samoin perinteisesti ydinvoimavastaisen puolueen tuki ydinvoimamyönteiselle aloitteelle on huomionarvoista. Yhteenvetona voidaan todeta, että poliittinen ja yhteiskunnallinen ilmapiiri Suomessa on poikkeuksellisen suotuisa SMR-voimaloille. Suomen tasavallan ylimpien päättäjien keskuudessa esitetään SMR:ille myönteisiä ajatuksia. Ne ovat saaneet myös näkyvyyttä mediassa, suurelta osin kiitos aktiivisten kansalaisjärjestöjen ja aktiivien, kuten Suomen ekomodernistit ry:n ja Think Atom -ajatuspajan. Kansainvälisesti SMR:ien käyttöönottoa edistävät mm. SMR START, joka on yhdysvaltalaisten SMR:iä kehittävien yritysten yhteenliittymä; UK SMR Consortium, joka on vastaava brittiläinen toimija ja yhdysvaltalainen Generation Atomic -kansalaisjärjestö, joka tekee tiivistä yhteistyötä kansalaisten, tutkijoiden ja elinkeinoelämän kanssa ydinvoiman edistämiseksi.

39 39 4. Analyysi liiketoimintaympäristöstä Muissa maissa käynnissä olevat hankkeet Huolimatta SMR:ien viime aikoina saamasta huomiosta suomalaismedioissa, monet muut maat ovat kirineet etumatkaa Suomeen nähden pienten ja modulaaristen ydinvoimaloiden saralla. Maailmanlaajuisesti Yhdysvallat, Kiina ja Venäjä mainitaan johtavina maina SMRkehityksessä. Kanada ja Iso-Britannia ovat määrätietoisesti pyrkimässä mukaan tähän kilpailuun. (EFWG, 2018; NNL, 2014) Näitä maita, samoin kuin muita SMR-kilpaan ryhtyneitä, yhdistää voimakas kansallinen tahtotila SMR:ien edistämiseksi. Niitä kehitetään yksityisen ja julkisen sektorin laaja-alaisena yhteistyönä ja SMR-hankkeissa menestymiselle on annettu merkitystä jopa kansallisella ja strategisella tasolla. Niillä tavoitellaan mm. tuontienergiariippuvuuden vähentämistä, kotimaisten työpaikkojen tuottamista, vientiteollisuudelle uusia liiketoimintamahdollisuuksia, syrjäseutujen energiahuollon turvaamista, juomaveden puhdistamista ja kansainvälistä poliittista ja taloudellista vaikutusvaltaa. Seuraavassa eritellään tarkemmin SMR:ien kehitystä eri maissa sekä niiden suhteen laadittuja toimenpideohjelmia. Erilaiset tiekartat ovat useimmiten julkisesti saatavilla ja ladattavissa internetistä ja niihin voi halutessaan tutustua vapaasti. Argentiina Vuoden 2014 helmikuussa Argentiinassa alettiin rakentaa CAREM-reaktoria (Central Argentina de Elementos Modulares). CAREM-reaktori on integroitu kevytvesireaktori, jossa jäähdyttimenä toimiva vesi kiertää luonnonkierrolla. Se on argentiinalaisten suunnittelema ja kehittämä ja sen sähköteho on 25 MW ja lämpöteho noin 100 MW. Se on pieni painevesireaktori ja sitä rakennetaan Atuchan ydinvoima-alueelle. Vähintään 70 %:n osista ja palveluista ostetaan argentiinalaisyrityksiltä. CAREM-projektin tavoitteena on avata maailmanlaajuiset SMR-markkinat argentiinalaisyrityksille. (IAEA, 2018; World Nuclear News, ) Venäjä ja Argentiina ovat allekirjoittaneet strategisen sopimuksen ja yhteistyön tiekartan vuoden 2018 G20-kokouksen yhteydessä. Sopimuksen toisena allekirjoittajana oli Rosatomin pääjohtaja ja toisena Argentiinan energiaministeri. Tavoitteena on syventää venäläisten ja argentiinalaisten yhteistyötä ydintekniikan rauhanomaisessa soveltamisessa. Eräs perustavanlaatuinen yhteistyöalue on erilaisten projektihallinnan strategioiden kehittäminen Argentiinan ydinvoimahankkeita varten. Lisäksi yhteishankkeet, kuten esimerkiksi tutkimus- ja koulutusyhteistyö kolmannen maailman maissa, sisältyvät sopimukseen. Osapuolet harkitsevat yhteistyötä kelluvien ydinvoimaloiden laivastoon liittyen, jonka pohjana toimisivat venäläiset suunnitelmat. (Rosatom, 2018)

40 40 Kuvat 16 ja 17. CAREM-reaktorin voimalan työmaan tilanne huhtikuussa Lähde: Argentiinan talousministeriön www-sivut. (Vas.) CAREM-reaktorin poikkileikkaus. Lähde: IAEA (Oik.) Iso-Britannia Iso-Britanniassa on alettu panostaa ydinvoimaan. Valtion ylin poliittinen johto on kiinnostunut SMR:istä jo vuonna 2011 ja vuonna 2013 asetettiin tavoitteeksi olla maailman johtavia ydinvaltioita niin ydinvoiman kaupallisessa soveltamisessa kuin tutkimuksessakin. Maassa on laadittu kansallisen ydinenergian tutkimuksen ja kehityksen tiekartta Nuclear energy research and development roadmap. Lisäksi Britannian hallitus on ilmoittanut 18 miljoonan punnan sijoituksesta innovatiivisten miniydinvoimaloiden suunnitteluun. Näiden ydinvoimaloiden on tarkoitus olla pienempiä ja halvempia perinteisiin ydinvoimaloihin verrattuna. Rolls-Roycen johtama konsortio puolestaan on ehdottanut summaltaan 500 miljoonan punnan suuruista yhteisinvestointia ensimmäisen SMR-kappaleen (FOAK eli firstof-a-kind) suunnitteluun. Rahoitus on tarkoitus kerätä sekä suorilla investoinneilla että varojen keräämisellä kolmannen osapuolen organisaatioilta. Investointeja tarvitaan lisensointiprosessin kehittämiseen, SMR:n piirrustusten kypsyttämiseen ja valmistusteknisiin vaatimuksiin vastaamiseen. Britannian SMR-konsortioon kuuluvat Rolls- Royce, Assystem, SNC Lavalin/Atkins, Wood, Arup, Laing O Rourke, BAM Nuttall, Siemens, National Nuclear Laboratory ja Nuclear AMRC. Hallituksen tavoitteena on toimivan mallilaitoksen valmistuminen varhaisella 2030-luvulla. Jokaisen laitoksen on tarkoitus tuottaa energiaa kotitaloudelle. Lisäksi valtio sijoittaa jopa 40 miljoonaa puntaa advanced modular reactor (AMR) -ohjelmansa kautta. Britannian ympäristövirasto ja ydinvoimaa säätelevä virasto saavat jopa viiden miljoonan punnan rahoituksen SMR:iin ja kehittyneisiin ydinvoimakonsepteihin valmistautumiseen. (Dalton 2019a; NNL, 2014; World Nuclear News

41 ) Maan pääministerin odotetaan ilmoittavan suunnitelmista rakentaa pienydinvoimaloita Pohjois-Englantiin Yorkshiren, Cumbrian, Lancashiren ja Cheshiren alueille. Tämän hankkeen budjetti on 500 miljoonaa puntaa. (Dalton, 2019h). SMR:iin liitetään suuria taloudellisia toiveita ja tavoitteita. Britannian SMR-konsortion mukaan SMR-teollisuus voisi tuottaa maassa noin työpaikkaa, voimistaa valtion korkealle kehittynyttä valmistavaa teollisuutta ja tuoda maalle satojen miljardien puntien vientitulot. Rolls-Roycen mukaan valtion tuki hankkeelle varmistaa Britannialle edullisen, hiilineutraalin energianlähteen; tukee muiden uusiutuvien käyttöönottoa perusvoimaa tarjoamalla ja auttaa turvaamaan sekä Britannian energiaomavaraisuuden että maan aseman johtavana innovoijana ydinalalla. Samoin se mahdollistaa yhteistyön korkeakoulujen kanssa ja tarjoaa mahdollisuuden arvokkaan aineettoman omaisuuden tuottamiselle. Laajalle ulottuva alihankintaketju ulottuu Britannian eri alueille ja työllistää myös monia pkyrityksiä. (World Nuclear News ) Korkean teknologian maana profiloituneen Suomen olot tuskin suuresti eroavat suhteessa Britanniaan. Ainoana erona on maiden ja talouksien koko, mutta Britanniaan liitetyt edut ovat todennäköisesti saavutettavissa Suomessakin jossakin muodossa, mikäli suomalaisyrityksistä muodostuva verkosto saadaan mukaan jonkin maan SMR-hankkeen alihankintaketjuun. Britanniassa katseita kohdistetaan lisäksi SMR-kirjon pienimpiin jäseniin. Nuvian, WSP:n ja Atomic Aquisitions -yhtiöiden laatima raportti arvioi, että mikroreaktorit ovat varteenotettava vaihtoehto Britanniassa. Mikroreaktorit ovat vielä useimpia SMR:iä pienempiä ja niiden sähköteho on alle 30 MW ja lämpöteho alle 100 MW. Niillä odotetaan olevan satojen kappaleiden potentiaalinen markkina vuoteen 2030 mennessä. Mikroreaktoreille arvioidaan löytyvän maailmanlaajuisesti 2850 MW markkinat, mikä vastaisi noin 570 viiden (5) MW sähkötehoista mikroydinvoimalaa. (Dalton 2019g; Nuvia 2016) Tässä selvityksessä mainittu FinReactor-konsepti on juurikin mikroreaktori 24 MW lämpötehollaan, joten nämä luvut soveltuvat siihen sillä erotuksella, että FinReactorilla ei tuoteta sähköä. Kanada Ydinvoima katsotaan Kanadassa strategiseksi voimavaraksi. Kanadan valtiolla on kansallinen tiekartta SMR:ien tutkimisen ja käyttöönoton edistämiseksi (Canadian small modular reactor - SMR roadmap -verkkosivusto). Hankkeeseen osallistuu joukko Kanadan provinssien ja territorioiden hallituksia ja voimayhtiöitä, joita kiinnostaa SMR:ien kehitys, käytettävyyden demonstrointi ja käyttöönotto Kanadassa. Tavoitteena on hyödyntää kanadalaisten jo kertynyttä osaamista ydinvoima-alalla. He toteavat varhain liikkeellä olevien toimijoiden saavan suuria etuja työpaikkojen, aineettomien oikeuksien ja toimitusketjujen suhteen. Samoin he toivovat Kanadan saavan kansainvälisen standardinasettajan aseman ja siten strategista vaikutusvaltaa. He katsovat SMR:ien olevan turvallisen, puhtaan ja edullisen energian lähteitä. Näin ne varmistavat kestävän ja matalahiilisen tulevaisuuden, joka hyödyttää Kanadaa ja sen asukkaita. (A Call to Action, 2018)

42 42 Tiekarttojen laatimisen lisäksi Kanadassa on myös ryhdytty käytännön toimiin tavoitteiden saavuttamiseksi. Kanadalainen yritys Global First Power on jättänyt SMR:n lisensointihakemuksen Kanadan valvontaviranomaiselle (CNSC). Hankkeeseen osallistuvat myös Ontario Power Generation ja Ultra Safe Nuclear Corporation. Laitosta ehdotetaan sijoitettavaksi Chalk Riveriin Ontariossa, Kanadan ydinlaboratorioiden (Canadian Nuclear Laboratories, CNL) hallinnoimalle alueelle. Laitos olisi niinsanottu mikroreaktori, lämpöteholtaan 15 MW ja sähköteholtaan 5 MW. Reaktori olisi kaasujäähdytteinen ja perustuisi yhdysvaltalaisten, saksalaisten, kiinalaisten ja japanilaisten kehittämistä reaktoreista saatuihin kokemuksiin. (Dalton, 2019e; World Nuclear News, ). Kanadan ydinlaboratorio Canadian Nuclear Laboratories (CNL) esitti vuoden 2018 huhtikuussa avoimen kutsun SMR-näytelaitoksen rakentamisesta sen hallinnoimalle alueelle. Jo vuonna 2017 CNL asetti kunnianhimoiseksi luonnehditun tavoitteen SMR:n sijoittamisesta sen hallinnoimalle alueelle vuoteen 2026 mennessä. Global First Powerin laitos onkin vastaus CNL:n esittämään kutsuun. (Dalton, 2019e) Yhdysvaltalainen yhtiö GE Hitachi on aloittanut prosessin BWRX-300 SMR-reaktorinsa alustavaksi arvioimiseksi Kanadan ydinturvallisuuskomission (CNSC) tarkastelussa. Menettely on vaihtoehtoinen palvelu, jonka tarkoituksena on tarjota palautetta varhaisessa vaiheessa ja se keskittyy perustavanlaatuisten puutteiden ja ongelmien tunnistamiseen. Yhtiön mukaan menettely on tärkeä vaihe reaktorin kaupallistamisessa. BWRX-300:n on tarkoitus olla kilpailukykyinen kaasun ja uusiutuvien kanssa. Yhtiön mukaan reaktoria dramaattisesti yksinkertaistamalla saavutetaan jopa 60 % kustannussäästö rakentamisessa megawattia kohden verrattuna muihin vesijäähdytteisiin SMR:iin ja olemassaoleviin suuriin laitoksiin. Laitos käyttäisi megawattia kohden vain noin puolet siitä teräs- ja betonimäärästä kuin sen pohjalla toiminut ESBWR. (Dalton, 2019i) Kustannussäästöarvio on kyseenalainen, sillä talouslukuja SMR:istä on niukasti saatavilla, eikä niitä ole rakennettu Akademik Lomonosovin ja CAREM:in lisäksi missään maailmalla. Kuitenkin tavoite saada kustannussäästöjä koko laitosta keventämällä on ilmaus SMR:ien taustalla vaikuttavasta ajattelusta, jota on esitelty aiemmin tässä selvityksessä. Säästöjä tulee saada koko laitoksesta, jotta energiantuotanto on kilpailukykyistä ja SMR:t olisivat taloudellinen vaihtoehto suhteessa muihin kilpaileviin energiantuotanto-muotoihin. Kanadalaiset SMR-suunnitelmat eivät ole vesijäähdytteisiä. Edellä mainittu Global First Powerin MMR-reaktori on kaasujäähdytteinen (Global First Powerin www-sivut). Terrestrial Energy -yhtiön IMSR (Integral Molten Salt Rector) ja Elysium Industries -yhtiön MCSFR (Molten Chloride Salt Fast Rector) ovat puolestaan sulasuolareaktoreita (IAEA, 2018). Näin ollen niitä ei tarkemmin eritellä tässä selvityksessä (tarkoitus keskittyä kevytvesireaktoreihin). Kiina Kiinan kansantasavallassa on käynnissä useita samanaikaisia SMR-hankkeita, joiden taustalla on eri toimijoita. Yleinen tausta-ajatus on huoli ympäristöstä ja kansanterveydestä, sillä maan ilmanlaatu on tunnetusti heikko. Kiinalaisissa hankkeissa on havaittavissa koko SMR-kentän

43 43 kirjo. Kahden HTR-PM -reaktoriyksikön näytösvoimalan on tarkoitus aloittaa sähköntuotanto verkkoon vuonna Helium-jäähdytteiset reaktorit käyttävät yhtä 210 MW höyryturbiinia ja niiden lämpötila nousee jopa 750 celsiusasteeseen. Yksiköiden rakentamisen taustalla on China Huanghengin johtama konsortio, jossa on mukana China Nuclear Engineering Corporation ja Tsinghuan yliopiston ydin- ja uuden teknologian instituutti, joka on kiinalaisen ydinvoiman T&K:n johtaja. (IEA, 2019). Kuvat 18., 19. ja 20. HTR-PM-reaktori (vas.), ACP100-reaktori (kesk.) ja DHR-reaktori (oik), lähde: IAEA, 2018 Kiinan kansallinen ydinvoimayhtiö China National Nuclear Corporation (CNNC) on aloittanut projektin APC100-SMR:n mallilaitoksen rakentamisesta Hainaniin Etelä-Kiinaan. Rakennustyöt on määrä aloittaa joulukuussa Rakentamisen odotetaan kestävän noin viisi ja puoli vuotta ja laitoksen on määrä käynnistyä toukokuussa Linglong 1:n on tarkoitus varmistaa teknologian, valmistuksen ja rakentamisen toimivuus. Se mahdollistaa CNNC:lle myös kokemuksen kerryttämisen SMR:ien käytöstä ja tulevan markkinan kartoittamisen. APC100-reaktori on integroitu kevytvesireaktori, joka hyödyntää passiivisia turvallisuusominaisuuksia. Reaktori on sähköteholtaan 125 MW. Siinä on integroitu rakenne, passiiviset turvallisuusominaisuudet ja se sijoitetaan maan alle. APC100-reaktori on käyttökohteiltaan monipuolinen, sillä sitä voi käyttää sähkön-, kaukolämmön-, höyryn-, ja juomaveden tuotantoon. APC100 reaktorilla onkin keskeinen asema Kiinan kansantasavallan kahdennessatoista viisivuotissuunnitelmassa. (Bolton 2019b; IAEA, 2018) Kiinalainen DHR (District Heating Reactor) on kaukolämmön tuotantoon tarkoitettu allastyyppinen kevytvesireaktori, jonka lämpöteho on 400 MW. Se toimii matalassa lämpötilassa ja paineessa. Reaktoria voidaan käyttää myös juomaveden puhdistukseen ja

44 44 radioisotooppien valmistukseen. Reaktorilla on huomattavat turvallisuusominaisuudet, minkä vuoksi se voidaan sijoittaa kaukolämpöä hyödyntävän asutuksen välittömään läheisyyteen. Laitos lämmittää 68-celsiusasteisen veden 98-asteiseksi kaukolämpöverkkoa varten. Laitoksen suunnitelma on saatu valmiiksi vuonna Taustalla on ajatus vähentää lämmityksen hiukkaspäästöjä ja siten parantaa ilmanlaatua. (IAEA, 2019; World Nuclear News, ) Kaukolämpöreaktorin suunnittelu osoittaa, että ajatus ydinvoiman käytöstä kaukolämmön tuotantoon ei ole ennenkuulumaton eikä poissuljettu nykypäivänäkään. Päinvastoin, Kiinassa se koetaan varteenotettavaksi vaihtoehdoksi. Kuitenkin laitos lämmittää veden lämpötilaan, joka mahdollisesti on liian matala suomalaisia kaukolämpöverkkoja varten. Suomalaisissa kaukolämpöverkoissa voimalasta lähtevän syöttöveden lämpötila on vuodenajasta riippuen celsiusastetta. (Elenian www-sivut; Motiva) Kiinalaiset ovat myös kiinnostuneita kelluvien SMR-voimaloiden rakentamisesta. China General Nuclear -yhtiö (CGN) ilmoitti vuonna 2016 aikovansa rakentaa näytöskappaleen kelluvasta ydinvoimalasta vuoteen 2020 mennessä. Voimalasuunnitelmat ovat osa Kiinan kansantasavallan kolmattatoista viisivuotissuunnitelmaa. ACPR50S-reaktorin lämpöteho on 200 MW ja sähköteho 60 MW. Sen on tarkoitus tuottaa sähköä, lämpöä ja vettä saarilla ja rannikkoalueilla sekä offshore-kohteissa kaasun- ja öljynporauksessa. Tavoitteena on hyödyntää kelluvan voimalan tuomia etuja: helpompaa sijoittamista, telakkarakentamisen yksinkertaistamista, pienempää ympäristövaikutusta ja yksinkertaisempaa käytöstäpoistoa. (World Nuclear News, ) Etelä-Korea Etelä-Koreassa KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) on kehittänyt SMARTreaktorin (System-integrated Modular Advanced Reactor). Etelä-Korea ja Saudi-Arabia ovat sopineet ensimmäisten voimaloiden rakentamisesta Saudi-Arabiaan. Valtioiden väliseen sopimukseen sisältyy myös ehto maiden välisestä yhteistyöstä SMART-reaktoreiden kaupallistamisesta ja viennistä edelleen muihin maihin. Ensimmäisen SMART-voimalan hinnaksi arvioidaan miljardia dollaria, sarjatuotantomallin hinnan arvellaan olevan noin 525 miljoonaa USD. Rakentamisen hinnaksi tulisi 5250 USD/kWe. SMART on lämpöteholtaan 330 MW painevesireaktori, jossa on integroitu höyrynkehitin ja kehittyneet turvallisuusominaisuudet. Se on suunniteltu sekä sähköntuotantoon (sähköteho 90 MW) että lämmöntuotantoon suolan poistamiseksi merivedestä. Se voisi tuottaa tonnia juomavettä vuorokaudessa. Reaktorin käyttöikä on 60 vuotta. SMART on saanut hyväksynnän Etelä-Korean valvontaviranomaiselta vuonna (World Nuclear News, ; Smart-Nuclear -verkkosivusto)

45 45 Venäjä Venäjän SMR-hankkeiden keskeinen motivaatio on energian toimittaminen syrjäseuduille. Samalla maan SMR-hankkeisiin ja muihin ydinvoimaan liittyviin suunnitelmiin sisältyy vahva vientisuuntaus, sillä Venäjän valtiollinen Rosatom on rakentamassa monia ydinvoimaloita ulkomaille. Venäläisten näkyvin SMR-ponnistus on liikuteltava SMR-voimala Akademik Lomonosov. Huomionarvoista on, että maalla on aikaisempaa kokemusta liikuteltavista ydinvoimaloista, sillä neuvostoliittolaiset reaktorit TES-3 ja PAMIR oli suunniteltu kulkemaan maan pinnalla. Maa aikoo lisätä ydinenergian tuotantokapasiteettia vuoden GW:sta GW:iin vuoteen 2030 mennessä. Suurin osa tästä kehityksestä tulisi perinteisistä ydinvoimaloista Euroopan puoleisessa osassa, mutta maan pohjoisosissa ja Kaukoidässä SMR:ille voidaan nähdä mahdollisuuksia eristyneillä alueilla. Kaukaisissa kohteissa SMR:ien käyttö voi olla hyvinkin perusteltua, sillä polttoaineiden kuljetuskustannukset muodostuvat huomattaviksi syrjäseuduilla eikä sähköverkon jatkaminen tällaisille alueille ole taloudellisesti kannattavaa investointikustannusten ja sähköhäviön vuoksi. Näissä tapauksissa SMR:n tuottama energia, joka muissa olosuhteissa olisi kallista, voi hyvinkin olla edullisin vaihtoehto. SMR:t voisivat näin pienentää alueellisten energiatukien tarvetta. (OECD, 2016) Lokakuussa 2018 kelluvan Akademik Lomonosov -voimalaitoksen reaktoreiden polttoaineen lataus saatiin valmiiksi ja laitos sai käyttöluvan kesäkuussa Voimalassa on kaksi 35 MWe-tehoista KLT-40-reaktoria. Kesän 2019 aikana alus hinataan määränpäähänsä Pevekiin Tšukotkan alueelle Koillis-Venäjällä. Se on tarkoitus kytkeä sähköverkkoon joulukuussa (IEA, 2019; Kortelainen, 2019; Rosatom, 2019) Akademik Lomonosovia käsitellään tarkemmin muualla tässä selvityksessä. Venäläisillä on myös muita SMR-hankkeita ja reaktorisuunnitelmia, joiden pohjana on maan ja sen edeltäjävaltion Neuvostoliiton pitkä kokemus ydinenergian tuotannosta ja käytöstä. Maalle rakennettaviksi suunniteltuja venäläisiä kevytvesi-smr:iä ovat ELENA, KARAT-45, KARAT-100, RITM-200, RUTA-70, UNITHERM, VK-300. Kelluvia kevytvesireaktoreita ovat puolestaan ABV-6E, KLT-40S, RITM-200M, SHELF, VBER-300. Useimpien reaktorien taustalla on joko NIKIET-suunnittelutoimisto tai Afrikantov OKBM. Venäläisillä on huomattava etumatka kelluvien reaktorien suhteen, sillä kelluvista reaktoreista IAEA:n tiedossa olevista suunnitelmista ainoa ei-venäläinen ratkaisu on kiinalaisten ACPR50S. Venäläisillä on myös kaasujäähdytteisten SMR:ienja nopeiden SMR:ien suunnitelmia. (IAEA, 2018) Kaikesta tästä voidaan päätellä, että Venäjän federaatio on varteenotettava toimija ydinenergia-alalla yleisesti ja (etenkin kelluvien) SMR:ien suhteen erityisesti. Erityisesti merkittävää on ensimmäisen SMR:n, Akademik Lomonosovin, rakentaminen. Mahdollisia suomalaisyrityksille avautuvia yhteistyö- ja vientimahdollisuuksia SMR:iin liittyen eritellään muualla tässä raportissa. Viro Suomen etelänaapuri Viro ei ole suunnittelemassa omaa ydinreaktorimallia, mutta sen läheisyys tekee siitä kiinnostavan seurantakohteen SMR:ien käyttönoton suhteen. Virolainen

46 46 energiayhtiö Fermi Energia on aloittanut selvitystyön SMR:ien sopivuudesta Viron sähköverkkoon ja ilmastotavoitteisiin. Yhtiö sai sijoittajilta ja osakkeenomistajilta tähän euron suuruisen rahoituskierroksen. Tutkimuksen kumppaneina toimivat virolaiset yliopistot, suomalaiset VTT ja Fortum Nuclear Services sekä belgialainen Tractebel. Soveltuvuusarvioinnissa on mukana neljä voimalaa: Moltex Energy SSR-W300, Terrestrial Energy IMSR-400, GE Hitachi BWRX-300 and NuScale SMR. Fermi Energian hallituksen puheenjohtajan Sandor Liiven mukaan Virolla ei ole ydinvoiman lisäksi mitään muuta uskottavaa energianlähdettä liuskeöljystä saatavan energian vähentyessä. Viro edellyttää ensimmäisen laitoksen rakentamista ensin laitostoimittajan omaan maahan ennen kuin he uutena ydinvoimamaana voivat valita sopivan laitoksen. (World Nuclear News, ) Yhdysvallat Yhdysvaltoja pidetään yhtenä kolmesta johtavasta maasta ydinenergian ja SMR:ien alalla. Yhdysvalloissa NuScale:n SMR on yhdysvaltalaisen valvovan viranomaisen (NRC) lisensointiprosessissa. NuScale on esitelty tarkemmin aikaisemmin tässä raportissa. Yhdysvalloissa ollaan siirtymässä myös käytännön toimiin SMR:ien suhteen. Utah Associated Municipal Power Systems suunnittelee 12-moduulisen NuScale-SMR -voimalan käyttöä Idahon kansallisen laboratorion (INL) alueella. Laitoksen on tarkoitus valmistua 2020-luvun puolivälissä. Huhtikuussa 2019 NRC on myöntänyt varhaisen luvan ydinvoimalan rakentamiselle Clinch Riveriin Tennesseen osavaltioon. NuScale on myös selvittämässä mahdollisuuksia käyttää teknologiaansa Kanadassa, Jordaniassa ja Romaniassa. Romaniassa Nuscale on solminut sopimuksen romanialaisen ydinvoimalaoperaattori Nuclearelectrican kanssa. Tarkoituksena on arvioida NuScale-SMR:ien sijoittamista Romaniaan. Sopimuksen puitteissa tapahtuu taloudellisen ja teknologisen tiedon vaihtoa. (Dalton, 2019c; IEA, 2019; Kraev, 2019) NuScalen sertifiointiprosessi on edennyt Yhdysvalloissa suotuisasti. Heinäkuussa 2019 uutisoitiin laitoksen arviointiprosessin läpäisseen vaiheet 2 ja 3 kuusi viikkoa aikatauluja edellä. Yhdysvaltojen ydinviranomaisen NRC:n (Nuclear Regulatory Commission) arviointiprosessin toinen vaihe sisältää turvallisuusarviointi-raportin julkaisun ja kolmas vaihe sisältää neuvoa-antavan komitean arvion sekä vaiheen kaksi raportista että NuScalen sertifiointihakemuksesta. (Dalton, 2019c) Yhdysvaltain asevoimat ovat ilmaisseet kiinnostuksensa liikuteltavia mikroreaktoreita kohtaan. Ne voisivat tukea asevoimien sijoittamista ja auttaa asevoimia tyydyttämään energiantarpeitaan niin kehittyneemmillä kuin myös vähemmän kehittyneillä alueilla. Maanteitse tai ilmateitse kuljetettavat pienet ydinreaktorit ovat armeijan selvityksen mukaan transformatiivinen teknologia, joka mahdollistaa 1 10 MW sähkötehon toimittamisen vuosien ajaksi ilman polttoainekuljetuksia. Tällainen reaktori olisi täysin autonominen, pystyisi seuraamaan verkon kuormaa eikä sen ydin voisi sulaa. Asevoimat huomauttavat, että sotatoimialueella polttoaineen ja juomaveden kuljetuksessa sataa saattuetta kohden menetetään neljä henkeä. Mikroreaktorien polttoaineen on tarkoitus olla käyttökelvotonta niin ydinaseisiin kuin terroristien likaisiin pommeihin. Nuclear Energy

47 47 Institute arvioi ensimmäisen ydinreaktorin tuottaman energian kustannukseksi 0,14 0,41 USD/kWh, mikä olisi samaa tasoa dieselgeneraattorien kanssa. Myöhempien reaktorien tuottaman sähkön kustannus olisi 0,09 0,33 USD/kWh. Kustannusten vaihtelu johtuu eroista kuljetuksessa, sijoituspaikan olosuhteissa, teknologiassa, oppimisen vaikutuksessa ja omistusjärjestelyissä. Myös NASA on kiinnostunut mikroreaktoreista avaruustutkimusta varten. (Dalton 2019g) Yhdysvalloissa on kiinnostusta oman ydinteollisuuden kehittämiseen, minkä puitteissa SMR:t ovat saaneet osakseen erityishuomiota. Tämän taustalla on toive niiden käyttämisestä käytöstä poistettavien hiilivoimaloiden korvaajina. Yhdysvaltalaisia kehityksen alla olevia SMR:iä ovat mm. NuScale, mpower, Westinghouse SMR ja Holtec. Yhdysvaltain energiaviranomainen (DOE) on antanut 452 miljoonan tuen mpowerille ja NuScalelle T&Kohjelmaa ja lisensointia varten. Kuitenkin jotkut johtavat SMR-kehittäjät ovat viime aikoina vetäytyneet hankkeistaan. (OECD, 2016) Yhdysvalloissa on 60 GWe edestä ennen vuotta 1975 rakennettuja hiilivoimaloita, joiden sähköteho on MWe. SMR:t sopisivat kokonsa puolesta korvaamaan näitä voimaloita, jotka sammutetaan vuoden 2020 jälkeen ympäristövaatimusten vuoksi. Viidessätoista osavaltiossa SMR:t olisivat kilpailukykyisiä, jos niiden rakennuskustannukset saataisiin pysymään noin 4000 USD/kW:ssä. (OECD, 2016) Näin ollen SMR:ien kehittämistä Yhdysvalloissa ajavat eteenpäin monet eri kansallisen tason tavoitteet. SWOT: Liiketoiminnallinen ja yhteiskunnallinen näkökulma SWOT-analyysissä eritellään tarkastelun kohteen vahvuudet ja heikkoudet sekä sen tuottamat mahdollisuudet ja siihen kohdistuvat uhat. Tässä analyysissä on rinnakkain analysoitu sekä SMR:iä teknologiana että Suomen ja suomalaisen elinkeinoelämän valmiuksia SMR:ien suhteen. Vahvuudet SMR:illä on useita vahvuuksia. Niiden avulla voidaan tuottaa energiaa hiilineutraalisti ja ilman hiukkaspäästöjä, mikä on etu suhteessa polttoon perustuviin energiantuotanto-muotoihin. Ne tuottavat energiaa tasaisesti, luotettavasti ja ennustettavasti, mikä on etu suhteessa uusiutuviin energianlähteisiin, joiden tuotanto vaihtelee olosuhteiden mukaan. Modulaarinen rakenne yhdessä sarjatuotannon etujen kanssa tekee niistä hallitumpia ja rajatumman kokoisia investointeja suhteessa perinteisiin ydinvoimaloihin. Suomen vahvuudet SMR:ien suhteen ovat suomalaisen yhteiskunnan poikkeuksellisen myönteinen suhtautuminen ydinvoimaan, suomalaisen turvallisuuskulttuurin hyvä maine ja suomalaisten kokemus ydinvoimasta. Ydinjätehuollon ratkaisut korottavat myös Suomen kansallista profiilia ydinvoima-alalla. Lisäksi suomalaisella teollisuudella on kokemusta, jota voidaan hyödyntää SMR:ien tuotannossa. Selviä aloja, jotka voivat SMR-hankkeisiin osallistua ovat mm. telakka- ja konepajateollisuus.

48 48 Heikkoudet SMR:illä on myös heikkouksia. Niissä käytetyt ratkaisut ja sovellukset ovat monin paikoin uusia ja niiden etuja ei ole vielä voitu vahvistaa. Akademik Lomonosovia lukuunottamatta SMR-laitoksia ei ole tehty, joten KLT-40S-reaktoria lukuunottamatta SMR-reaktoreiden ensimmäisiä prototyyppi-laitoksia ei ole. Sarjatuotannon etujen saavuttaminen on vielä epävarmaa, sillä se riippuu tulevista tilausmääristä ja tuotantomenetelmistä. Näillä näkymin SMR:t kuitenkin menettäisivät mittakaavaedut ( suuruuden ekonomian ), joka on tähän asti johtanut entistä suurempien laitosten tekemiseen. Sarjatuotannon edellyttämät laitokset vaativat suuria etukäteisinvestointeja, joille voi olla vaikea löytää sijoittajia. Lisäksi SMR:iin sisältyy kaksi liiketoimintaa: reaktorien ja voimaloiden tuottaminen sekä energian tuottaminen SMR:ien avulla. Molempien on oltava kannattavia, jotta SMR:iä tilataan ja saadaan sijoittajia hankkeille. Puuttuva sääntely lisää epävarmuutta, sillä ei voida tietää, voiko turvallisuusvaatimukset saavuttaa kilpailukykyisellä hinnalle. Sarjatuotanto myös altistaa SMR:t tyyppivioille, joilla voi olla arvaamattomia vaikutuksia, mikäli reaktoreita on jo ehditty ottaa useita kappaleita käyttöön. Lisäksi reaktorin osuus ydinvoimalan kustannuksista on rajattu, noin %, joten kustannussäästöjen aikaansaaminen edellyttää myös muun rakentamisen ja toiminnan uudelleenarviointia. Suomen erikoispiirteet vaikeuttavat SMR:ien hyödyntämistä. Pienet asutuskeskukset tekevät SMR:ien hyödyntämisestä kaukolämmön tuotannossa vaikeata, sillä käytännössä katsoen vain pääkaupunkiseudulla ja muutamassa muussa kaupungissa on riittävän suuri kysyntä kaukolämmölle, jotta se vastaisi jotakin SMR-laitostyyppiä. Suurimpaan osaan Suomen kaukolämpöverkoista tarvittaisiin mikroreaktoreita, jollaisia ei ole vielä lisensoitu. Toistaiseksi ydinvoimalaki vaatii Valtioneuvoston periaatepäätöksen lämpöteholtaan yli 50 MW laitoksiin, jollaisia kaikki lähiaikoina valmistuvat SMR:t olisivat. Suomalaisyrityksien liiketoimintamahdollisuuksia SMR:iin liittyen ei ole vielä systemaattisesti kartoitettu tämän selvityksen esityksien lisäksi. Ei ole myöskään olemassa suomalaisyrityksen verkostoja tai klustereita, jotka olisivat valmiita linkittymään jonkin kansainvälisen toimijan alihankintaverkostoon. Mikäli sellainen halutaan, tulee toimiin ryhtyä pian. Mahdollisuudet SMR:t mahdollistavat hajautetun energiantuotannon ja niitä voidaan käyttää monipuolisesti tuottamaan myös muutakin kuin sähköä. Niiden avulla voidaan saavuttaa ilmastotavoitteita, mikäli ne yleistyvät ja niiden käyttöönotto onnistuu. Suomessa SMR:iin kohdistuu mahdollisuuksia liittyen Antti Rinteen hallitusohjelman lausuntoihin ja Suomen kansallisten ilmastotavoitteiden vuoksi. SMR:t tarjoavat liiketoimintamahdollisuuksia suomalaiselle telakka-, konepaja- ja teknologiateollisuudelle, kuin myös muille aloille. Vientimahdollisuudet ovat huomattavat, erityisesti mikäli suomalaisyritys pääsee jonkin kansainvälisen toimijan alihankintaketjuun. Toteutuessaan SMR:iin liittyy suuri liiketoimintapotentiaali, sillä kokonaismarkkinan

49 49 kokoarviot globaalisti ovat satoja miljardeja dollareita. Ne mahdollistavat laaja-alaisen yhteistyön yhteiskunnassa liike-elämän, tutkimuslaitosten ja korkeakoulujen välillä. Laajaalainen yhteistyö yhteiskunnan, teollisuuden ja ydinvoima-alan vakiintuneiden toimijoiden välillä on tarpeen, jotta suomalaisyrityksillä olisi mahdollisuus saada osa SMR:ien markkinapotentiaalista jonkun SMR-valmistajan alihankintaketjuun pääsemällä. Selkein mahdollisuus lyhyellä aikavälillä liittyy todennäköisesti kelluvien lauttojen valmistamiseen alihankintana, sillä siinä voitaneen hyödyntää pitkälle olemassaolevaa osaamista samalla kun suomalaisen SMR:iin liittyvän viranomaissääntelyn keskeneräisyyteen liittyvät puutteet voidaan sivuuttaa. Se voisi mahdollistaa jopa suomalaisen valvontaviranomaisen perehtymisen SMR:ien rakentamiseen, mikä voisi auttaa kotimaisen sääntelyn laatimisessa. Uhat SMR:iin kohdistuu myös uhkia. Yleinen mielipide globaalisti suhtautuu kielteisesti ydinvoimaan. Vaikka Suomessa ilmapiiri yleisesti voikin olla myönteinen, paikallisten suhtautuminen ydinvoiman sijoittamiseen heidän lähelleen voi olla kielteinen. Tämä uhka korostunee etenkin kaukolämmön tuotannossa. Puutteellinen sääntely ja sääntelyn lopulta toteutuessa liian tiukat turvallisuusvaatimukset voivat estää SMR:ien kaupallisen hyödyntämisen. Mahdolliset ongelmatilanteet, joko SMR:ien uuden teknologian vuoksi tai ydinonnettomuuden muodossa, voivat pysäyttää ydinvoimaan kohdistuvat panostukset vuosiksi ja johtaa arvaamattomiin muutoksiin poliittisessa ympäristössä. Tästä ovat esimerkkinä Fukushiman ydinonnettomuuden jälkimainingit, ydinvoimaloiden sulkeminen Saksan Energiewenden yhteydessä ja Tšernobylin ydinonnettomuuden voimakas vaikutus ydinvoimakeskusteluun. Uudet toteutustavat, kuten kelluvat laitokset, voivat johtaa uudenlaisiin onnettomuuksiin, joilla voi olla arvaamattomat seuraukset yleiseen keskusteluun ja mielipiteeseen. Hajautettu sijoittaminen vaikeuttaa myös ydinsulkusopimuksiin liittyvää valvontaa, kun ydinmateriaalia on useammissa paikoissa ja maantieteellisesti laajalla alueella. Suomen SMR-hankkeisiin liittyy myös useita uhkia. Muut SMR:istä kiinnostuneet maat ovat jo ratkaisevasti pidemmällä Suomeen nähden. Kaikki nämä maat ovat joko suurvaltoja tai johtavia teollisuusmaita ja niiden SMR-hankkeiden taustalla on jopa kymmenien vuosien kehitystyö. Etenkin oman SMR:n suunnittelua pitävät suurena haasteena jopa Iso-Britannian ja Kanadan kaltaiset johtavat ydin- ja teollisuusmaat ja ne harkitsevat suuremman toimijan oheen lyöttäytymistä. Tilanne herättää useita kysymyksiä. Missä määrin suomalainen reaktori voi onnistua, jos G8:aan kuuluvat Kanada ja Iso-Britannia suhtautuvat skeptisesti edellytyksiinsä oman reaktorin suunnittelussa? Mikä on suomalaisyritysten etu isomman toimijan alihankintaverkostoon pyrkiessä suhteessa esimerkiksi kanadalaisiin, brittiläisiin ja vaikkapa ranskalaisiin yhtiöihin? Näin on etenkin, mikäli tarkastelun piiriin otetaan näiden maiden koko potentiaalisena markkinana SMR:ille ja niiden (ydin)teollisuuden koko, puhumattakaan poliittisista kysymyksistä.

50 50 Lisäksi mikä tahansa SMR-hanke on verrattavissa mihin tahansa liiketoimintaan ryhtymiseen sikäli, että siihen sisältyy riski tuoton vaihtelusta ja jopa hankkeen epäonnistumisesta. Tällaisessa tapauksessa on tarkoituksenmukaista punnita varovaisesti panoksen ja tuotoksen suhdetta, mutta ei pidä toisaalta unohtaakaan SMR:ien tarjoamia huomattavia taloudellisia mahdollisuuksia, mikäli ne toteutuvat.

51 51 5. Talouden näkökulma, toteutusvaihtoehdot ja visiot SMR:ien markkinanäkymät OECD:n raportin korkean kehityksen skenaariossa vuoteen 2035 mennessä rakennetaan jopa 21 GW sähkötehon edestä SMR:iä. SMR:ien luonne tekee niistä sopivimpia nichemarkkinoille, joilla kaikki energiantuotantotavat ovat kalliita ja vaikeasti toteutettavia. Tällaisia ovat esimerkiksi syrjäseudut, eristyksissä olevat paikat ja saaret. Toisaalta tällaiset nichet ovat luonteeltaan ainutlaatuisia, mikä voi vaikeuttaa standardoinnin toteuttamista. Perinteisillä markkinoilla SMR:t voivat myös pärjätä keinoin, joita on kuvailtu tämän selvityksen ensimmäisessä luvussa. (OECD, 2016) SMR:ien taloudelliselle kilpailukyvylle on olennaista saada riittävästi tilauksia, jotta sarjatuotannon etuja päästään hyödyntämään. Tehdasvalmistuksen saaminen kustannustehokkaaksi vaatisi SMR-valmistajien mukaan vähintään 5 15 voimalan rakentamista. SMR:ien tapauksessa onkin oikeastaan kaksi liiketoimintaa: energiantuotanto ja SMR:ien valmistus. (OECD, 2016; EY; MIT) Jotta kumpikin menestyisi, SMR:ien täytyy tuottaa sähköä, lämpöä ja muita oheistuotteitaan kannattavasti, ja SMR:ien valmistamisen on oltava kannattavaa liiketoimintaa, jotta sijoittajat kiinnostuisivat niiden valmistamisesta. Tämä asettaa paineita SMR:ien rakennuskustannusten alentamiselle, jotta niistä tulisi kiinnostava ja kannattava vaihtoehto energiantuotantoon. SMR:ien käyttöönottoon jossakin maassa vaikuttavat monet seikat, jotka liittyvät sijoitusvaltioon, SMR:n hankkivaan energiayhtiöön, SMR-toimittajaan, yleiseen yhteiskunnalliseen tilanteeseen ja kilpailuympäristöön. Ydinvoimaloiden käyttöönottaminen edellyttää maalta omaa ydinohjelmaa, mikä rajaa SMR:ille mahdollisia markkinoita. Lisäksi muita kansallisen tason vaikuttavia asioita ovat BKT, sähkönkulutus henkeä kohden, julkisen talouden luottoluokitus, energiantuotannon omavaraisuus, ympäristö- ja ilmastopolitiikka, jäsenyys IAEA:ssa ja ydinsulkusopimuksiin osallistuminen. Ydinvoimalan käyttöönottavan energiayhtiön kannalta tärkeitä seikkoja ovat sen rahoituslähteet, sähkömarkkinan hintataso sekä sähköverkon piirteet, kuten koko, laatu, kapasiteettiaste ja muiden verkkoon liitettyjen laitosten koko. SMR-toimittajien osalta vaikuttavia seikkoja ovat teknologian valmius ja demonstraatio, laitostoimittajan omat taloudelliset voimavarat, hankintaketjun valmiustaso ja kilpailukyky. Yleisen tason haasteita SMR:ille muodostavat ydinvoimaan kohdistuvan sääntelyn tuottamat esteet, julkinen mielipide, sijoitusmaan infrastruktuuri, sopivien sijoituspaikkojen rajallisuus, ydinvoimalalle sopivan henkilöstön löytäminen ja kouluttaminen sekä tulevan tuotannon määrän arviointi tuotantolaitosten taloudellisen käyttöajan ja poistojen määrittämiseksi. Kilpailuympäristöön liittyvät tekijät ovat markkinan sääntelyn aste, kilpailevat energiantuotantomuodot ja järjestelmävaikutukset. (OECD, 2016) Kansallisesti tärkeä SMR:ien tarpeen synnyttäjä on suuri tarve kotimaassa tuotetulle sähkölle. Tämän taustalla voi olla sähköverkon ulkopuolella olevan väestön suuri määrä, suuri sähkönkulutuksen tai talouden kasvu tai pyrkimys kohentaa valtion energiaomavaraisuutta. (OECD, 2016)

52 52 SMR:ille esitetään kolmea mahdollista markkinaa. Ensinnäkin SMR:ien nähdään mahdollisesti korvaavan käytöstä poistuvia hiilivoimaloita. Näin on varsinkin Yhdysvalloissa. Tällöin niiden suhteellisesti matalammat käytön ajan kustannukset ovat keskeinen kilpailuetu. Toiseksi ne voivat kilpailla suoraan suurempien ydinvoimaloiden kanssa, jolloin niiden keskeisin etu voi olla poikkeava käyttöönottotapa, joka johtaa matalampiin rahoituskustannuksiin. Kolmas markkina niille on jo aikaisemmin mainittu niche-markkina. Niche-markkinan ongelmia ovat markkinan pienen koon vähentämät sarjatuotantomahdollisuudet, syrjäseutujen poikkeusolojen vaatima räätälöinti ja syrjäseutujen vähäinen määrä maissa, joilla on ydinohjelma. Käytännössä ainoat tällaiset maat ovat Kanada ja Venäjä. (OECD, 2016) Optimistiset arviot esittävät ydinvoiman kapasiteetin kasvavan jopa 300 GWe vuoteen 2035 mennessä. Tällöin jopa 9 % tästä uudesta kapasiteetista, noin 21 GWe, voisi tulla SMR:istä. Tällöin noin 3 % maailman 700 GW:n kokonaisydinvoimakapasiteetista vuonna 2035 olisi SMR:iä. Tämä OECD:n analyysi ei ota huomioon SMR-tekniikan tuomia mahdollisia muutoksia markkinassa, jolloin SMR:ien kysyntä voi ratkaisevasti muuttua. (OECD, 2016) Huomattavasti optimistisempiakin SMR-markkina-arvioita on esitetty; vuonna 2014 Iso-Britanniassa tehty selvitys arvioi SMR-markkinan kooksi vuoteen 2035 mennessä GW. (NNL, 2014) Kuva 22. SMR:ien jakautuminen alueittain vuonna 2035 optimistisen ja pessimistisen skenaarion mukaan. Lähde: OECD, 2016.

53 53 SMR:ien sähköteho on tyypillisesti välillä MW. Näin ollen OECD:n optimistinen arvio tarkoittaisi SMR:n rakentamista vuosina Tällöin SMR-tehdas voi toimia kilpailukykyisesti. Kilpailukykyinen toiminta edellyttää kuitenkin vain muutamaa kaupallisessa sarjatuotannossa olevaa SMR-mallia. Näin ollen kaikki käynnissä olevat SMRhankkeet eivät voi edetä kaupalliseen sarjatuotantoon asti. (OECD, 2016) Black et al. (2019) esittävät tutkimuksessaan 12-moduulisen NuScale-SMR:n rakentamisen maksavan yhteensä noin 2,5 miljardia Yhdysvaltain dollaria. Näin yhden kilowatin hinnaksi saadaan noin 3470 USD. Tästä voidaan päätellä yhden gigawatin hinnan olevan miljoonakertainen (1 GW = 1000 MW = kw), jolloin yhden SMR:n tuottaman gigawatin voidaan odottaa maksavan USD, eli 3,47 miljardia Yhdysvaltain dollaria. Näin ollen (OECD, 2016) esittämä optimistinen skenaario SMR:ien 21 GW sähköntuotannosta vuoteen 2035 mennessä tarkoittaisi 72,87 miljardin USD:n markkinoita. Vuosittainen markkinapotentiaali aikavälillä yksinkertaisen jakolaskun avulla laskettuna olisi näin ollen 4,858 miljardia dollaria, kun rahan arvon muutoksia oteta huomioon. Oletettavaa on, että markkinapotentiaali ei ole tasainen vuosittain, vaan seuraa S-käyrää, kun SMR:ien kysyntä kasvaa teknologian kypsyessä, sen toimivuuden varmistuessa ja kustannusten laskiessa. Edellä esitettyihin lukuihin sisältyy kuitenkin rajoituksia. Black et al. (2019) arvioivat tutkimuksessaan NuScale-voimalan rakentamisen kustannuksia ja muut SMR:t voivat vastaavasti maksaa enemmän tai vähemmän. Näihin kustannuksiin ei myöskään sisälly voimalan tulevalle omistajalle koituvia luvituskustannuksia, maa-alueiden ostoa, eikä muita vastaavia kustannuksia. Kaikki näihin liittyvä palveluiden ja tarvikkeiden myynti ei myöskään sisälly em. lukuihin, kuten ei myöskään SMR-laitostoimittajan voitto. Kuitenkin kustannusten arviointi mahdollistaa alihankkijoiden liiketoimintamahdollisuuksien suuruuden haarukoimisen. Yhtiö itse arvioi ensimmäisen laitoksensa rakentamisen maksavan 3 miljardia kokonaisuudessaan (NuScalen www-sivut.) Lisäksi, kuten edellä todettiinkin, OECD (2019) esittää SMR:ien osuuden osana ennustettua ydinvoima-alan uudisrakennusta. Näin arviosta jää puuttumaan mahdollisuus sille, että erilaisen luonteensa vuoksi SMR:t voivat lisätä koko ydinvoimalla tuotetun energian osuutta suurten ydinvoimaloiden osuuden kannibalisoimisen sijaan. Kuitenkin annetuissa puitteissa OECD:n raportti ilmaisee 21 GWeluvun toteutumisen vaativan onnistumisia SMR:ien suhteen ja arviota pidetään optimistisena. Kuten aikaisemmin todettiin, vuonna 2014 Iso-Britanniassa tehty selvitys, joka perustui toisenlaisiin lähtökohtiin, arvioi SMR-markkinan kooksi vuoteen 2035 mennessä GW, arvoltaan miljardia USD vuoden 2014 keskikurssin mukaan laskettuna. (NNL, 2014) Iso-Britannian hallituksen ydinteollisuusstrategiassa mainitaan koko ydinvoimasektorin uudisrakentamisen arvoksi vuodesta 2018 vuoteen 2035 mennessä 1,6 triljoonaa Yhdysvaltain dollaria, samalla kun 4,7 miljardia käytetään vuosittain ylläpitoon ja 130 miljardia ydinjätteiden käsittelyyn ja käytöstäpoistoon. (Iso-Britannian hallituksen ydinteollisuusstrategia, 2018) Lukuja yhdistelemällä 1,6 triljoonan uudisrakentamisesta % ydinvoiman uudisrakennuksesta tulisi SMR-voimaloista. Tämän arvion toteutuminen tarkoittaisi huomattavasti suurempia markkinoita. Lisäksi vuoteen 2035 mennessä

54 54 juomaveden puhdistaminen voi joidenkin arvioiden mukaan tarjota jopa satojen miljardien dollareiden markkinan, mihin SMR:t voivat osallistua, jos ne suunnitellaan juomaveden puhdistusta silmälläpitäen (NNL, 2014) Kanadan valtion SMR-hankkeiden tiekartan taloudellinen työryhmä on myös arvioinut SMR-markkinan kokoa. He arvioivat SMR:illä olevan vuosittain 112 miljardin Yhdysvaltain dollarin arvoiset potentiaaliset markkinat vuosina He arvioivat Kanadan voivan saada tästä markkinasta 0,75 2,6 miljardin vuotuiset vientitulot. Kanadalaisten arvion perustana on ajatus siitä, että osa vuoteen 2040 mennessä hiiltä ja kaasua energiantuotantoon käyttävästä GWe -kapasiteetista korvautuisi SMR:illä, joita IEA ei ole huomioinut aikaisemmassa mallinnuksessaan. Lisäksi off-gridratkaisut, kaivokset ja raskas teollisuus sisältyvät tähän kanadalaisten arvioon, jota he luonnehtivat varovaiseksi. Markkina voi olla suurempikin, mikäli SMR:t onnistuvat kaupallisesti ja maailmassa luovutaan fossiilisesta energiasta. Pienenkin markkinasiivun saaminen tarkoittaisi miljardien vientituloja kanadalaisyrityksille. (A Call to Action, 2018; EFWG, 2018) Markkinoista esitetyt luvut vaihtelevat voimakkaasti keskenään. Niille on kuitenkin yhteistä suuri mittakaava. Kaikki arviot viittaavat kymmenien, jopa satojen miljardien eurojen markkinoihin, joista SMR-kilpajuoksuun osallistuvat valtiot haluavat oman osansa. Myös suomalaisyrityksille huomattava potti sisältää liiketoimintamahdollisuuksia, mikäli suomalaisyritysten verkosto saadaan jonkun SMR-toimijan alihankintaverkostoon mukaan. Seuraavaksi esitellään ydinvoiman ja siten myös SMR:ien tarjoamia liiketoimintamahdollisuuksia suomalaisen elinkeinoelämän toimijoille. SMR:n tuottamat liiketoimintamahdollisuudet eri alojen yrityksille Ydinvoima-alan hankkeet tarjoavat liiketoimintamahdollisuuksia monien eri alojen yrityksille. Ydinvoimalassa on ydinkriittisten osien lisäksi runsaasti muita osia ja rakenteita, joiden toimittaminen vastaa hyvin pitkälle minkä tahansa teollisuuslaitoksen rakentamista. Alla oleva kuva havainnollistaa ydinvoimalaitoksen eri osia, jotka reaktorisydäntä lukuun ottamatta tarjoavat liiketoimintamahdollisuuksia suomalaisyrityksille. Kuva 23. Ydinvoimalan toiminnalliset osat. Lähde: VTT: Tulkki, Ville

55 55 Ydinvoimalaitokset ovat suuria teollisuuslaitoksia, joiden rakentaminen vaatii monenlaista osaamista. Kuten muualla tässä selvityksessä onkin todettu, pienet modulaariset ydinreaktoritkin ovat satojen miljoonien hankkeita. Näin ollen liiketoimintamahdollisuuksia löytyy rakennusyhtiöille, konepajoille, suunnittelutoimistoille, henkilöstövuokrausyhtiöille, maanrakennusalan toimijoille, tietotekniikan ja tietojärjestelmien toimittajille ja asiantuntijoille ja talousalan palveluita tarjoaville yrityksille. Ydinvoimaan liittyen keskeisimmät erot liittyvät lähinnä dokumentaatioon tuotteiden itsensä ollessa (ainakin hyvin pitkälti) samankaltaisia verrattuna muita käyttökohteita varten valmistettujen tuotteiden kanssa. Esimerkiksi voimalaitoksen yhteyteen rakennettavien sosiaalitilojen ja konttorirakennusten rakentaminen ei käytännössä poikkea muista vastaavista rakennuksista. Ydinvoimalan rakentamisen turvallisuus-, dokumentaatio- ja muiden vaatimuksien erityispiirteitä on käsitelty tarkemmin FinNuclear ry:n ELLENoppimisympäristössä. Ydinvoima-alan luonne muuttuu voimakkaasti, kun SMR:ien valmistukseen liittyviä innovaatioita otetaan käyttöön. Aikaisemmin ala on muistuttanut rakennusteollisuutta toimintatavoiltaan ja käytännöiltään. Sarjatuotannon vaikutuksesta ydinvoimatoimittajan alihankkijana toimiminen voi alkaa muistuttaa perinteisemmän valmistavan teollisuuden tai konepajateollisuuden alihankkijan roolia, jolloin alihankkija toimittaa komponentteja moduuleita valmistavalle yritykselle. (MIT, 2018; EY, 2016) Sarjatuotantovaiheessa moduulitehtaat tarvitsevat vakiintuneen alihankkijaverkoston ja toimitusketjun, johon mukaan pääseminen tarjoaa yritykselle mahdollisuuden vakaampaan tulovirtaan ja hyvinkin pitkäkestoisiin yhteistyösuhteisiin verrattuna perinteiseen kertaluonteiseen ydinvoimalan rakentamiseen. Toki nämäkin kertaluonteiset hankkeet ovat olleet pitkäkestoisia, mutta sarjatuotantona toimiva moduulitehdas tarvitsee toistuvasti samoja komponentteja, mikä mahdollistaa sarjatuotannon etujen hyödyntämisen, etenkin jos SMR:ien sarjatuotantoluonne huomioidaan esim. dokumentaatiovaatimuksia keventäen. Moduulien valmistuksen otaksutaan tapahtuvan joko telakoilla tai tarkoitusta varten rakennettavilla tehtailla. Telakkateollisuudella on aikaisempaa kokemusta suurten, modulaaristen kohteiden rakentamisesta, mikä tekee telakoista potentiaalisia paikkoja SMR:ien moduulien rakentamiselle. (MIT, 2018; EY, 2016) SMR-moduulien valmistuslaitosten rakentaminen, varustaminen ja ylläpito tarjoavat myös omalta osaltaan uudenlaisia ja monipuolisia liiketoimintamahdollisuuksia. Lisäksi moduulien tuottaminen itsessään on liiketoimintamahdollisuus siihen investoivalle yritykselle. Esimerkiksi jokin suomalaisista telakoista voisi laajentaa liiketoimintaansa soveltamalla laivanrakennuskokemustaan moduulien rakentamiseen, tai Suomeen voitaisiin yrittää saada jonkun SMR-toimijan moduulitehdas. Kelluvien ydinvoimaloiden runkojen valmistaminen niitä tuottavan tahon alihankkijana voi olla kiinnostava liiketoimintamahdollisuus jollekin suomalaistelakalle. Tätä mahdollisuutta esitellään tarkemmin raportin offshore-sijoittamista käsittelevässä osassa ja sitä on tuotu esiin myös Akademik Lomonosovia käsitelleessä osuudessa.

56 56 Ydinvoimarakentamisen kustannusjakauma ja markkina-analyysi Perinteisen ydinvoiman rakentamiselle esitetään World Nuclear Associationin verkkosivuilla seuraavissa taulukoissa esitetty keskimääräinen kustannusjakauma. Näiden lukujen soveltamiseen tulee suhtautua varauksella, sillä ne ovat globaaleja keskiarvoja, joten niissä ei oteta huomioon eri maiden toisistaan poikkeavia palkka- tai hintatasoja eikä sääntelyympäristöä. Toinen jaottelu on tehty toiminnoittain ja toinen kustannuserittäin. Taulukko 1. Ydinvoimalaitoksen rakentamisen kustannusjakauma toiminnoittain, Lähde: WNA 2016, s. 36 Taulukko 2. Ydinvoimalaitoksen rakentamisen kustannusjakauma kuluerittäin. Lähde: WNA 2016, s. 36 Kuten taulukosta 1 voidaan nähdä, ydinvoimalan rakentaminen sisältää monia eri toimintoja. Nämä tarjoavat runsaasti liiketoimintamahdollisuuksia monien eri alojen suomalaisille yrityksille. Taulukko 2 taas tarjoaa toisen näkökulman kuvatessaan eri kuluerien suhteellisia osuuksia. Ydinsaarekkeen sisältämä ydinhöyryn tuottojärjestelmä (NSSS, Nuclear Steam Supply System) on ainoita ydinvoimalaitoksen osia, jonka toimittamiseen suomalaisyritykset eivät kenties voi osallistua. Luonnollisesti polttoaineeseen liittyvät kulut ovat myös suomalaisyritysten mahdollisuuksien ulkopuolella. Koska näiden yhteenlaskettu

57 57 osuus on vain 17 %:n luokkaa ydinvoimalan kokonaiskustannuksista, suomalaisyrityksille liiketoimintamahdollisuuksia tarjoaa lähes 80 % ydinvoimalan kustannuksista. NuScale:n 12-moduulisen 684 MW-tehoisen voimalan kokonaishinnaksi esitetään kolmea miljardia Yhdysvaltain dollaria. (NuScale Powerin www-sivut) Taulukossa 3 esitetään tämän voimalaitoksen kustannusjakauma yllä esitettyjen kustannuslukujen perusteella. Samalla ekstrapoloidaan markkinaluvut käyttämällä perusoletuksena tilannetta, jossa kaikki maailman SMR-potentiaali tyydytettäisiin NuScale-voimaloilla. Analyysin mukaan SMR:ille olisi tarjolla maailmanlaajuisesti miljardin USD:n markkinat. Analyysin tuloksiin tulee suhtautua varauksella, koska WNA:n kustannusjakaumat on laadittu perinteiseen ydinvoimarakentamiseen liittyen. Modulaarisuuden avulla pyritään keventämään juurikin ydinsaarekkeen ja turbiinisaarekkeen kustannuksia. Etäkäyttöisten voimaloiden toteutuessa muihin osiin sisältyvien sosiaali- ja huoltotilojen tarve voi vähentyä. Ydinvoimala-alueen muokkaustöiden tuottamien kustannusten voidaan arvella mahdollisesti laskevan tai kasvavan, liittyen moduulien asentamisen ja valmistamisen käytännöistä. Paikan päällä tehtävän työn osuuden voisi olettaa pienenevän valmistuksen siirtyessä tehdasolosuhteisiin. Modulaarinen valmistus voi hyvinkin kasvattaa kuljetuskustannuksien suhteellista osuutta. Taulukko 3. Analyysi SMR-markkinasta NuScale-SMR:n tietojen pohjalta eri markkinaennusteisiin sovittaen.

58 58 Huomionarvoista on se, että kustannusten pohjana käytetty 3 miljardin USD:n arvio on NuScalen arvio ensimmäisen laitoksen hinnaksi. Sarjatuotannon etujen myötä tulevien laitosten on määrä olla edullisempia. Vaarana voi olla, että markkinan arvoon syntyy ylihintaa, kun ensimmäisen laitoksen kustannuspreemio (se, miten paljon kalliimpi ensimmäinen kappale on sarjatuotanto-malliin verrattuna) kertautuu. Lukuun sisältyy puolen miljardin edestä kustannuksia, joita ei sisälly Black et al.:n tutkimuksen kustannuksiin. Tästä huolimatta markkinan rahamääräinen koko jää silti huomattavasti jälkeen NNL:n arvioimasta miljardista Yhdysvaltain dollarista. Taulukossa 4 on eritelty NNL:n arvioiden perusteella laskettu arvio kilowattihinnasta ja verrattu hintoja kahteen tarkemmin eriteltyyn SMR-hankkeeseen, NuScale-voimalaan ja Akademik Lomonosoviin. NNL:n raportissa ei kohdistettu tehoyksiköiden määrää ja markkinan rahallista arvoa, mutta varovaisen johdonmukaisuuden seurauksena molempien alempi ja ylempi arvo kohdistettiin toisiaan vasten. Taulukko 4. Kilowattikohtaisen hinnan arviointi NNL:n markkina-arvion perusteella ja sen vertailu kahden esimerkkilaitoksen kilowattikohtaiseen kustannukseen. Mielenkiintoista on NNL:n arvion tuottama ydinenergiakapasiteetin korkea kilowattihinta, joka ylittää NuScalen pilottilaitoksen arvioidun hinnan alemmallakin markkinahinnalla. Lisäksi korkeamman markkinaennusteen rahallisen arvon muutos ei ole 1:1 tehon kasvun kanssa alempaan ennusteeseen suhteutettuna. Tämä johtaa tilanteeseen, jossa ylemmän markkinan arvon perusteella laskettu kilowattikohtainen hinta on samaa tasoa budjettinsa ylittäneen Akademik Lomonosovin kanssa, kun sen 480 miljoonan dollarin hintaan lisätään vielä Pevekiin rakennetun infrastruktuurin arvioitu 78 miljoonan dollarin hinta. Tämä tarkastelu asettaa osin NNL:n antamat markkina-arviot kyseenalaisiksi, sillä SMR:t eivät voi olla varsinkaan vapailla markkinoilla kilpailukykyisiä hinnoilla, jotka ovat samaa kokoluokkaa äärioloihin rakennettavan prototyyppilaitoksen kanssa. Näin ollen seuraavissa markkinoiden kokoa erittelevissä luvuissa on käytetty maltillisempia lukuja, jotka on laskettu tätä selvitystä varten ja esitelty taulukossa 3.