Ydinvoima kaukolämmön tuotannossa Ville Tulkki Erikoistutkija ville.tulkki@vtt.fi VTT beyond the obvious 1
Sisältö Kaukolämpöä ydinvoimalla Nykyiset ja tulevat projektit Pienreaktorit ja niiden käyttökohteet VTT beyond the obvious 2
Kaukolämpöä ydinvoimalla 51 ydinreaktoria on tuottanut tai tuottaa kaukolämpöä Usein pieni osuus koko tuotannosta lämmöksi Lähikylien lämmitys Pitkät etäisyydet haasteellisia Muitakin lämpökäyttöjä olemassa Vedenpuhdistus Lämmin vesi maatalouskäyttöön Lämmönotto ydinvoimalasta tuttua teknologiaa Source: IAEA-TECDOC-1184 Status of non-electric nuclear heat applications: Technology and safety VTT beyond the obvious 3
Paikallista lämmöntuotantoa: 1980-luvun SECURE Reaktori vain kaukolämmön tuottamiseen Passiiviset turvallisuustoiminnot VTT 2018
Pienreaktorit Modulaarisia Pieniä SMR Ydinreaktoreita VTT beyond the obvious 5
Pienreaktoreiden käyttökohteet Off-grid Sähkö Kaukolämpö Verkon tuki Vedenpuhdistus Teollinen prosessilämpö Vedyntuotanto VTT beyond the obvious 6
Esimerkkinä NuScale Lisensoinnissa Yhdysvalloissa Source: free to use wikimedia figure https://commons.wikimedia.org/wiki/file:diagram_of_a_nuscale_r eactor.jpg VTT 2018
Alustavia tarkasteluja VTT:llä alustavia tarkasteluja ydinkaukolämmön tuottamisen taloudellisuudesta Jokin osuus kuormasta voisi olla kannattavaa ydinvoimalla Kesän matala lämmönkulutus haasteellinen suurelle ydinvoiman osuudelle Korkea rakennuskustannuksen osuus Small Modular Reactor as a Part of a District Heating System Ville Tulkki, Esa Pursiheimo, Tomi J. Lindroos, Ville Sahlberg (VTT), ANS Annual Meeting 2018 VTT 2018 8
Myös toisaalla saatu samanlaisia tuloksia: Tuore diplomityö pienreaktoreiden kaukolämpökäytöstä Market Potential of Small Modular Nuclear Reactors in District Heating K. Värri, Master s thesis Aalto University / ELEC, 20.8.2018 VTT 2018 DI-työ tehty Fortumilla
Pienreaktorit vain lämpökäyttöön Sähköntuotanto vaatii korkeita lämpötiloja Ydinreaktoreissa ei voi tulistaa höyryä korkea paine Korkea paine, paljon lämpöenergiaa isot vaatimukset laitteille Korkeat investointikustannukset Kaukolämpöön tarvitaan suhteessa matalampia lämpötiloja Pienempi vaadittu paine Matalammat vaatimukset rakenteille, turvalaitteille Vain kaukolämpöä tuottavat reaktorit voisivat olla kevyempiä, halvempia, yksinkertaisempia kuin myös sähköntuotantoon soveltuvat Menetetään monipuolisuus VTT 2018
Kiina Pohjoinen Kiina lämpeää talvisin kaukolämmöllä Suurin osa kivihiilellä Ilmanlaatu merkittävä ongelma Verkon välityskyky, hiili-chpt etuajo-oikeutettuja lämmöntuotannon vuoksi Nykyinen kansallinen suunnitelma vaatii myös ydinkaukolämmön mahdollisuuksien tarkastelua Useampi kilpaileva yritys VTT 2018
Kaukolämpöreaktorit Konseptien ja valmistajien kilpailu käynnissä DHR-400 CNNC HAPPY200 SPICRI NHR200-II CGN Allastyyppinen paineistamaton reaktori 90 C ulos, 60 C sisään. Ensimmäisen laitoksen suunnitellaan valmistuvan 11/2020 0.6 MPa systeemipaine, tuottaa ~130 C lämpöä VTT 2018 Systeemipaine kasvanut joka iteraatiolta, monipuoliset käyttökohteet. Ensimmäisen laitoksen soveltuvuusselvitys käynnissä.
Haasteet Sidosryhmien ymmärrys mahdollisuuksista ja rajoitteista Soveltuvuus systeemiin, myös lainsäädäntö Pienreaktorit Valmistajien valmius, laitosten käyttötarkoitus Yleinen hyväksyttävyys VTT 2018
Yhteenveto ja seuraava askel Vähäpäästöistä kaukolämpöä ydinvoimalla Teknologiasta pitkä kokemus Pienreaktorit avaavat mahdollisuuksia Maailmalla tapahtuu juuri nyt Business Finlandin rahoittama Co-Creation projekti pienreaktoreiden lämpökäytön mahdollisuuksista Alkaa lokakuussa, kerätään konsortiota varsinaiseen BFhakuun Loppukäyttäjiä, laitetoimittajia, teknologian kehittäjiä Lisätietoja ville.tulkki@vtt.fi VTT beyond the obvious 14
Kiitos VTT 2018 15