“Ühes jaamas võib näiteks olla neli moodulreaktorit, millest kaks toodavad järjepidevalt elektrit, üks jälgib koormust ning neljas toodab vesinikku,” tutvustab Šveitsis ETH Zürichis tuumainseneeriat õppiv Rainer Kelk kaasaegse tuumaenergia võimalusi. Tema sõnul tähendab tuumaenergia juhtimine väikeste moodulreaktoritega sisuliselt seda, et valmis mänguauto asemel hangid hunniku legosid ning mõtled ise välja, mida nendega teed. 

Praegu jääb enamike soojuselektrijaamade kasutegur kuskile 30 protsendi juurde, ülejäänud paisatakse energiakaona atmosfääri või merre. Näiteks tuumaenergiat on võimalik väga hästi juhtida ning kasutada tuumaenergiat nii elumajadele soojuse andmiseks kui vesiniku tootmiseks. Nii on koostootmise teel võimalik energiakadu märgatavalt vähendada, mis muudaks energiakasutuse praegusega võrreldes tunduvalt efektiivsemaks.

Toome tuumajaamad inimestele lähemale ja hakkame kütma

Kui rääkida võimalustest tuumaenergia abil sooja toota, siis see tähendaks Fermi Energia stipendiaadi Rainer Kelgu sõnul inimeste hoiakute muutumist ning peljata ei tohiks elumajade ehitamist tuumajaamade ümbrusesse. Ka Helsingi on mõlgutanud mõtteid tuumajaamad inimestele lähemale tuua, et seal tekkivat energiat soojusena ära kasutada.

Lisaks saab tuumaenergiat kasutada ka merevee magedamaks muutmiseks. Praegu on kergveereaktorite auru temperatuur kuskil 300 kraadi juures, aga vee magestamiseks oleks vaja ligi 150 kraadi, mistõttu sobib tuumaenergia selleks ideaalselt.

Elektrienergiat saaks palju paremini juhtida

Kelgu sõnu saab tuumajaamades toodetavat elektrit efektiivsemalt juhtida. Selle suunamiseks on piiritult võimalusi. Kui vastavalt nõudlusele suunatakse elektrienergiat turule, siis ülejäänud elektriga võiks näiteks toota vesinikku või kasutada seda mujal, kus on samuti energiamahukas tootmine. Selleks on aga vaja väga häid süsteeme – kindel võrguoperaator ja palju erinevaid reaktoreid, mille toodetavat elektrienergiat on võimalik juhtida. 

Kelk tõi näiteks Prantsusmaa, kus on kõik need tingimused täidetud. Samas on seal reaktorite koormustegur maksimumi asemel kuskil 60 protsendi juures. “Seda toovad ka tuumavastased välja, et liiga suure osa ajast seisavad reaktorid tööta,” osutas Kelk. Üks põhjustest peitubki tema sõnul selles, et prantslased kasutavad just tuumaenergia juhitavust rohkem kui teised riigid, kus see tagab baasvõimsust.

Tegelikult on Kelgu sõnul Euroopas reeglid, mis ütlevad, kuidas peavad tuumajaamad vastavalt vajadusele koormust muutma. Reaktorid peavad suutma väljundvõimsust muuta 50-100 protsendi vahel kindlaksmääratud kiirusega – võimsuse muutus peab olema vähemalt kolm protsenti nominaalsest võimsusest minutis. Nii peab näiteks 1000-megavatine reaktor suutma oma koormust muuta vähemalt 30 megavatti minutis ning sellist muutust peab reaktor suutma teha vähemalt kaks korda päevas, viis korda nädalas või 200 korda aastas.

Sellised nõudmised annavad väga suure eelise väikestele moodulreakoritele, kuna on väga suur vahe, kas koormust peab muutma 30 megavati kaupa minutis või üheksa megavati kaupa (300 MWe võimsusega reaktori juures). Kelgu sõnul ei peaks aga tuumajaamade eesmärk ideaalis olema mitte reaktori võimsuse vähendamine, vaid tootmise jätkamisel samal võimsusele, et paremini kontrollida ning juhtida seda, kui palju ja kuhu osa elektrist suunata.

“Suurte reaktoritega on selliseid protsesse palju keerulisem teha ja nad ei sobitu nii hästi võrkudesse kui väikesed moodulreaktorid,” märkis Kelk. Väikesed moodulreaktorid on palju paindlikumad.

Miks peaks Põhjamaades kütusevardaid suvel vahetama?

Kindlasti ei tasu unustada ka tuumkütuse vahetamise tsükleid, mis toimuvad reaktorites sisuliselt igal aastal, kui vahetatakse välja umbes kolmandik kütusevarrastest. Vähemalt Põhjamaades peab selle ajastama suvekuudele, mil nõudlus elektrienergiale on väiksem. “Kui praeguste elektrihindade juures ütleks keegi, et nad peavad kütusevarraste vahetamiseks reaktori kinni panema, siis ei oleks see mitte ühestki otsast mõistlik,” rääkis Kelk. 

Ehk tuleb jälgida ja prognoosida elektrienergia tarbimist ning kütusevardaid vahetada siis, kui tarbimine on madalam.

Tuumaenergia juhitavusest on saanud kuum teema

Tuumaenergia juhitavus on aina kuumemaks muutuv teema. Näiteks moodulreaktorite tootja NuScale reklaamib juba täna oma väikeste moodulreaktorite puhul ühe funktsioonina sellist võimekust nagu NuFollow, mis tähendab Kelgu sõnul, et juhitavusest on tänaseks saamas juba eraldi müügiartikkel.

Kelk toonitas, et load-following ehk vastavalt nõudlusele koormuse vähendamine ei ole tehniliselt keeruline ja sellel ei ole mehaaniliselt mingeid väljakutseid. “Muidugi meeldib kõikidele tehnoloogiatele ja masinatele töötada stabiilselt, kuid on tõestatud, et olulist mõju koormuse muutmine reaktoritele ei avalda.” Põhiline väljakutse on just majanduslik – tuumajaamade load-following ei ole proportsionaalselt väikeste muutuvkulude tõttu nii kasumlik kui näiteks gaasijaamal. Just seetõttu olekski tuumajaamade puhul parim lahendus väljundvõimsuse suunamine või jagamine.

Pigem on tema sõnul küsimus selles, millised on suhted võrguhaldaja, tuumajaama omaniku ja operaatori vahel ning mida ootab ühiskond tuumajaamalt. “Kui me ei kasuta hetkel energiakaona õhku paisatavat kahte kolmandikku tuumaenergiat paremini ära soojuseks või muudes valdkondades, siis on see tegelikult ära visatud ressurss,” lisab Kelk.