Väikesed moodulreaktorid – võti kaasaegsete tuumatehnoloogiate kasutuselevõtuks

Vaadates Eesti süsinikneutraalset energiavajadust, siis on Kalev Kallemetsa arvates vaja Eestile vähemalt kahte 300 MW reaktorit.Foto: Fermi Energia

Tuumareaktorite ehitamine on väga kallis ettevõtmine, mis vajab väga suuri investeeringuid. Rääkimata kaasaegse energiaturu nõudmistest, kus konkureerivad omavahel mitmed erinevad energialiigid. Nii on üha enam objektiivsed põhjuseid, mis räägivad väikeste moodulreaktorite ehitamise ja arendamise kasuks.

Reaktorite arendamine algas peamiselt allveelaevadel

Tuumareaktoreid on aktiivselt arendatud eelmise sajandi keskpaigast. Kui 1950ndatel arendati neid peamiselt tuumaallveelaevadel, mis kasutasid surveveereaktoreid ja nii tekkis tugev kompetents ja tootmisvõimekus. Allveelaevadel oli tuumaenergia eeliseks see, et võrreldes diisel- ja bensiinikütusel sõitvate allveelaevadega ei pidanud tuumaallveelaevad sageli pinnale tõusma. Seda seetõttu, et tuumareaktorid ei vaja õhku, vaid toodavad seda elektrolüüsiga veest. Reaktori toodetav energia võimaldab laevadel arendada kestvalt suurt kiirust ning kuna tuumkütust kulub väga vähe, siis tuleb kütust täiendada mitte nädalate vaid kümne aasta järel.

Lisaks surveveereaktoritele on olemas ka keevveereaktorid, millel on head ohutuskarakteristikud ja mida töötab täna maailmas üle 80. Nende hulgas ka meie naabrite Soome ja Rootsi põhilised reaktorid on just keevveereaktorid.

Suur tuumajaam tähendab meeletult suurt investeeringut

Lisaks erinevatele töötamismehhanismidele on tuumajaamad erinevate suurustega. Suured tuumajaamad kasvasid ühel hetkel väga suureks, mis tootsid koguni kuni 1650 MW. Suurus tähendab ka väga suurt ehituskulu ja -aega. Fermi Energia tegevjuhi Kalev Kallemetsa sõnul on tegemist lausa kolossaalse kuluga, kuhu isegi väga suured investorid ei julge oma raha panustada. 

Läänemaailmas ei ole viimasel ajal eriti suuri reaktoreid rajatud, mis tähendab, et riskid tähtaegade ja eelarve ületuseks on suured ning sellega võivad kaasneda tõsised komplikatsioonid. “Kui puudub selge riiklik toetus, siis ei ole erilist huvi suuri reaktoreid rajada” märgib Kallemets.

Väikese moodulreaktori ehitamine on odavam ja kiirem

Tulenevalt sellest, et suured tuumajaamad on kasvanud nii suureks, on lähituleviku tuumatehnoloogiate parimaks kasutuselevõtuks hakatud arendama väikeseid moodulreaktoreid, mis on oluliselt väiksema võimsusega ulatudes paarikümnest megavatist 300ni.

Tänu sellele, et väikese reaktori mõõtmed on nii palju väiksemad, saab neid kas moodulite kaupa, või tervenisti toota tehases, mitte ei pea seda ehitama jaama ehitusplatsil – sisuliselt täpselt nagu moodulmaja. See taaskord aitab vähendada kulusid ning teeb ehitusaja lühemaks, mis annab kindlustunde, et ehitus võiks valmida tähtaegadest kinni pidades. 

Oma tööpõhimõttelt on moodulreaktoriga elektrijaamad samasugused nagu suured tuumajaamad, kuid nad on nii ehituselt, ohutuselt kui ökonoomikalt väga erinevad 20. sajandi suurtest ja keerukatest tuumajaamadest. Väiksed moodulreaktoritega jaamad võtavad vähem ruumi, kuid annavad endiselt palju ja püsivalt CO²-vaba elektrienergiat.

Ka Eestisse sobib kõige paremini just väike moodulreaktor. Kui vaadata, milline nimivõimsus Eestile kõige paremini sobib, siis on Elering välja toonud 350 megavatti, mis viitab selgelt väikereaktorile.

Konkureerimine subsideeritud taastuvenergiaga

Elektriturg on võrreldes eelmise sajandi 60ndate ja 70ndatega tunduvalt muutunud. Sel ajal olid turud reguleeritud ning elektrinõudlus kasvas hästi kiiresti. “Täna peavad kõik elektritootjad omavahel konkureerima,” räägib Kallemets. 

Avatud turul pakub suur konkurentsi tugevalt subsideeritud taastuvenergia. Seda arvesse võttes on Kallemetsa sõnul väga suur risk tuua turule väga suure tootmiskoormusega tuumareaktoreid.  

“Nii on mitmed objektiivsed põhjused, mis panevad üha enam kaaluma väikereaktorite rajamist. Nende puhul on riskid väiksemad ning sobivad paremini kaasaegsele avatud energiaturule,” märgib Kallemets.

Teadmised vee baasil reaktorite kohta tõstavad nende usaldust

Väikeste reaktorite juures on väga oluline pädeva regulaatori olemasolu, kes suudab aru saada reaktori süsteemi ohutusmehhanismidest. “Euroopa regulaatorite teadmised mitteveereaktoritest on oluliselt nõrgemad kui Kanadas või USA-s, kus on seda järjepidevalt tugevalt rahastatud, et vastavat võimekust uurimisreaktoritega hoida ja arendada,” kommenteerib Kallemets. Tema sõnul on väljavaade leida Euroopast lähima kümne aasta jooksul regulaator, kes on suuteline mitteveereaktori loamenetlust menetlema, väga keeruline.

Teiseks räägib vee baasil reaktorite kasuks see, et väga keeruline on leida investorit, kes oleks valmis investeerima mitteveereaktorisse. Kallemetsa sõnul on võimalik leida investoreid reaktoritesse, millel on pikaaegne käidukogemus, usutav tarneahel ning usutav kütusetsükkel.

“Kütusetsükli puhul on mitteveereaktorite puhul teadmised täna, kuidas seda taaskasutada ja lõppladestada, oluliselt nõrgemad, kui on vajalik nende reaktorite tõsiseks äriliseks tööstuslikuks rakendamiseks,” selgitab Kallemets. Kõikide selliste uuringutega teeb Fermi Energia oma partneritega väga palju tööd, et võimalusel oleksid Eestisse rajataval väikereaktoril olemas kogemused ja lahendused, mis on väga oluline. 

Elektrinõudluse kasv tekitab defitsiiti

Kui vaadata Eestisse, siis tuleb aru saada, et Eesti ei ole eraldi elektriturupiirkond. “Pärast 2025. aastat, kui Baltikum ühendab end lahti Vene Föderatsiooni elektrivõrgust, eksisteerib faktiliselt Balti energiaturg,” rõhutab Kallemets. Selle elektrituru maht on 30 TWh. Näiteks Soome turul on see 80 ning Hollandil koguni 160 TWh.

Vaadates Eesti süsinikneutraalset energiavajadust, siis on Kalev Kallemetsa arvates vaja Eestile vähemalt kahte 300 MW reaktorit, mis teeks projekti ökonoomseks ning annaks ehk poole Eesti elektritarbimisest. “Räägime siinkohal aastast 2035, kui Euroopa Komisjoni ettepanek on, et selleks ajaks lõppeks sisepõlemismootorite müük. Sisuliselt juba kolmandik sõidukipargist peaks sõitma siis elektrienergial,” selgitab ta.

See kõik tähendab, et elektrinõudlus kasvab. “Nõudluse kasv on reaalsus kogu Euroopas, küsimus on, kui kiiresti see kasv toimub,” rõhutab Kallemets, kelle sõnul on tegelikult kogu Baltikum juba täna suures defitsiidis. “Kui võtta arvesse Narva elektrijaama tootmise sulgemise ning ka Läti ja Leedu maagaas, mis on samuti fossiilne kütus, siis on 2040. aastaks Baltikumi vajadus vähemalt neli väikest moodulreaktorit,” räägib Kallemets.

Lõppladustamiseks sobiv geoloogia

Tuumajaamade puhul ei saa üle ega ümber ka jäätmetest, mille lõppladustamise jaoks on Eestis väga hea geoloogiline sobivus. “Eesti kristalliinne aluskord asub samal Fennoskandia kilbi peal, mis Soome ja Rootsigi, kus lõppladestusjaamade ehitamist juba teostatakse või on viimases loamenetlusetapis,” selgitab Kalev Kallemets.

Mida praegu uuritakse on see, kuidas kasutatud tuumkütust ümbertöödelda, et lõppladestamist vajavate materjalide mahtu ja aktiivsust veelgi oluliselt vähendada.

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Kord nädalas

Hoolid Eesti loodusest ja tahad olla kursis keskkonnauudistega?

Saadame sulle kord nädalas ülevaate Eesti suurima roheportaali parimatest lugudest.