Pelas­ta­vatko pieny­din­voi­ma­lat suoma­lai­sen terästeollisuuden?

Outo­kumpu on ilmoit­ta­nut sitou­tu­neensa tietee­seen perus­tu­vaan 1,5 asteen ilmas­to­ta­voit­tee­seen. Vähä­hii­li­sen ener­gian osuu­den yllä­pi­tä­mi­nen ja kasvat­ta­mi­nen on yhtiölle tärkeää.

Tornion teräs­teh­das on Suomen suurin yksit­täi­nen sähkön­ku­lut­taja ja iso pääs­tö­jen lähde. Outo­kum­mun ferrochrome-liike­toi­minta-alueen johtaja Martti Sassin mukaan Torniossa käyte­tään vuosi­ta­solla sähköä 3,3 terawattituntia.

– Osa sähköstä hanki­taan pitkä­ai­kais­ten hankin­ta­so­pi­mus­ten kautta, osa mark­ki­noilta. Koko konser­nin puit­teissa hanki­tusta sähköstä 86 prosent­tia on vähähiilistä.

Outo­kum­mun hiili­ja­lan­jälki on ruos­tu­mat­to­man teräk­sen valmis­ta­jien joukossa selkeästi matalin.

– Torniossa se on yhtiömme keski­mää­räistä hiili­ja­lan­jäl­keä mata­lampi, noin 1,4 tonnia hiili­diok­si­dia per tuotettu teräs­tonni, Sassi tarkentaa.

Ener­giain­ten­sii­vi­sillä teol­li­suu­de­na­loilla tarvi­taan tuuli‑, aurinko- ja vesi­voi­man lisäksi vakaata ja pääs­tö­töntä ener­giaa. Sassi koros­taa ener­gian hinnan olevan sekä teräs- että ferrok­ro­mi­tuo­tan­nossa hyvin merkit­tä­vässä roolissa.

– Suomeen raken­ne­taan paljon sääolo­suh­teista riip­pu­vaista tuuli­voi­maa. Se on meille vaikea yhtälö. Kykymme jous­taa tuotan­nossa on hyvin rajallinen.

Outo­kumpu etsii pitkälle tule­vai­suu­teen ulot­tu­via ja kustan­nus­te­hok­kaita ener­gia­rat­kai­suja. Siksi yhtiön katse on kään­ty­nyt ydin­voi­maan. SMR-reak­to­rin (Small Modu­lar Reac­tors) käyt­tä­mi­nen ener­gia­läh­teenä on kiin­nos­tava vaihtoehto.

SÄHKÖN KORKEA HINTA JARRUTTI TUOTANTOA

Tornion teräs­teh­taan pääluot­ta­mus­mies Tommi Sauvo­lai­nen kertoo henki­lös­tön pitä­vän tärkeänä, että tuotan­toa viedään kohti vähem­pi­pääs­töistä terästä ja ferrok­ro­mia. Se turvaa työpaikkoja.

– Emme tiedä, miten sähköä riit­tää ensi talveksi. On fiksua selvit­tää pieny­din­voi­ma­lan sijoit­ta­mista tänne. Luotamme siihen, että turval­li­sin tekno­lo­gia siihen löydetään.

Teräs­teh­taalla havait­tiin viime vuonna konkreet­ti­sesti, kuinka haavoit­tuva voi tuotan­non riip­pu­vai­suus ener­giasta olla. Teol­li­suus oli ajau­tu­nut Euroo­passa vaikeuk­siin kaasu­toi­mi­tus­ten katket­tua Venä­jältä. Ukrai­nan sota oli nosta­nut sähkön hintaa rajusti.

Torniossa lykät­tiin syksyllä yhden ferrok­ro­mi­uu­nin käyn­nis­tä­mistä huol­to­tauon jälkeen sähkön korkean hinnan vuoksi. Outo­kumpu aloitti lykkäyk­sen takia muutos­neu­vot­te­lut. Niiden piirissä oli koko ferrok­ro­mi­lii­ke­toi­min­nan henkilöstö.

Meille on elinehto sellai­nen perus­e­ner­gia, jota saadaan tasai­sesti koko ajan ja kohtuuhintaan.

Sauvo­lai­nen kertoo, ettei ketään lomau­tettu. Tehtaalta kyet­tiin löytä­mään lomau­tusu­han alla olleille muita työtehtäviä.

– Uuni ajet­tiin ylös odotet­tua nopeam­min helmi­kuussa. Tuotanto palau­tui ennal­leen sähkön hinnan tasaan­nut­tua ja teräk­sen kysyn­nän piristyessä.

– Meille on elinehto sellai­nen perus­e­ner­gia, jota saadaan tasai­sesti koko ajan ja kohtuu­hin­taan, Sauvo­lai­nen tähdentää.

PIENREAKTORILLA VOI TEHDÄ MYÖS VETYÄ

LUT-yliopis­ton ydin­voi­ma­tek­nii­kan profes­sori Juhani Hyvä­ri­nen pitää Outo­kum­mun ja Fortu­min selvi­tys­han­ketta erin­omai­sena pääna­vauk­sena ja toimin­ta­mal­lina muil­le­kin teollisuusyrityksille.

– Teol­li­suu­den ener­gia­tar­peet ovat pienem­pää koko­luok­kaa. Muutama sata megawat­tia tyypil­li­sesti, sähköä tai lämpöä.

SSAB:n teräs­teh­das Raahessa on maamme suurin yksit­täi­nen pääs­tö­lähde. Synti­kuor­maan vaikut­taa hiilen polt­ta­mi­seen masuu­nissa perus­tuva teräk­sen pelkistämismenetelmä.

Voivatko pieny­din­voi­ma­lat jopa pelas­taa suoma­lai­sen terästeollisuuden?

– Ehkä. Jos niitä pääs­tään teke­mään tarpeeksi nopeasti ja mikäli niihin saadaan mukaan järke­vän hintaista vedyn tuotantoa.

– Pien­reak­to­reissa tuotet­tu­jen korkei­den lämpö­ti­lo­jen vuoksi vedyn valmis­tus on mahdol­lista. Raahessa vety­pel­kis­tyk­seen siir­ty­mistä on jarrut­ta­nut juuri vedyn teke­mi­sen kallis hinta.

Mutta mitä me tarkoi­tamme, kun puhumme SMR-reak­to­reista ja pienydinvoimaloista?

– Ydin­reak­to­reilla voi olla kolme käyt­tö­tar­koi­tusta. Tehdä sähköä, tehdä lämpöä tai saada aikaan liikettä, kiteyt­tää Hyvärinen.

Pien­reak­to­reiksi kutsu­taan sähkö­te­hol­taan alle 300 megawa­tin ydin­voi­ma­lai­tok­sia. Lovii­san voima­lai­tok­sen molem­mat reak­to­rit ovat tehol­taan yli 500 megawattia.

Pienim­mät kaupal­li­selta pohjalta kehi­tet­tä­vät ydin­voi­ma­lat ovat olleet lämpö­te­hol­taan noin 15 megawat­tia. Reak­to­reita löytyy paljon koko­luo­kassa 100–200 megawattia.

Pieny­din­voi­mala on paljon helpompi liit­tää valta­kun­nan verk­koon kuin tuuli­voi­mala tai iso ydinvoimala.

Pieny­din­voi­ma­loi­den kehit­tä­mi­selle ovat anta­neet vauh­tia pahoin viiväs­ty­neet ja kustan­nusy­li­tyk­sistä kärsi­neet isot voima­lai­tos­hank­keet kuten Olki­luoto 3 Suomessa ja Flaman­ville Ranskassa.

– Pienem­mät reak­to­rit ovat yksin­ker­tai­sem­min varus­tel­tuja. Isoi­hin voima­lai­tok­siin verrat­tuna radio­ak­tii­vis­ten ainei­den määrä on pieni. Sammu­te­tun reak­to­rin jääh­dyt­tä­mi­nen on helpompi järjestää.

– Jos ydin­reak­tori pysäh­tyy rikkou­tu­mi­sen takia, radio­ak­tii­vi­set aineet pysy­vät reaktoritilassa.

Pieny­din­voi­ma­loita ei tehdä uniik­ki­kap­pa­leina vaan sarja­val­mis­tuk­sena. Laitok­set kootaan tehdas­val­mis­tei­sista moduu­leista. Sarja­tuo­tanto alen­taa kustan­nuk­sia ja mahdol­lis­taa oppi­mi­sen virheistä.

– Pieny­din­voi­mala on paljon helpompi liit­tää valta­kun­nan verk­koon kuin tuuli­voi­mala tai iso ydin­voi­mala. Häiriö ei heilauta verkkoa.

YDINENERGIALAIN UUDISTUS TARPEEN

Fortu­min aieso­pi­mus Outo­kum­mun kanssa on osa Fortu­min marras­kuussa käyn­nis­tä­mää selvi­tystä uuden ydin­voi­man tule­vai­suu­den selvi­tyk­sistä. Fortum tutkii kaupal­li­sia, tekno­lo­gi­sia, yhteis­kun­nal­li­sia, poliit­ti­sia ja lain­sää­dän­nöl­li­siä edel­ly­tyk­siä sekä pieny­din­voi­malle että suurille reak­to­reille Suomessa ja Ruotsissa.

Fortu­min pien­ten modu­laa­ris­ten reak­to­rei­den tutki­mus- ja kehi­tys­pro­jek­tin vetäjä, tekno­lo­gia­pääl­likkö Antti Ranta­kau­lio kertoo, että SMR-reak­to­reita on tutkittu maail­malla 10–15 vuotta. Pisim­mällä projek­tit ovat tällä hetkellä Kiinassa, Venä­jällä sekä länsi­maista Yhdys­val­loissa, Kana­dassa, Rans­kassa ja Englan­nissa. Euroo­pas­sa­kin on käyn­nis­ty­nyt selvityshankkeita.

TEM:ssä valmis­tel­laan ydin­e­ner­gia­lain koko­nai­suu­dis­tusta, jossa huomioi­daan myös pieny­din­voi­ma­lat. Samaan aikaan myös STUK uudis­taa ohjeis­tus­taan, mitä Ranta­kau­lio pitää jopa lakia tärkeäm­pänä uudistuksena.

– Ohjeissa tullaan puut­tu­maan yksi­tyis­koh­tai­sesti muun muassa ydin­voi­ma­lai­tok­sen suun­nit­te­luun, raken­ta­mi­seen ja käytön valvon­taan, Ranta­kau­lio selittää.

Sään­te­lyssä pitää ottaa huomioon tekno­lo­gi­nen kehi­tys ja ener­gia­jär­jes­tel­män muutok­set. Huomioi­tava on myös uudet käyt­tö­mah­dol­li­suu­det kuten vedyn valmis­tus, kauko­lämpö ja lähisijoittaminen.

Suoma­lai­nen elin­kei­noe­lämä näkee alan lupaa­vana. Busi­ness Finlan­din rahoit­ta­massa, vuonna 2020 käyn­nis­ty­neessä EcoSMR-hank­keessa koot­tiin suoma­lai­sia toimi­joita kehit­tä­mään liike­toi­min­taa pien­reak­to­rei­hin liit­ty­vien mahdol­li­suuk­sien ympä­rille. Hank­keessa oli yhdek­sän yrityskumppania.

YDINKAUKOLÄMPÖ TARJOAA TEOLLISIA MAHDOLLISUUKSIA

Ydin­kau­ko­läm­mön alueella olisi suoma­lai­selle osaa­mi­selle ja tekno­lo­gialle vahvim­min luota­vissa kysyn­tää niin koti­maassa kuin ulkomaillakin.

– Kauko­läm­mön dekar­bo­ni­soin­nissa pois fossii­lis­ten polt­toai­nei­den käytöstä riit­tää maail­man­laa­jui­sesti tehtä­vää, Ranta­kau­lio toteaa.

Teol­li­suus­lii­ton erikois­tut­kija Timo Eklund muis­tut­taa, ettei Suomessa tois­tai­seksi ole ydin­tek­no­lo­gian tuotan­nossa perin­teitä. Mutta kone­pa­ja­teol­li­suu­desta ja sähkö­lait­tei­den valmis­tuk­sesta histo­riaa löytyy.

– Kauko­läm­mön parissa toimii jo nyt osaa­via yrityk­siä. Siinä tekno­lo­gian osassa, missä ydin­voima yhdis­te­tään kauko­läm­pöön, suoma­lai­silla on eniten mahdollisuuksia.

VTT kehit­tää tällä hetkellä kauko­läm­mön­tuo­tan­toon tarkoi­tet­tua modu­laa­rista LDR-50 ‑pien­reak­to­ria (Low Tempe­ra­ture District Heating Reac­tor). Kyseessä on isoista voima­lai­tok­sista tuttuun kevyt­ve­si­tek­niik­kaan perus­tuva lämmi­tys­reak­tori. Se toimii kuumim­mil­laan noin 120 asteen lämpötilassa.

– Reak­to­rista ja siihen liit­ty­västä väli­pii­ristä voisi teoriassa tulla sata­pro­sent­ti­sesti koti­mai­nen lämmi­tys­rat­kaisu. Se olisi mainio vien­ti­tuote kaik­kiin maihin, joissa jo on kauko­läm­pö­verk­koja olemassa, LUT-yliopis­ton Hyvä­ri­nen uskoo.

Siinä tekno­lo­gian osassa, missä ydin­voima yhdis­te­tään kauko­läm­pöön, suoma­lai­silla on eniten mahdollisuuksia.

Pien­reak­to­rit sopi­vat pienen kokonsa ja vähäi­sem­män turval­li­suus­ris­kinsä vuoksi hyvin kauko­läm­mön tuotan­toon. Suomessa vain Helsin­gissä siihen tarvit­tai­siin 1 000–2 000 megawa­tin reak­to­ria, muissa kaupun­geissa reak­to­rin yksik­kö­koko olisi 15–30 megawattia.

LUT-yliopis­tossa Lappeen­ran­nassa on kehit­teillä MMR-laitos­hanke (Micro-Modu­lar Reac­tor) yhteis­työssä Ultra Safe Corpo­ra­tio­nin kanssa. Amerik­ka­lais­val­mis­ta­jalta oste­taan helium­jääh­dyt­tei­nen reak­tori polt­toai­nei­neen. Hyvä­ri­sen mukaan reak­to­rilla pyri­tään 15–30 megawa­tin lämpö­te­hoon. Se tullaan liit­tä­mään kaupun­gin kaukolämpöverkkoon.

– Reak­to­rin väli­piiri ja ener­gian­muunto sekä liityntä kauko­lämpö- ja sähkö­verk­koi­hin voitai­siin hank­kia kotimaasta.

LUT-reak­tori tuot­taa sähköä ja lämpöä, mutta myös vetyä talou­del­li­sella hyöty­suh­teella. Korkeim­mil­laan tuotettu lämpö­tila on 650 astetta, minkä takia sitä voi käyt­tää monissa kemian jalostusprosesseissa.

Kaak­kois-Suomessa ollaan edel­lä­kä­vi­jöitä. Näitä pieny­din­voi­ma­loita valmis­tuu vuosi­kym­me­nen loppuun mennessä ensiksi Kana­daan ja Yhdys­val­toi­hin, mutta seuraava raken­tuu­kin toden­nä­köi­sesti juuri Lappeenrantaan.