VTT selvitti ydinkaukolämmön hiilijalanjäljen

Tiedote 9.7.2024

Kylmien talvien maissa asuinkiinteistöjen ja muiden tilojen lämmitys kuluttaa paljon energiaa. Suomessa kaukolämmön osuus on lähes puolet lämpömarkkinasta. Kunnallisten kaukolämpöverkkojen hiilijalanjäljen leikkaaminen on yksi tulevaisuuden energiahaasteista, ja monissa kunnissa selvitetään mahdollisuuksia pienreaktorien käyttöön. VTT:n spin-off-yritys Steady Energy kehittää LDR-50-pienydinreaktoria, joka on tarkoitettu kaukolämmöntuotantoon sekä matalan lämpötilan teollisuussovelluksiin. Teknologia tähtää kaupalliseen käyttöön 2030-luvulla.

Ydinenergia on tunnetusti yksi vähäpäästöisimmistä energiantuotantomuodoista. Esimerkiksi hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n arvioissa ydinsähkön hiilijalanjälki asettuu samalle tasolle tuulivoiman kanssa. Vastaavia vertailuja ei kuitenkaan ole tehty ydinenergialla tuotetulle lämmölle, kun tuotannon vaihtoehdot sekä energian kulutus ja jakelu poikkeavat sähköstä.

Elinkaariarviointi ydinkaukolämmön ympäristövaikutuksista 

VTT:n selvityksessä arvioitiin LDR-50-kaukolämpöreaktorilla tuotetun lämpöenergian hiilijalanjälki sekä muita ympäristövaikutuksia tuotannon koko elinkaaren ajalta. Ydinvoimalaitokset eivät tuota suoria savupiippupäästöjä, vaan päästövaikutus muodostuu reaktorin polttoainekierron, laitosten rakentamisen, käytön, ylläpidon ja käytöstä poiston epäsuorista päästöistä. 

Laskennassa käytettiin työkaluna elinkaarianalyysiä (life cycle analysis, LCA). Menetelmä huomioi elinkaaren eri vaiheiden energia- ja materiaalivirrat sekä näihin liittyvät päästöt. Analyysin lähtötietoina käytettiin LDR-50-reaktorin ydinpolttoainekierrolle ominaisia lukuja. Koska reaktorin suunnittelutyö on edelleen kesken, lämmityslaitosten rakentamisen, käytön ja käytöstä poiston osalta laskuissa jouduttiin turvautumaan suuruusluokka-arvioihin, jotka perustuvat perinteiseen ydinvoimalaitostekniikkaan. 

Vähähiilistä lämpöä 

LDR-50-reaktorilla tuotetun lämmön hiilijalanjäljeksi arvioitiin 2,4 grammaa hiilidioksidia kilowattituntia kohden. Tulosta verrattiin muihin yleisesti käytettyihin kaukolämmöntuotannon polttoaineisiin, kuten kivihiileen, maakaasuun ja turpeeseen sekä erilaisiin biopolttoaineisiin. Ydinkaukolämmön päästöluku oli vertailun pienin. Ero oli suuri erityisesti verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin. Esimerkiksi maakaasulla ja kivihiilellä tuotetulle lämmölle vastaavat luvut olivat 282 gCO2/kWh ja 515 gCO2/kWh. 

Polttamiseen perustuvan lämmityksen lisäksi päästölukua verrattiin suoraan sähkölämmitykseen sekä lämpöpumppuihin. Näissä lämmitysmuodoissa hiilijalanjälki määräytyy pitkälti kulutetun sähkön ominaispäästöjen mukaan. Suoran sähkölämmityksen ja lämpöpumppujen vertailuluvut laskettiin eri Euroopan maiden keskimääräisen tuotannon mukaan. Myös tässä vertailussa ydinkaukolämpö pärjäsi erittäin hyvin. 

Myös muut ympäristövaikutukset arvioitiin pieniksi 

Kasvihuonekaasupäästöjen lisäksi ydinkaukolämmön ja perinteisten kaukolämmöntuotannon polttoaineiden negatiivisia ympäristövaikutuksia arvioitiin 12:ssa eri kategoriassa. Laajempi vertailu antaa ympäristövaikutuksista pelkkää hiilijalanjälkeä paremman kokonaiskuvan, sillä paikalliset, esimerkiksi maan käyttöön tai luonnon monimuotoisuuteen kohdistuvat vaikutukset jäävät helposti matalien kasvihuonepäästöjen varjoon.

Ydinenergia ei missään vaikutusluokassa osoittautunut ympäristön kannalta perinteisiä polttoaineita huonommaksi vaihtoehdoksi, ja useimmissa luokissa vaikutus jäi selvästi keskiarvon alapuolelle. Tulos selittyy pitkälti ydinreaktorin polttoaineena käytettävän uraanin erittäin korkealla energiasisällöllä. Vaikka uraanin louhinta aiheuttaa negatiivisia vaikutuksia ympäristöön, kokonaisvaikutukset tuotettua energiamäärää kohden jäävät pieniksi. 

Linkki julkaisuun: https://doi.org/10.3390/en17133250


Lisätietoja medialle:
Jaakko Leppänen, tutkimusprofessori, VTT 
puh. +358 40 593 9076 

Teknologian tutkimuskeskus VTT on visionäärinen tutkimus-, kehitys- ja innovaatiokumppani. Tartumme globaaleihin haasteisiin ja luomme niistä kestävän kasvun mahdollisuuksia. Autamme yhteiskuntaa kehittymään ja yrityksiä kasvamaan teknologisten innovaatioiden avulla – ajattelemme beyond the obvious. Meillä on yli 80 vuoden kokemus huippututkimuksesta ja tieteeseen perustuvista tuloksista. VTT luo vaikuttavuutta, kun innovaatiot ja liiketoiminta kohtaavat.

VTT – beyond the obvious

Lue lisää: vttresearch.com/fi, LinkedIn,  Facebook, YouTube, X ja Instagram

Avainsanat: