Uuringud

Uuringud ja nende põhitulemused valdkondade kaupa

Tuumaenergia kasutuselevõtt ei toimu üleöö. Sellele eelneb pikk ettevalmistusperiood, mille käigus tuleb teha kindlaks, kas tuumaenergia näol on tegemist Eestile sobiliku valikuga, kas jaama ehituseks leidub sobivat asukohta, ning kas ehitus ja hilisem käitamine on teostatav ja jõukohane. Samuti tuleb läbi analüüsida kõikvõimalikud kaasuvad mõjud – keskkonnale, majandusele, välissuhetele, kohalikule arengule, teadussektorile jne.

Fermi Energia uuringukava lähtub IAEA “Teetähiste lähenemisest”. Tuumaenergia kasutamise kaalumine ja hilisem vajaliku infrastruktuuri arendus läbib enne jaama valmimist ja tööle hakkamist mitmeid etappe, mis senise kogemuse põhjal võtab aega umbes 10-15 aastat. Tänase parima teadmise järgi on väikereaktori kasutuselevõtt Eestis teostatav aastaks 2031.

Kõigi valmivate uuringute tulemused on avalikud ja kättesaadavad publikatsioonide alalehel. 

Asukoha valik

Väikese moodulreaktori asukoha eeluuring – Tractebel ja Steiger OÜ – eestikeelne kokkuvõte (PDF, lk 4-7)

NB! Asukohavalik jaamale tuleb teha riik riikliku eriplaneeringu protsessi käigus, seda valikut ei saa teha Fermi Energia arendajana.

It only makes sense to plan a nuclear power plant where it can operate safely and with the least possible impact on its surroundings. It is also wise to exclude unsuitable sites when selecting possible locations. When selecting a possible site for a nuclear power plant, all factors must be considered as a whole, so that both the safety of the plant and its minimal impact on the surrounding environment, including people and the natural environment, ensure. It is not rational to build a nuclear power plant in areas prone to flooding, on the banks of the coast, on the edge of large towns, in a nature reserve, far from major transmission lines or cooling water, or where the geology is not favourable. Understanding and support from the local community is also an important factor, without which it is impossible to do business in a democratic country.

Eeluuring näitas, et Eestis leidub mitmeid sobivaid piirkondi, kus leidub mitmeid sobivaid asukohti väikse moodulreaktori rajamiseks. Parimad asukohad asetsevad Põhja-Eesti rannikul Tallinnast idas.

Tasuvus

Majanduslik tasuvus

VMR tuumajaama majanduslikku mõju Eestile uuris 2019. aastal Tartu Ülikooli sotsiaalteaduslike rakendusuuringute keskus. Eeldusteks uuringule oli Fermi Energia poolt edastatud, reaktoritootjate ja teiste koostööpartnerite esitatud ja inseneribüroo Tractebel valideeritud lähteandmed:

  • Reaktori tootja hinnang tuumaelektrijaama projekteerimise, hanke ja ehituse üleöisele kapitalikulule (overnight capital cost) – 1 miljard USD
  • Fermi Energia hinnang investeeringu struktuurile
  • Reaktori turuvalmidus ja Eesti valmidus tuumaenergia kasutuselevõtmiseks 2030date alguseks
  • Võrguehituse maksumuse hinnang Eleringilt
  • VTT ja Riser Ehitus OÜ tööjõu vajaduse hinnangud
  • Fermi Energia prognoos elektri tootmise kulule (40 €/MWh)

Eeltasuvusuuringu põhijäreldused olid:

  • Üle 300 miljoni euro väärtuses Eestist hangitavaid kaupu ja teenuseid (ehitustegevus, betooni ja võimalik, et osaliselt ka teraskomponentide tootmine)
  • 100 miljonit eurot otsest maksutulu reaktori valmimiseni (põhiliselt tööjõu maksud)
  • Aastas 130-150 miljoni euro jagu elektri impordi vältimist (elektri börsihinna 53 €/MWh – 60 €/MWh ja tootmishinna 40 €/MWh puhul)
  • Majanduse elavnemine elektrijaama ümbruses ning lähemal asuvates asulates
  • Omanikele esimestel aastatel 32-50 miljonit eurot kasumit (eeldatavasti laenu tagasimaksmiseks). Sama tootmishinna ja elektri börsihinna puhul oleks kasum pärast kogu laenu tagasimaksmist 60-78 miljonit eurot aastas.
  • Võimalik täiendavate investeeringute ja kõrge lisandväärtusega tööstuse meelitamine tuumaelektrijaama lähedusse (võrguhoolduse tasuta elekter otseliiniga tarbijatele)
  • Tuuleenergiale sarnaste KHG heitmemahtudega PÕXIT strateegia, aga võimaldab stabiilset varustuskindlust.

Sotsiaalmajanduslikud mõjud

Väikese moodulreaktoriga tuumajaama sotsiaalmajanduslike mõjude detailsem analüüs valmib 2022. aastaks. Peamised mõjud on kirjeldatud eeltasuvusuuringus.

Keskkonnamõjud

Keskkonnamõjude täpsem hindamine toimub keskkonnamõjude strateegilise hindamise (KSH) raames ning lähtub asukoha tingimustest. Mittelokaalsed mõjud on tuletatavad maailma praktikast tuumajaamade ehitusel ja käitamisel.

Igasuguse inimtegevusega kaasneb ümbritsevale mingi mõju, nii ka tuumajaamade puhul. Peamiseks pidevaks keskkonnamõjuks võiks tuumajaamade puhul lugeda auruturbiini auru jahutamist. Kesk-Euroopas sisemaistel asukohtades on see teostatud kuni 200m kõrguste jahutustornide ehk gradiiridega, kuid merede ääres mereveega. See jahutusfunktsioon on sama kõigil kondensatsioonielektrijaamadel. Narva elektrijaamades jahutatakse turbiiniauru Narva jõe veega.

Tuumajaam ise ei ole looduslikust kiirgusfoonist radioktiivsem. Kogu tuumakütusest lähtuv kiirgus on varjestatud nii jahutusvee, reaktori surveanuma kui betooniga. Soome tuumajaamade ümbruses on tehtud põhjalikke mõõtmisi ning pole tuvastatud märgatavat kiirgustaseme tõusu. Võrreldes põlevkivijaamade ja hakkepuidu põletuse heitmetega, on nii suurte kui ka väikese tuumajaama mõju keskkonnale palju väiksem.

Oluline keskkonnamõju on kasutatud tuumkütuse õigel käitlusel.

Tehnoloogiavalik

Maailmas on arendamisel ca 50 erinevat väikese moodulreaktori mudelit. Eestisse sobivaima tehnoloogia leidmiseks uurime lähemalt tehnoloogiaid, mille realiseerumine on tõenäolisem ning mis sobivad Eestile tõenäoliselt kõige paremini.  Praktikas tähendab see, et valida saab vaid tehnoloogia, mis on end juba (USA-s, Suurbritannias või Kanadas) tõestanud ning mille kohta on olemas usaldusväärsed andmed, mis kinnitavad, et tegu on tõhusa, ökonoomse, ohutu, toimiva tarnelogistikaga tehnoloogiaga, mille järelevalveks on loodaval regulaatoril võimekus.

Referentstehnoloogiaks on GE Hitachi BWRX-300.

Hindamisel olevate tehnoloogiate kirjeldused leiad siit.

Litsentseerimine

Kuna Eestis ühtki reaktoritehnoloogiat ei arendata ega litsentseerita, ning teadaolevalt ei ole seda ka plaanis teha, eeldab Eestis tuumaenergia kasutuselevõtt esmalt reaktori litsentseerimist riigis, kuhu seda esimesena ehitada plaanitakse. Eestil peaks sellisel juhul olema võimekus hinnata ja üle võtta selle riigi välja antav litsents – sarnaselt USAs või Jaapanis toodetud autodele, mille ohutuse vastavust Euroopa Liidu ja Eesti liiklusohutuse nõuetele on hinnanud siinsed eksperdid, ning andnud Euroopa tüübikinnituse, et autot saaks arvele võtta ja sellega liikluses osaleda.

Litsentseerimise esmase uuringu tegi Soome energiaettevõte Fortum. 

Eestis kasutamiseks valitava tehnoloogia litsentseerimise põhimõtted and Tallinna deklaratsioon on pakutud lähtepunktiks Eesti litsentseerimismenetluse alustamiseks.

Kütusetsükkel ja jäätmekäitlus

Iga tuumajaama planeerimise juurde kuulub ka jäätmekäitluskava välja töötamine. Jäätmekäitlus on osa jaama kütusetsüklist.

Kasutatud tuumkütuse eripäraks on kõrge radioaktiivsuse tase. Radioaktiivsus on nähtamatu, aga mitte tundmatu – sajandi jooksul on seda teadlaste poolt põhjalikult uuritud ning välja töötatud normid ja töömeetodid radioaktiivsete materjalidega ümber käimiseks nii, et see käitlejale ega ümbritsevale keskkonnale ohtu ei kujuta.

Tuumajaama jäätmekäitluse logistika koosneb lihtsustatult kokku võttes kolmest osast – kasutatud kütuse hoiustamisest jaamas kasutatud kütuse basseinis, vaheladustus, ning lõppladustus. Sellele võib lisanduda näiteks jäätmete ümbertöötlemine uueks tuumkütuseks või mõnel muul eesmärgil, näiteks jäätmete mahu vähendamiseks.

Kasutatud tuumakütuse koostud tõstetakse reaktorist välja ning asetatakse reaktori kõrval olevasse veega täidetud basseini. Reaktor asub kogu aeg veega täidetud ruumis ning selle kohal on vett piisavalt, et kütusevarda saaks välja tõsta ja jahutusbasseini asetada ilma, et sellest lähtuv kiirgus kedagi ohustaks. 

Kasutatud tuumkütuse radioaktiivsuse tase on reaktorist välja võttes suhteliselt kõrge, kuid langeb kiiresti. Selle aja jooksul on kõige ohutum ja praktilisem lasta kasutatud kütusevarrastel “jahtuda” enne edasist käitlust.

 

Pärast esmast hoiustamist tuumajaamas on kasutatud tuumkütuse radioaktiivsuse tase langenud piisavalt, et seda võiks hoiustada spetsiaalses vahelaos. Radioaktiivsed materjalid suletakse spetsiaalsesse varjestatud anumasse ning viiakse vahelattu, kus kiirgustase aastate jooksul veelgi alaneb.

Praegu hoiustatakse valdavat osa maailma kasutatud tuumkütusest just vaheladudes – tegemist on siiski väga väärtusliku ja ümbertöödeldava materjaliga, mida on võimalik taaskasutada teatud tüüpi tuumareaktorites. Umbes kümnendiku oma tuumkütusest taaskasutab Prantsusmaa MOX-kütusena.

 

Kõige viimaseks tuumajäätmete ladustamise etapiks on lõppladustus. Kuigi algsest tasemest oluliselt madalam, on kasutatud tuumkütuse radioaktiivsus elusorganismidele kahjulik veel väga pikka aega. Seetõttu tuleb välistada jäätmete kokkupuude biosfääriga väga pikaks ajaks – vähemalt sadadeks või  tuhandeteks aastateks, sõltuvalt materjalide koostisest ja ainete poolestusaegadest.

Kuna maakoore teatud osades on aluskivimid püsinud muutumatuna miljardeid aastaid ning on seda veel vähemalt sama kaua, siis on parim koht tuumjäätmetele sügaval maa all. Soomes paljandub kristalliinne aluskivim (rahvakeeli graniit) maapinnal, Eestis on see paarisaja meetri sügavusel settekivimite all.

 

Kristalliinsesse aluskorda lõppladustuse rajamine on käsil nii Soomes and Rootsis – seal rajatakse hoidlad umbes 450 meetri sügavusele. Soomes ja Rootsis on suured tuumajaamad ja rohkem kasutatud kütust, seega sobib neile suurem lõpphoidla.

Eestosse sobib väiksem jaam. Kuna väiksemast jaamast väljub ka väiksem kogus kasutatud kütust, siis sobiks Eestile paremini väiksemamahuline jäätmeküitluslahendus – süvapuuraugud. Süvapuurimine on laialt levinud näiteks naftatööstuses, seega on vajalik tehnoloogia kui ka oskused selle kasutamiseks maailmas laialt levinud. USA ettevõte Deep Isolation on välja töötanud sobiva lahenduse ka tuumajäätmete lõppladustuseks, mille täpsemat tutvustust näed siit videost.

Seda, millistel tingimustel ja kuhu Eestis süvapuurauk-tehnoloogial põhinevat lõppladustust rajada, on uurinud Deep Isolation koostöös inseneribürooga Steiger

Kompetentside ja tööjõu arendamine

IAEA Milestones Approach sisaldab tuumaenergia kasutuselevõtuks vajaliku taristu, tööjõu, seadusandluse jms arendamise teekaarti nii arendajale (Fermi Energia) kui Eesti riigile. Ülevaate vajalikest kompetentsidest on teinud Soome riiklik energiaettevõte Fortum.

The development of competences is a long and time-consuming process to which we are already contributing with scholarships for master's studies at foreign universities well as domestic summer schools and the free courses for modern nuclear energy at TalTech.

Eestis tuumaenergia valdkonna tundjate koolitamine on nii Fermi Energia, kui tulevikus ka osalt riigi ülesanne, sest haridusest ja teadustegevusest võidab terve Eesti läbi riigieelarve tulude, elektri imoprdivajaduse vähenemise, energiajulgeoleku ja kliimaeesmärkide täitmise.

Experts are needed by both the operator and the national supervisor

Eelkõige on vaja pädevaid inimesi tulevase operaatori ehk projekti arendava firma ridadesse (hinnanguliselt 70-150 inimest). Teiseks suurim ja riigi vaatevinklist olulisim organisatsioon on tuumaregulaator ehk riiklik järelevalve amet (hinnanguliselt 30-50 inimest). Näiteks Sloveenia tuumaregulaatoris töötab veidi üle 40 inimese, kes korraldavad järelvalvet Krško 700MWe tuumaelektrijaamale. Ülikoolides ja teadusasutustes vaja minev ressursside hulk sõltub valitavast strateegiast, kas ja kui palju tahame, et Eesti riigis oleks tuumaalast teadusvõimekust.

In addition to the above, a certain level of competence and relevant knowledge is also needed in ministries and other government departments and agencies where staff already exist (e.g. ambulance, fire brigade, police). In addition, there are also potential Estonian construction companies and suppliers of components.

Tuumaenergia poliitika väljatöötamine tähendab praktikas (eelduslikult – sobiva mooduse valib Vabariigi Valitsus) Majandus- ja Kommunikatsiooniminsteeriumi energiaosakonda ja Keskkonnaministeeriumi kliima- ja kiirgusosakonda täiendavate inimeste palkamist ning täiendväljaõpet. Planeeringute läbiviimise pädevus on Rahandusministeeriumis ja teistes asutustes juba olemas. Planeerimistegevuse ja keskkonnamõju strateegilise hindamisega seotud kulusid on Fermi Energia kui huvitatud osapool kohustatud ja valmis katma.

After the decision in principle in favour of the nuclear option, the national regulator and/or the relevant areas of the Environment Agency and the Nuclear Safety Authority will also need to be staffed.

Olulisim tuumaenergia kasutuselevõtuks valmistuvaid riike abistav ja nõustav organisatsioon on ÜRO süsteemis sõltumatult tegutsev Rahvusvaheline Aatomienergiaagentuur IAEA, kes abistab liikmesriike nii erinevate juhendite, koolitusprogrammide kui ka ekspertmissioonidega. World Association of Nuclear Operators (WANO) organises a range of training and peer-review programmes. The Western European Nuclear Regulators Association (WENRA) helps to ensure that nuclear safety is maintained at a consistently high level in Member States around the world. There are many other organisations and training and assistance programmes. In addition, transnational cooperation programmes, for example between neighbouring countries, also play an important role. Once a project is so far advanced that a specific reactor technology is selected, the supplier of that technology will help to train the engineers and the more detailed technical knowledge of the specifics and nuances of the particular design, also providing training for future operators to ensure that the necessary competence is in place when it is needed.

Ohutusnäitajad

Iga elektrijaam, nii ka tuumajaam, on tööstuslik keskkond, mis nõuab korralikku ohutuskultuuri, st. sobivaid ohutusnõudeid ja nendest kinni pidamist. Korra ja puhtuse hoidmine tuumajaamas on elementaarne.

Kuna tuumakütuse energiatihedus on võrreldes traditsiooniliste põlevkütustega väga suur, siis loomulikult nõuab tuumkütusega seotu erilisi ohutusnõudeid nii materjalide käsitlemisel, töötlemisel, transpordil kui ka tuumareaktoris kasutades.

Näide reaktori ohutussüsteemidest

Suurima võimaliku kahjuga riskiks tuumajaamas on reaktorituuma sulamine. Selline juhtum on potentsiaalselt ohtlik nii inimestele kui keskkonnale, seepärast on tuumaohutuse tagamisel iseenesest mõistetav, et reaktorituuma sulamise tõenäosus on uute rekatoridisainide puhul tehtud praktiliselt võimatuks. Seda tehakse nii täiendava jahutuse, mitmekordsete avariisüsteemide, reaktori ehituse muutmise kui ka väiksema tuumkütuse koguse abil. Siiski tuleb ka väga ebatõenäoliste juhuste tõenäosus välja arvutada – kui vanematel tuumajaamadel oli selleks mitte rohkem kui 1 kord 10 000 reaktoriaasta jooksul, siis uute reaktorite puhul hinnatakse reaktorituuma sulamist juba isegi mitte tõenäolisemaks kui kord miljoni või lausa miljardi reaktoriaasta jooksul. Teatud tehnoloogiate puhul aga on tuuma sulamine juba füüsikaliselt võimatu.

Eestisse rajamiseks kaalume vaid passiivseid ohutussüsteeme kasutavaid tehnoloogiaid – reaktori ohutuse tagavad füüsikaseadused (vabakonvektsioon, gravitatsioon, …) ning inimese sekkumine ega välise elektrienergia olemasolu pole vajalik. Reaktori jahutus ei sõltu sellisel juhul näiteks pumpadest, mis vajavad elektrit. Väikereaktorite ohutusparameetritest saab ülevaate siit.

Avariiplaneerimisala

Iga elektrijaama juurde kuulub avariiplaneerimisala. Kui suurtel tuumajaamadel võib nende raadius ulatuda paarikümne kilomeetrini, siis tulenevalt väiksemast tuumkütuse hulgast võivad väikeste moodulreaktorite avariiplaneerimisalad mahtuda isegi jaama territooriumi piiresse. Vastava eeluuringu on teinud KBFI.

Kõrvaltootmine

Tuumajaamas saab lisaks CO2-vabale elektrile toota ka soojust (nii asulate kütteks kui ettevõtetele protsessisoojuseks ja protsessiauruks) kui näiteks vesinikku, ammoniaaki kui teisi sünteetilisi kütuseid

Vesinik on võtmetähtsusega tooraine kütuste, väetiste, plastide ja teiste laiatarbekemikaalide valmistamisel. Tavapärased vesiniku tootmise meetodid, nagu metaani aurreformimine ja kivisöe gasifitseerimine, on küll töökindlad ja odavad, kuid väga CO2-mahukad (üle 12 kg CO2-ekv iga toodetud kg H2 kohta). Mida kõrgema tähelepanu alla satuvad tööstusettevõtete CO2 emissioonid ning mida kõrgemaks muutub CO2 kvootide hind, seda pakilisemaks muutub tööstuse jaoks küsimus: “Kust saada rohelist (madala CO2 jalajäljega) vesinikku?”. Arvestades 1) Euroopa Liidu süsinikuneutraalsuse eesmärki aastaks 2050, 2) tasuta heitmekvootide lineaarset vähenemist nullini ja sellest tulenevalt heitmekvoodi hindade eeldatavat tõusu, muutub aurreformimise teel vesiniku tootmine Euroopa Liidus järjest kallimaks, madala CO2 jalajäljega vesinik aga järjest atraktiivsemaks.

Tehnilis-majanduslik analüüs leidis, et kui vesiniku tootmiseks kasutada leeliselist elektrolüüsi, mis on tänase seisuga kõige laialdasemalt kasutusel olev ja kapitalikulude poolest kõige odavam elektrolüüsitehnoloogia, saab 100 MW elektrilise võimsuse abil toota umbes 1700 kg vesinikku tunnis.

Sama analüüs käsitles ka ammoniaagi ja lennukikütuste tootmist tuumaenergia abil.

Scroll to Top