Nr 47

Laadi alla

Jaga

Prindi

Tuumaenergia areng ja meie väljakutsed

Euroopa Liit (EL) on võtnud suuna saavutada 2050. aastaks kliimaneutraalsus. 2022. aastal oli Euroopa suurim elektritootmise liik tuumaenergia. Millised on olnud tuumaenergia arengud maailmas ja mida me teeme Eestis, millised on hirmud seoses tuumaenergiaga ja millised on selle energialiigi olulised eelised?

Tuumaenergia arendamine algas tuuma­füüsikast, kui 20. sajandi esimestel kümnenditel pidevate teaduslike avastuste kaudu hakati aru saama kogu mateeria olemusest. Läbi Albert Einsteini geniaalse valemi E = mc2 jõuti lõpuks arusaamale, et kuna aine pea kogu mass on tema tuumas, prootonites ja neutronites, siis aatomi tuuma lõhustamisel vabaneb reaktsiooni kohta 6 miljonit korda rohkem energiat kui keemilisel reaktsioonil ehk põlemisel. Selle selgitus on lihtne: elektromagnetilise jõu kandjaks on elektron, mille mass on neutroniga võrreldes tühine, seega ka reaktsiooni energia on väike.

Enrico Fermi läbimurre oli tuvastada, et just aeglustatud neutronid on väga tõenäolised lõhustama uraani tuuma ning hiljem 1941–1942 emigrandina USAs juhtis tema ka maailma esimese, Chicago kuhjaks nimetatud tuumareaktsiooni eksperimenti. Teine geniaalne valdkonna arendaja oli esimese tuumaallveelaeva (1954, USS Nautilus) ning kommertsliku tuumajaama (1957, Shippingport 60MWe) rajamise algataja ja juht admiral Hyman Rickover.

Suuremahuline Euroopa, USA, Jaapani ja Kanada tuumaenergia arendamine algas 1970.–80. aastatel vastusena suurele 1973. aasta naftakriisile, kui olulisel määral toodeti elektrit just naftat põletades. Toona esindas taastuvenergiat vaid hüdroenergia, mis praeguseks on paisutamise keskkonnamõju tõttu piiratud, nagu hakkab selgeks saama ka biomassi ulatusliku põletamise soovimatu keskkonnamõju. Vaid 20 aastaga ehitas Prantsusmaa 53 reaktorit, Rootsi 12, Šveits kuus – ning need riigid on Euroopas siiani elektritootmises madalaima CO2 heitmega.

Putin alustas energiasõda Euroopa vastu kaheksa kuud enne Ukraina täieulatuslikku ründamist. 2021. aasta augustis hakkas Gazprom seletamatutel põhjustel mitte müüma maagaasi Euroopa spot-turule ning Euroopas hakkasid kiirelt tõusma nii maagaasi, elektri kui CO2 hinnad (vt joonis 1). 2021/2022 talv oli küll normaaltemperatuuriga, aga kui pärast mitut kuud vägede koondamist Venemaa tõesti alustas täiemõõdulist vallutussõda, toimusid energiaturgudel taas hinnatõusud, eriti pärast NordStreami gaasitorude lõhkamist. Euroopa gaasi- ja elektrihinna ralli tipnes augustis, kui Euroopa riigid Saksamaa juhtimisel ostsid paanikas turult kokku LNGd ning sisuliselt vajus pankrotti Saksa suurim energiafirma Uniper. Tuumaenergia on taas vägagi aktuaalne ja majanduslikult tasuv.

JOONIS 1. TTFi indeksi maagaasi hinnad Euroopas märts 2021 – mai 2023

Joonis1
Allikas: https://tradingeconomics.com/commodity/eu-natural-gas

Tuumaenergia populaarsus on küsitluste alusel demokraatlikes riikides viimastel aastatel teinud märkimisväärse hüppe. Lõuna-Koreas, Jaapanis, Rootsis, Soomes, Hollandis ja ka Eestis on valimistel võitnud erakonnad, mis peavad tuumaenergiat eduka rohereformi osaks. Märkimisväärsed edusammud on tuumaenergia lisamine ELi jätkusuutliku rahastuse taksonoomiasse, tuumaenergia toetamine taastuvenergiaga samaväärselt USA inflatsioonivähenduse aktis ning Lõuna-Korea otsus asuda ehitama uusi suuri tuumajaamu.

Uue põlvkonna reaktorid tõid arengu

Uue põlvkonna reaktorite rajamine ja arendamine sai alguse aastaid tagasi, kuid just sel aastal on tootmisse tulnud nii Soome Olkiluoto 3, USA Vogtle 3, Slovakkia Mohovce 3 kui ka Araabia Ühendemiraatide 3. reaktor. Eriti huvitav on just Ühendemiraatide Barakah tuuma­jaam, kus kokku valmib tähtajas ja eelarves püsides neli suurt tuumareaktorit, mis annavad valmides 43 TWh elektrit 10 miljoni elaniku tarbitavast 140 TWh elektrist.

GE Hitachi BWRX-300, mille on valinud rajamiseks OPG, SaskPower, TVA, Orlen Synthos Green Energy ja Fermi Energia

tuumajaam

Kõige otsustavamalt on väikereaktorite rajamisega edasi liikumas Kanada, sest neil on nii kindel kliimapoliitika kõrge CO2 hinnaga kui ka pikaajaline positiivne tuumaenergia kogemus. Just tuumaenergia võimaldas vahepeal seisnud CANDU tuumajaamade taaskäivitamisega 2014. aastaks 16 miljoni elanikuga Ontario provintsis kinni panna kivisöejaamad. Lisaks äratõestatud tehnoloogiaga väikse keevaveereaktori BWRX-300 rajamisele Toronto lähistel on rajamisel veel 20 MW gaasijahutusega mikroreaktor USNC, Eesti-suuruses New Brunswicki provintsis on rajamisel ARC naatriumjahutusega reaktor, Saskatchewani provints soovib nelja BWRX-300 rajamist ning Alberta naftaliivadest nafta kättesaamiseks plaanitakse rajada X-100 gaasjahutusega reaktoreid.

USAs on langetatud föderaaltasemel miljardi dollari suuruse toetuse otsus sama X-100 ning Bill Gatesi asutatud TerraPoweri naatriumreaktori rajamiseks. Viimasele on Warren Buffeti energiaettevõttelt Pacific Corp tellimus viie Natrium reaktori ehitamiseks. Lisaks Kanada OPG-le rajab BWRX-300 reaktorit USA föderaalvalitsuse energiaettevõte TVA, kellel on ainus USA tuumaregulaatori väikereaktori asukohaluba Clinch Riveris.

Kõige otsustavamalt on väikereaktorite rajamisega edasi liikumas Kanada, sest neil on nii kindel kliimapoliitika kõrge CO2 hinnaga kui ka pikaajaline positiivne tuumaenergia kogemus.

Euroopas paistab tuumaenergia juhtriigiks tõusvat sama riik, millel on ilmselt viie aasta pärast võimsaim maavägi – Poola. Juba mitu aastat on riigi algatusel ettevalmistatud Läänemere äärde USA reaktorite AP1000 rajamist. Värske areng on Kesk-Euroopa kahe suurima eraettevõtte, Orleni ja Synthose ühisettevõte seitsmes asukohas enam kui 20 väikereaktori BWRX-300 rajamiseks nii tööstusauru, keskkütte kui ka elektri tootmiseks.

Tuumaenergia kasutuse ja arendamise üle teeb globaalselt järelevalvet USA presidendi Eisenhoweri 1954. aasta „Aatomid rahu heaks“ kõne algatuse järel Rahvusvaheline Tuumaenergia Agentuur (IAEA), toetamaks tuumaenergia, meditsiini ja steriliseerimise kasu jõudmist inimkonnani ning ka selle ohtude targaks haldamiseks. IAEA on vastu võtnud ohutuspõhimõtted ja standardid, mida kõik riigid ja osapooled peavad järgima ning nii teeme me ka Eestis. Uutele tuumaenergiariikidele on 19 tuumaenergia teemaplokki, mis peavad olema süstemaatiliselt teadvustatud ning mille kõigiga tuleb teha tuumaenergia kasutuselevõtul etapiviisiliselt tööd, et oleks aktsepteeritav järgmine oluline samm.

JOONIS 3. Energialiikide ohtlikkus ja CO2 heitmed

Joonis3

Eesti valitsus moodustas 2021. aastal tuumaenergia töörühma, mille lõppraport valmib käesoleva aasta lõpul ning koos IAEA rahvusvahelise tuumaenergia taristu ülevaatemissiooni raportiga on adekvaatne alus poliitilise otsuse langetamiseks, kas riik võimaldab tuumaenergia kasutuselevõttu.

Tuumaenergeetikas on viimasel paaril aastakümnel päris mitu uut riiki, kes on tuumajaama töösse võtnud või ehitavad: Valgevene, Araabia Ühendemiraadid, Bangladesh, Türgi, Egiptus. Tõsiselt valmistumas on Poola, Ghana, Keenia, Maroko, Jordaania, Kasahstan, Usbekistan, Saudi Araabia, Nigeeria, Filipiinid, Vietnam, Tai. Puhta energia vajadus on maailmas väga suur, eriti aga ELis, mis on võtnud kindla suuna saavutada 2050. aastaks kliimaneutraalsus. 2022. aastal oli Euroopa suurim elektritootmise liik tuumaenergia. Teatavasti Saksamaa sulges kolm viimast, suurepärast ja odavat 25 €/MWh elektrit tootvat tuumajaama, Belgia sulges ühe jaanuaris ning kuigi Slovakkia ja Soome käivitasid uued reaktorid, tuleb 2023. aastal toodang ilmselt väiksem ning seetõttu CO2 heited suuremad. See on minevikuvigade hind.

Levinud etteheide tuumaenergiale on radioaktiivsed jäätmed. On oluline tähele panna, kas on praktilist probleemi jäätmekäitlusega, kas on mõnes riigis seetõttu kriis, tegelik keskkonnakahju või inimhukkunud? Viimasest kümnest ega 20 aastast ei ole midagi sellist teada. Samas on teada akuutne globaalne kliimakriis ehk fossiilkütuste jäätmeprobleem, sest jätkuvalt heidetakse iga päev globaalselt atmosfääri 101 miljonit tonni CO2 ning miljoneid tonne lämmastik- ja vääveloksiide, lisaks peenosakesi ning teisi põlemisgaase. Need fossiilkütuste põlemisjäägid põhjustavad üksi Euroopas 117 000 enneaegset surma. 2022. aasta kuumalainete tõttu suri enneaegselt Euroopas 15 000 inimest (viited allikatele loo lõpus).

Põgusalt radioaktiivsest kiirgusest. Peamine osa inimese igapäevaselt saadavast kiirgusest on täiesti loomulik. Inimeses endas toimub igas minutis 266 000 kaalium 40 radioaktiivse istoobi lagunemist, mis annab beetakiirgust. Eestis on tavaline inimese saadav taustakiirgus 2 mikrosiivertit (mSv), kauglennupiloodid saavad kuni 9 mSv kiirgust. Soome tuumajaama töötajad saavad täiendavat doosi kümme korda vähem ehk 0,6 mSv aastas, samas kui radoon on 4 mSv doosi allikas. Kuni doosini 100 mSv pole meditsiiniliselt tõendatavat vähki haigestumise tõusu ning kindlasti on kiirgusest kordi olulisemad vähki soodustavad tegurid suitsetamine, huuletubakas, puudulik füüsiline aktiivsus ja alkohol. Kartkem neid. Kokkuvõttes on tuumaenergia võrreldes teiste energialiikidega aastakümnete perspektiivis väga ohutu energialiik. Nagu on lennundus võrreldes autosõiduga läbitud kilomeetrite kohta sadu kordi ohutum, kuigi on inimesi, kel on lendamise suhtes tugev foobia. Mõelgem, millal oli Eestis viimane inimohvritega lennuõnnetus? Kõige tõsisem oli 12 hukkunuga kopteriõnnetus 2005. aastal, samas kui autoliikluses hukkus 2022. aastal 51 inimest ja vigastatuid oli oluliselt enam.

Tuumaelektrijaamades kasutatavad tööriistad, tööriided, seadmed, õhu- ja veefiltrid on kesk- ja madalaktiivsusega jäätmed, milliseid Eestis on tekkinud Paldiski õppereaktori dekomisjoneerimisel ning mis on ka Paldiskis 360 m3 mahus betoonplokkides vaheladustatud. Need Rootsi kiirgusjäätmete käitlusorganisatsiooni väljatöötatud ja ulatuslikult kasutatavad betoonplokid oleks standardlahendus ka Fermi Energia jaoks. Meie tehnoloogiapartner GE Hitachi on edastanud detailse jäätmete jaotuse ja kirjelduse. Jäätmekäitlus on tegevusloa lahutamatu osa ning nii jaama demonteerimine kui jäätmete riiklike nõuete kohane lõppkäitlus on tegevuse ajal rahastatud. Euroopa tuumaenergeetika standard on loa omanikult asjakohaste sissemaksete saamine ja fondi kogumine. Sellise korraldusega on tuumaenergeetika eeskujuks teistele energialiikidele, millele Eestis ja enamikus riikides pole tagatud eluaja lõppedes eelrahastatud rajatiste demonteerimine ja jäätmekäitlus.

Madal CO2 heide paneb tegutsema

Väärib kordamist, et inimesele ja loodusele kõige ohtlikum energeetikajääde pole mitte põlevkivituhk, kasutatud päikse­paneelid, tuulikulabad või tuumajäätmed – need on lokaalsed ning käideldavad ja ladustatavad. Isegi põlemisgaaside surmad on teatud määral lokaalne tagajärg ning lakkab, kui põletamist otsustavalt vähendada. Näiteks Kiviõli enam ei haise ja inimestel pea ei valuta, kui seal põlevkivi pürolüüsimine lõpetada. Globaalse kriisi, üha süvenevate põudade, üleujutuste, näljahädade, metsatulekahjude, liikide väljasuremise, elurikkuse ulatusliku kao, kümnete miljonite inimeste surma põhjus sel kümnendil ja tulevastel kümnenditel ja sajanditel on kasvuhoonegaasid, millest peamine on süsihappegaas. Tuumaenergia CO2 heide on väga väike ning kuna suurim energiakasutus tuumaenergeetikas on uraan -235 rikastamisel 4,7% sisaldusele tsentrifuugides, siis tehes seda väikse süsinikheitmega, on näiteks Prantsusmaal koguheide vaat et olematu.

JOONIS 4. Energialiikide kasvuhoonegaaside eri heitmed elukaare jooksul

Joonis4
Allikas IPCC 2014 https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/

Madal CO2 heide on peamine põhjus, miks olemasolevate tuumajaamadega riigid teevad täiendavaid investeeringuid, et neid jaamu veel aastakümneid edasi kasutada. Näiteks Soome Loviisa ja Rootsi Forsmarki tuumajaam töötavad ilmselt vähemalt 2050. aastani. Californias on pikendatud Diablo Canyoni ja Kanadas pikendatakse Pickeringi tuumajaama eluiga. Teiseks on see põhjus, miks mitmed kliimauurijad nagu James Hansen ja varem tuumaenergiakriitilised keskkonnakaitsjad nagu James Lovelock, Michael Schellenberger, Mark Lynas, praegune Kanada keskkonnaminister Steven Guilbeault, Ühendkuningriigi extension rebellion eestkõneleja Zion Lights ning Soome roheline erakond on asunud pooldama tuumaenergiat. Vaja on kasutada kõiki tehnoloogiaid, mis võimaldavad CO2 heidet vähendada võimalikult kiiresti.

JOONIS 5. Globaalne maismaa- ja ookeanitemperatuuride tõus 1850–2922

Joonis5
Allikas: Berkley Earth https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2022/.

Konkurents pole taastuvenergiaga, vaid sellega, kas suudame võimalikult kiiresti nafta, maagaasi, kivisöe, põlevkivi, turba ja ka puidu põletamist vähendada ja teha nii, et globaalne temperatuuritõus jääks alla 2 kraadi sajandi lõpuks. Kuid juba praegu on täiesti kindel temperatuuritõus üle 1,5 kraadi ja temperatuuritõus Euroopas on juba üle 2,5 kraadi. Siiski tuleb fossiil­kütuste põletamise lõpetamine saavutada globaalselt ning nii, et üleminek oleks kulusäästlik, tehniliselt toimiv (arvestades elektrisüsteemi), senistes fossiilkütuse piirkondades asendavaid töökohti loov. See on keeruline, kuid mis on alternatiiv?

Tuumaenergia suurimaks väljakutseks oli, on ja jääb selle keerukus ning ebatavalisus tavainimesele. Kui põletamine, tuul ja päike on juba lapsele tuttavad asjad, siis tuumade füüsika vaatamata selle saja-aastasele uurimise ajaloole on ikka veel müstiline ja võõristav. Negatiivne on ühine päritolu relvaprgrammidest ning ajalooliste õnnetuste hirmutav mõju. Ajakirjanduslikult ja ka poliitiliselt atraktiivne on elanikke hirmutada tundmatu ja ohu võimendamisega, selmet harida ja selgitada. Kuid väljakutsetest pole põhjust heituda, vaid Anto Raukase moodi hea huumorimeelega ikka selgitada ja selgitada.

Kui põletamine, tuul ja päike on juba lapsele tuttavad asjad, siis tuumade füüsika vaatamata selle saja-aastasele uurimise ajaloole on ikka veel müstiline ja võõristav.

Arendajana võin kinnitada, et tehnoloogiast keerulisem on tuumaenergia reguleeritus, tarneahela kvaliteedinõuded, õiguslikud ja rahastusprotsessid, kuid sellest kõigest on ajaloos korduvalt läbi töötatud ning seda suudavad ka eestlased. Olen korduvalt näinud, et eestlastel nupp nokib, me suudame eri teemades leida meile sobivaid lahendusi ja isegi natuke innovatsiooni. Lisaks õppimisele suudame oma Rootsi, Soome, Kanada, USA, Poola, Šveitsi, Belgia partneritele pakkuda uusi teadmisi, uusi lähenemisi, mida nad hindavad väga kõrgelt ning tõesti soovivad Fermi Energia ja Eestiga koostööd teha. Omapärasel kujul on Eesti väiksus pluss, sest see, et saame iseseisva riigina erinevate statistikate järgi üpris hästi hakkama, tekitab imetlust ning koostöötahet. Tuumaenergia on keeruline, nõuab õppimist ja eneseületust, kulusid ja vaeva, kuid heade partneritega koos on tõesti võimalik luua Eesti majandusele konkurentsieelis, varustuskindlus, põlevkivi põletamise lõpetamine ning pakkuda Ida-Virumaale tõsine alternatiiv.

Kasutatud allikad:

Tagasiside