Ydinvoiman tulevaisuus Euroopassa: Kaksi tulevaisuusskenaariota
Hämäläinen, Aleksi (2021)
Hämäläinen, Aleksi
2021
Tieto- ja sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104132939
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104132939
Tiivistelmä
Ydinvoiman osuus sähköntuotannossa eri Euroopan maissa vaihtelee huomattavasti, kuten myös suhtautuminen ydinvoiman rooliin tulevaisuuden sähköenergiajärjestelmissä. Selkein jakolinja on muodostunut Saksan ja Ranskan välille, joista ensimmäisessä on päätetty luopua kaikesta ydinvoimatuotannosta vuoteen 2022 mennessä, ja toisessa ydinvoiman on suunniteltu tuottavan merkittävän osuuden maan sähköstä myös tulevaisuudessa. Erimielisyydet ydinvoimasta ovat heijastuneet myös Euroopan Unionin politiikkaan, jossa käydään väittelyä siitä, voidaanko ydinvoima luokitella kestäväksi investoinniksi unionin kestävän rahoituksen taksonomiassa. Tutkielmassa tarkastellaan Saksan osalta sitä, miten ydinvoimasta luopuminen vaikuttaa maan sähköenergiajärjestelmään, ja Ranskan osalta maan suunnitelmia korvata ikääntyvä ydinvoimakapasiteettinsa uudella ydinvoimalla.
Saksan luopuminen ydinvoimasta on edennyt suhteellisen nopeasti, vaikka käytössä olevaa ydinvoimakapasiteettia onkin vuoden 2021 alussa jäljellä huomattava määrä. Tuloksista nähdään, että poistuvaa ydinvoimatuotantoa on korvattu pääasiallisesti uusiutuvilla energianlähteillä, ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuva sähköntuotanto on vähentynyt hieman 2000-luvulla. Koska ydinvoiman myötä Saksan sähköenergiajärjestelmästä poistuu vakaa perusvoiman tuotanto, on fossiilisten polttoaineiden käytön vähentäminen tulevaisuudessa haastavaa. Ilmastonmuutoksen aiheuttaman kiireellisyyden vuoksi Saksalla on kuitenkin suuret odotukset fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämiselle, mitä ydinvoimasta luopuminen väistämättä hankaloittaa. Ratkaisuja uusiutuvan sähköenergiantuotannon vaihtelevuuden aiheuttamiin haasteisiin etsitään esimerkiksi sähköenergian varastoinnista, kulutusjoustosta ja sähköverkkojen kehittämisestä.
Ranskassa ydinvoima tuottaa noin 70 % maan omasta sähköstä, minkä lisäksi sähköenergia on maalle tärkeä vientituote. Suurin osa maan ydinvoimaloista alkaa lähestyä suunnitellun käyt töikänsä loppua, ja ydinvoiman osuuden on suunniteltu vähenevän 50 %:iin maan sähköntuotannosta vuoteen 2035 mennessä, kun taas aurinko- ja tuulivoiman määrän on suunniteltu kasvavan. Voimaloiden käyttöikien pidennysten lisäksi vanhoja ydinvoimaloita on suunniteltu korvattavan osittain ranskalaissuunnitteisella EPR-laitostyypillä, jonka pilottihanke Flamanville 3 on kohdannut merkittäviä budjetin ylityksiä ja aikataulun viivästymisiä. Pilottilaitoksen ja vastaavien ulkomaisten laitosten ongelmien takia panokset on ranskalaisessa suunnittelu- ja kehitystyössä kohdistettu uudentyyppiselle EPR2-laitokselle sekä täysin uuteen reaktorisuunnitteluun perustuvalle neljännen sukupolven ydinlaitokselle. Jos ydinvoimarakentamisen budjetti- ja aikatauluongelmat saadaan ratkaistua, on uuden ydinvoiman ja uusiutuvan energian yhdistelmä tehokas ratkaisu hiilidioksidipäästöjen vähentämisen näkökulmasta.
Saksan ja Ranskan ydinvoimastrategioiden tarkastelu osoittaa, ettei kumpikaan valinta ydinvoiman suhteen ole täysin ongelmaton. Saksan sähköenergiajärjestelmän tulevaisuus on kiinni siitä, osoittautuuko lähes täysin aurinko- ja tuulivoimaan pohjautuva sähköenergiajärjestelmä teknisesti ja taloudellisesti kannattavaksi, vai onko maa pakotettu käyttämään fossiilista energiaa säilyttääkseen sähköverkkonsa tasapainon. Ranskan sähköenergiajärjestelmän tulevaisuutta puolestaan määrittää ennen kaikkea se, onnistutaanko eurooppalaisessa ydinvoimarakentamisessa ratkaisemaan sitä koko 2000-luvulla haitanneet budjetti- ja aikatauluongelmat. Saksa ja Ranska ovat kaksi Euroopan Unionin suurinta talousaluetta, ja sen myötä tärkeitä energiapoliittisia suunnannäyttäjiä Euroopan pienemmille valtioille, joiden päätöksenteossa otetaan melko varmasti huomioon näiden maiden näyttämä esimerkki.
Saksan luopuminen ydinvoimasta on edennyt suhteellisen nopeasti, vaikka käytössä olevaa ydinvoimakapasiteettia onkin vuoden 2021 alussa jäljellä huomattava määrä. Tuloksista nähdään, että poistuvaa ydinvoimatuotantoa on korvattu pääasiallisesti uusiutuvilla energianlähteillä, ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuva sähköntuotanto on vähentynyt hieman 2000-luvulla. Koska ydinvoiman myötä Saksan sähköenergiajärjestelmästä poistuu vakaa perusvoiman tuotanto, on fossiilisten polttoaineiden käytön vähentäminen tulevaisuudessa haastavaa. Ilmastonmuutoksen aiheuttaman kiireellisyyden vuoksi Saksalla on kuitenkin suuret odotukset fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämiselle, mitä ydinvoimasta luopuminen väistämättä hankaloittaa. Ratkaisuja uusiutuvan sähköenergiantuotannon vaihtelevuuden aiheuttamiin haasteisiin etsitään esimerkiksi sähköenergian varastoinnista, kulutusjoustosta ja sähköverkkojen kehittämisestä.
Ranskassa ydinvoima tuottaa noin 70 % maan omasta sähköstä, minkä lisäksi sähköenergia on maalle tärkeä vientituote. Suurin osa maan ydinvoimaloista alkaa lähestyä suunnitellun käyt töikänsä loppua, ja ydinvoiman osuuden on suunniteltu vähenevän 50 %:iin maan sähköntuotannosta vuoteen 2035 mennessä, kun taas aurinko- ja tuulivoiman määrän on suunniteltu kasvavan. Voimaloiden käyttöikien pidennysten lisäksi vanhoja ydinvoimaloita on suunniteltu korvattavan osittain ranskalaissuunnitteisella EPR-laitostyypillä, jonka pilottihanke Flamanville 3 on kohdannut merkittäviä budjetin ylityksiä ja aikataulun viivästymisiä. Pilottilaitoksen ja vastaavien ulkomaisten laitosten ongelmien takia panokset on ranskalaisessa suunnittelu- ja kehitystyössä kohdistettu uudentyyppiselle EPR2-laitokselle sekä täysin uuteen reaktorisuunnitteluun perustuvalle neljännen sukupolven ydinlaitokselle. Jos ydinvoimarakentamisen budjetti- ja aikatauluongelmat saadaan ratkaistua, on uuden ydinvoiman ja uusiutuvan energian yhdistelmä tehokas ratkaisu hiilidioksidipäästöjen vähentämisen näkökulmasta.
Saksan ja Ranskan ydinvoimastrategioiden tarkastelu osoittaa, ettei kumpikaan valinta ydinvoiman suhteen ole täysin ongelmaton. Saksan sähköenergiajärjestelmän tulevaisuus on kiinni siitä, osoittautuuko lähes täysin aurinko- ja tuulivoimaan pohjautuva sähköenergiajärjestelmä teknisesti ja taloudellisesti kannattavaksi, vai onko maa pakotettu käyttämään fossiilista energiaa säilyttääkseen sähköverkkonsa tasapainon. Ranskan sähköenergiajärjestelmän tulevaisuutta puolestaan määrittää ennen kaikkea se, onnistutaanko eurooppalaisessa ydinvoimarakentamisessa ratkaisemaan sitä koko 2000-luvulla haitanneet budjetti- ja aikatauluongelmat. Saksa ja Ranska ovat kaksi Euroopan Unionin suurinta talousaluetta, ja sen myötä tärkeitä energiapoliittisia suunnannäyttäjiä Euroopan pienemmille valtioille, joiden päätöksenteossa otetaan melko varmasti huomioon näiden maiden näyttämä esimerkki.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8452]