Julkaistu: 9.4.2002
Simo Vahvelainen
Ytimen ympärillä
Toukokuussa suomalaiset alkavat kirjoittaa jälleen yhtä uutta lukua energiapoliittisiin päätöksiinsä. Eduskunta ryhtyy tuolloin puntaroimaan lupahakemusta uuden ydinvoimalaitosyksikön rakentamisesta. Jos lupa tulee, Suomi saa uuden, viidennen ydinreaktorin joko Loviisaan tai Olkiluotoon.
Keskusteluissa yksimielisyys ja erimielisyys ovat vaihdelleet vuoroparein, horjunta on ollut välillä voimakastakin. Painotukset liikkuvat vaihdellen ydintekniikan ja energiatalouden, kansantalouden ja ympäristön, psykologian ja sosiologian näkökulmissa. Mikä sitten lopulta lieneekään keskeisin asia, joka meidän tässä yhteydessä pitäisi tunnistaa, vai palautuuko se ainoastaan yhden ja jokaisen ihmisen epävarmuuteen, oman näkökulman ailahteluun? Tässä artikkelissa tarkastellaan niitä neljää ydinteemaa, joiden ympärille keskustelu on kietoutunut.
Energiatalous
Useimpien muiden maiden tapaan Suomi turvautuu energiankäytössään uusiutuviin ja uusiutumattomiin energianlähteisiin. Näiden suhde on sekä luonnonoloista riippuvaista että yhteiskunnallisen valinnan seurausta. Suomessa fossiilisten polttoaineiden osuus energiankulutuksesta oli 1970-luvun puolivälissä 80 prosenttia, mutta se on supistunut nykyisellään noin 50 prosenttiin. Tuloksessa on sekä sattumaa että päämäärää. Uusiutuvien energianlähteiden eli vesi- ja tuulivoiman, biopolttoaineiden ja turpeen yhteenlaskettu osuus energiankulutuksestamme on 29 prosenttia.
Sähkön tuotantolähteet jakautuvat eri tavoin, koska energiaa (ts. primäärienergiaa) käytetään sähkön tuotannon lisäksi lämmön tuotantoon ja moneen muuhunkin kuten autojen tai maastotyökoneiden liikuttamiseen. Primäärienergiasta, jonka vuosittainen käyttömäärä Suomessa vastaa lämpöarvoltaan noin 32 miljoonaa öljytonnia, käytetään sähkön tuottamiseen noin 39 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että fossiilisten polttoaineiden osuus on pienempi sähkön tuotannosta kuin primäärienergian käytöstä, koska erityisesti vesi- ja ydinvoimaa ei oikeastaan käytetä muuhun kuin sähkön tuottamiseen.
Ydinvoimalla tuotetaan 32 prosenttia sähköstä eli melkein kolmasosa. Yksi lisäreaktori lisäisi tätä osuutta noin 40 prosenttiin. (Nämä luvut hieman laskevat, jos tuontisähkö sisällytetään tuotantomääriin.) Ydinvoimakysymys on erityisesti sähköntuotantokysymys.
Sähkön vuosikäyttö Suomessa on nykyisin noin 80 terawattituntia. Tästä määrästä Suomen oma tuotanto on noin 67 terawattituntia. Loppuosa on tuontisähköä Ruotsista, Norjasta ja Venäjältä. Sähkönkulutuksen kasvuksi tällä vuosikymmenellä on ennustettu noin 1 terawattitunti vuotta kohti eli noin 1,3 prosenttia vuodessa. Näin pieni sähkönkulutuksen kasvuprosentti oli viimeksi lamavuonna 1991 ja sitä ennen kymmenen vuotta aiemmin. Ennustetulla kasvulla sähkönkulutus olisi Suomessa vuonna 2010 noin 90 terawattituntia ja kymmenen vuotta myöhemmin 99 terawattituntia.
Sähkön kulutusmäärän oletetaan kasvavan kansantuotteen kasvun tahdissa. Tämä ei kuitenkaan näytä vuositasolla toteutuneen, sillä kasvun samankaltaisuudesta huolimatta keskimääräinen kasvuvauhti sähkönkulutuksessa on ylittänyt kansantalouden keskimääräisen kasvun aina viime vuosikymmenen alkupuolelle saakka. Sen jälkeen sähkönkulutus on edelleen kasvanut, mutta kansantuote sitäkin nopeammin (kuvio 1).
Tämä tarkoittaa, että taloutemme sähköriippuvuus on ollut laskussa, mitä voidaan kuvata niin sanotulla sähköintensiteetillä eli sähkön kulutusmäärällä suhteessa bruttokansantuotteeseen (kuvio 2). Tulokseen on vaikuttanut erityisesti kansantuotteen kasvuluvut aloilla, joiden sähkö- ja energiaintensiteetti ovat perinteisempiä toimialoja matalampia.
Kuvio 1. Sähkönkulutuksen ja bruttokansantuotteen vuosimuutokset Suomessa 1975-2001
Kuvio 2. Suomen kansantalouden sähköintensiteetti 1975-2001
Ydinenergia
Atomin ydin on yhtä salaperäinen kuin muutkin ytimet. Ja ehkä vieläkin salaperäisempi: hajotessaan se muodostaa uusia ytimiä, alkuperäistään horjuvampia. Kun uraaniatomin ydin halkeaa, syntyy valtava tai oikeastaan uskomaton määrä energiaa. Gramma uraani 235:sta vastaa kolmen hiilitonnin energiaa eli painoltaan yhtä osaa kolmesta miljoonasta.
Samalla atomista tai sen ytimestä irtoaa säteily, jota sanotaan radioaktiiviseksi ja joka lävistää kohteensa tehokkaammin kuin mikään muu säteilytyyppi. Ytimen hajoamistuloksena syntyy myös lämpö, joka on peruskysymys ydinvoiman käytössä energianlähteenä. Ydinreaktorissa ylläpidetään keinotekoinen ja hidastettu ytimen halkeamisen ketjureaktio, jolloin lämpöä syntyy jatkuvasti kuten polttolaitoksessa. Fissiossa ytimen haljetessa syntyy kaksi epästabiilia ydintä, joiden yhteenlaskettu massa on pienempi kuin alkuperäisen ytimen. Tämä massavaje vapautuu energiana Einsteinin kaavan E = mc2 mukaisesti. Keskikokoisessa reaktorissa muuttuu yhden vuoden aikana alle kilogramma polttoainetta energiaksi.
Ydinvoimala toimii kuten muutkin lauhdevoimalat. Ydinpolttoaineella aikaansaatu lämpö siirtyy veteen, joka höyrystyy tai paineistuu ja ohjautuu joko suoraan tai höyrynkehittimeen kautta lauhduttimeen. Välissä ovat turbiinit, ja näin lämmöstä on tuotettu mekaaninen energia, kaiken sähköntuotannon välttämättömyys. Kun turbiinit pyörivät, ne pyörittävät myös generaattoria, jossa energia muuttuu sähkömagneettiseen muotoon ja on valmiina johdettavaksi valtakunnalliseen sähköverkkoon, ja sitä kautta pienjännitteisiin verkkoihin aina kotilieteen saakka.
Ydinvoimalassa syntyy lämpöenergiaa kolminkertainen määrä siihen nähden, mitä sen tuottamasta energiasta siirtyy sähköverkkoon. Kysymys ei ole tuhlauksesta vaan reaktoriveden välttämättömästä jäähdyttämisestä lauhdevoimalan prosessissa. Tämä 'ylimääräinen' lämpö johdetaan jäähdytysvesinä joko mereen, mistä syystä voimalat ovat merivedenrajassa, tai haihduttamalla suoraan ilmaan, mistä syystä sisämaassa olevat jäädytystornit höyryävät. Usein niitä luullaan reaktoreiksi.
Jäähdytysvedet eivät voi kuin vakavan vian tai onnettomuuden seurauksena olla radioaktiivisia. Tshernobylissä petti koko jäähdytysjärjestelmä erilaisten tehonnostokokeiden vuoksi, mikä johti reaktorin hallitsemattomaan ylikuumenemiseen, räjähdykseen, reaktorin sulamiseen ja tulipaloon, joka nosti taivaalle radioaktiivisia aineita tuulen kuljetettaviksi.
Normaalitilanteessa juuri nämä mereen laskettavat jäähdytysvedet aiheuttavat ydinvoimalan suurimman paikallisen ympäristökuorman. Ne lämmittävät voimalan merialueen vettä siinä määrin, että alueen perinnebiologia saattaa olla uhattuna. Näiden lämpöpäästöjen lisäksi ydinvoimatuotannon ympäristöriskit ovat onnettomuuksissa ja jätehuollossa.
Säteilyturvakeskus on edellyttänyt uuden reaktorin suojaamista erityisesti ulkoisilta riskeiltä. Voimalan rakenteiden pitää kestää niin sota- kuin matkustajakoneen törmäys ja suojata erityisesti sen jäähdytys- ja hätäjäähdytysjärjestelmän toimivuus. Voimalan käytössä vakavimmat seuraukset aiheutuvat nekin liian suuresta lämpökeskittymästä reaktorin sydämessä, kun joko jokin osajärjestelmä pettää tai sattuu samalla kertaa monia virheitä. Nämä ovat kuitenkin erittäin epätodennäköisiä.
Ydinvoimalan jätehuolto sisältää niin toiminnan aikaiset jätteet kuin voimalan purkamisenkin, jota toistaiseksi ei ole tehty missään. Jätehuolto myös jatkuu tuotannon päättymisen jälkeen. Nykyisten voimaloiden jätteiden sijoitustilat on suunnitelmien mukaan suljettu vuonna 2060, minkä jälkeen jätteiden omistusoikeus ja vastuu niistä siirtyvät valtiolle.
Ydinvoimaloiden jätemäärät Suomessa ovat hyvin pienet, vain tuhannesosa esimerkiksi koko maan ongelmajätteistä ja tätäkin pienempi osa voimaloissa kertyvästä tuhkasta. Siitä huolimatta tämä noin 600 tonnin vuotuinen radioaktiivisten jätteiden kertymä on melkoinen jätteiden ydinkärki.
Noin 100 tonnia voimaloiden jätteistä on reaktorista vaihdettuja, korkea-aktiivisia polttoainesauvoja. Loppuosa on niin sanottua voimalaitosjätettä eli laitteisto- ja muuta romua sekä suojavarusteita ja toisaalta vedenpuhdistuksen ja -käsittelyn jätteitä. Nämä kaikki ovat matala- tai keskiaktiivisia.
Polttoainesauvojen ja voimalaitosjätteen käsittely poikkeaa toisistaan. Sauvat ovat edelleen loppusijoittamatta niin Suomessa kuin kaikkialla muuallakin maailmassa, ja ne ovat varastoituina vesialtaissa voimaloiden alueella. Sen sijaan voimalaitosjätteet haudataan Suomessa maan uumeniin kallioluoliin noin 100 metrin syvyyteen tiivistettyinä ja pakattuina.
Käytetty ydinpolttoaine eli polttoainesauvat on sijoitettava paljon syvemmälle maankamaraan perusteellisesti kapseloituna metalliin ja bentoniittiin. Jälkimmäinen on hieman joustavuutta omaava betoniseos. Ongelma on siinä, ettei ytimien halkeaminen ole loppunut silloin kun sauva poistetaan reaktorista. Ydinjätteen säteilyvoimakkuus vähenee noin tuhannesosaan 40 vuodessa, sadastuhannesosaan 1 000 vuodessa ja lopulta luonnonuraanin tasolle miljoonassa vuodessa.
Jos suuret luonnonmullistukset jätetään huomiotta, suurin huolenaihe radioaktiivisten jätteiden sijoittamisessa on vesi. Vesi on nopea kuljetin, ja pohjaveden nousu luolastoihin ja sen virtaukset saattavat siirtää radioaktiivisia aineita pois jätteiden sijoituspaikasta.
Itse ydinvoimaloiden purkutarve voi tulla jopa jo 25 käyttövuoden jälkeen, yleensä kuitenkin myöhemmin. Reaktoreita usein korjaillaan käyttöiän pidentämiseksi. Suomeen suunnitellun uuden reaktorin käyttöikä on lupahakemuksessa arvioitu 60 vuodeksi.
Sähkö ja yhteiskunta
Sähkön suurtuotanto on tuotantoelämän välttämättömyys, mutta yhteiskunta on alati sähköistynyt myös muilta toiminnoiltaan. Teollisuuden osuus sähkönkulutuksesta on tosin edelleen noin 55 prosenttia (kuvio 3), mutta esimerkiksi vielä vuonna 1970 sen osuus oli enemmän kuin 10 prosenttiyksikköä suurempi. Sähkö ilmentää kehitystä, muutosta ja kykyä.
Kuvio 3. Sähkönkulutus aloittain 2001
Sähköistyksen historian yhden auktoriteetin Thomas P. Hughesin mukaan teknologiset järjestelmät ovat sidoksissa yhteiskuntaan. Sähköverkon rakentamisessa ruumiillistuvat yhteiskunnan fyysiset, intellektuaaliset ja symboliset resurssit.
Imatrankosken valjastus (1921-30) oli suurponnistus, josta syntyi Euroopan suurimpiin kuuluva voimala. Se toteutettiin erittäin kansallisessa hengessä. Tämän "Suomen luonnon suuren jättiläisen" patoaminen energiantuotantoon "osoitti henkisen kehityksemme astetta", oli "kansamme ylpeys" ja "kansallisen rikkautemme väkevin ilmaus".
Ydinvoiman lisärakentamisessa ei näytä olevan aineksia suurille kansallisille tunteille, eikä sen kummemmin suurelle sosiaaliselle konfliktille, vaikka suunnitellun reaktorin tehosta tulisi jopa kymmenkertainen Imatran vesivoimalaan verraten. Kysymys nähdään enemmän pragmaattisena: energiantuotannon lisäys halutaan toteuttaa markkinoiden välttämättömyyksistä, työllisyydenhoitona, kilpailukyvyn turvaamiseksi, Kioton sopimusvelvoitteiden täyttämiseksi. Pikemminkin siitä yritetään tehdä konfliktikysymystä, ja tähän ovat käytössä koetellut pelinappulat kuten naapuririippuvuus, kansallinen historia, luonnonsuojelu. Puheita pidetään vastapelureille, vaikkei heitä paikalla näkyisikään. Ja vastapuoli leimataan puolesta sanasta.
Maailmalla näyttäisi Itä-Aasiaa lukuun ottamatta olevan melko periaatteellinen kanta ydinvoiman käytön vähentämiseksi päätellen ydinreaktorien tilaus- ja rakentamiskannan määristä. Tosin näiden tilastojen tulkinnassa saattaa piillä vaara: miksi esimerkiksi Ranskassa rakennettaisiin uusia reaktoreja, kun vanhoistakin kertyy ylituotantoa. Toisaalta ydinvoimaloita tilataan ja rakennetaan edelleen: viime vuosikymmenellä aloitettiin yli 30 reaktorin rakennustyöt - mikä tosin on vain sama määrä kuin 1970-luvulla vuositasolla.
Kestävän kehityksen periaate ei anna vastausta siihen, pitäisikö energiaa tuottaa ydinvoimalla vai ei. Kestävään kehitykseen ei ehkä kuitenkaan kuulu teknisten riskien otto, ja tässä mielessä ydinvoiman lisärakentaminen muistuttaa 60-luvun teknologisen modernismin henkeä. Mutta toisaalta akuutit ongelmat kasvihuonekaasujen kanssa eivät anna vastauksia pitkään odottaakaan.
Ydinvoiman lisärakentamisen painavin peruste niin hakijoille kuin valtioneuvostolle on yhteiskunnan kokonaisetu. Tällöin luonnollisesti rakentamatta jättäminen on kokonaisedun vastaista. Vastakkain ovat kuitenkin kaksi eri asiaa: sähköntuotannon kasvutarve ja toisaalta seuraukset niistä keinoista, joilla kasvu toteutetaan. Edelleen tästä juontuu kaksi yhteiskunnallista riskiä: kansantuotteen kasvun hidastuminen ja väestöonnettomuus.
Jos uusi rakennettu reaktori 60 vuoden kuluttua on tuottanut 800 terawattituntia sähköä yhteiskunnan tarpeeseen, se on purettu, jäteluolat suljettu ja mitään onnettomuutta tai vahinkoa ei ole sattunut, koko riskivaroittelu on ollut koiran haukuntaa. Mutta toisaalta sitten kaikki ylevät sanat ja riskien vähättely muuttuvat typeryyden osoitukseksi, jos jotakin kriittistä turvallisuudessa sattuu. Päättäminen on tuskaista.
Lisäydinvoiman rakentamisesta on korostettu, ettei siitä synny minkäänlaista maksua yhteiskunnalle. Riskianalyyttisestä näkökulmasta asian kuitenkin voi nähdä toisin. Yhteiskunta kantaa ydinvoimasta riskiä, mitä ilman rakentaminen ja ylläpito tulisi taloudellisesi paljon vaikeammaksi.
Jos ydinvoimayhtiön omavastuu onnettomuuksien varalta olisi "markkinahintainen" ja saman suuruinen kuin USA:ssa, vastuusummat nousisivat 30-kertaisiksi. Edelleen yhteiskunnan tuotantofunktiossa energiantuotannon skaalaetu saattaa syntyä hajauttamisesta, ei keskittämisestä. Suomen luonnonsuojeluliitto vertaa tätä mikrotietokoneisiin siirtymiseen, jolloin teho ja kapasiteetti kohosivat keskustietokonejärjestelmään verrattuna. Vaihtoehtoiskustannukset eli valitun ja tuottoisimman keinon välinen erotus jäävät tietysti yhteiskunnan tappioksi.
Tulevaisuudesta on odotettavissa, ettei ydinvoiman lisärakentaminen tai sen halukkuus pysähdy nykyiseen. Koska voimaloiden käyttöikä on rajallinen ja voimaloiden infrastruktuurit jo rakennetut, ne jäisivät käyttämättömäksi ilman reaktoreja. Voidaan tietysti ajatella, että teknologisten innovaatioiden lisäksi jokin sosiaalinen läpimurtokin on mahdollinen energiataloudessamme, vaikkei todennäköinen.
Jos hakemus ja valtioneuvoston periaatepäätös hyväksytään, ydinvoiman lisärakentaminen alkanee ennen vuosikymmenen puoltaväliä, ja rakennusaika on noin neljä vuotta. Tällöin laitos olisi toiminnassa ennen vuotta 2010 ja hinta arviolta 1,7-2,5 miljardia euroa. Sen teho olisi 1 000-1 600 megawattia eli suurimmillaan lähes 70 prosenttia nykyisten neljän reaktorin yhteistehosta.
Mielipideilmastot
Mielipiteistä ei ole totuuden kriteereiksi. Epäilevä maailmakuulu ympäristövisionääri Bjørn Lomborg kirjoittaa, että asenteellisilla mielipiteillä on huijattu ihmisiä koko maapallon mitassa ja saatu kehitys näyttämään täsmälleen päinvastaiselta kuin se pitkien tilastoaikasarjojen valossa todellisuudessa on. Näemme maailman sellaisena kuin viiteryhmämme sen meille esittää, näkemyksemme ei pohjaudu tietoon. Ystävämme ja tuttavamme ovat enemmän itsemme kanssa samanlaisia kuin väestö keskimäärin. Näin Lomborg näkee myös ydinvoiman käytön vähenemisen johtuvan siitä meluisasta keskustelusta, jota käydään ydinvoiman turvallisuudesta: painotetaan paria onnettomuutta, mikä horjuttaa ihmisten luottamusta tähän energialähteeseen.
Tosin Lomborg kuitenkin monien muiden tavoin uskoo taloudellisen kannattamattomuuden tai tehottomuuden olleen keskeisenä syynä siihen, ettei ydinvoiman käyttö ole levinnyt nykyistä suuremmaksi eli noin 6 prosenttiin maailman energiantuotannosta ja kymmeneen prosenttiin sähköstä. Ydinvoiman turvallisuuden hän ei usko olevan sitä luokkaa, mitä nykynormit vaativat. Hän kuitenkin halajaa ydinvoiman maagisen materiaalitehokkuuden perään: hyötyreaktori luo jopa enemmän polttoainetta kuin kuluttaa sitä.
Suomessa mielipiteet ydinvoiman ympäristöystävällisyydestä ovat kuitenkin olleet melko vakaat lähes 20 vuotta, mikä viittaisi siihen, että asenteelliset mielipiteet ovat syvemmässä kuin pelkkien hokemien ja viiteryhmän mielipiteiden varassa. Ei edes Tshernobylin onnettomuudesta 1986 aiheutunut epäilyn kasvu ollut pitkäikäistä.
Ennen kaikkea on havaittavissa, että suomalaiset ovat suhteessaan ydinvoiman ympäristöystävällisyyteen selkeästi polarisoituneita. Puolesta ja vastaan on melko kiinteästi samansuuruinen osa väestöstä (kuvio 4). Väestöryhmät kumminkin puolin ovat tunnistettavia: ydinvoima on ympäristöystävällisempää poliittisesti konservatiiveille, ydinvoimapaikkakunnille, miehille ja akateemisille, mutta vähemmän ympäristöystävällistä naisille, vihreille ja maatalousyrittäjille.
Sen sijaan suomalaiset ovat erittäin epätietoisia syöpään sairastumisen vaarasta ydinvoimalan ympäristössä. Joinakin vuosina yli 40 prosenttia ihmisistä ei ole osannut sanoa edes mielipidettään asiasta. Niiden keskuudessa, joilla mielipide asiasta on, kehitys näyttää kuitenkin kulkevan yhä luottavaisempaan suuntaan ydinvoiman säteilyturvallisuudesta (kuvio 5).
Kuvio 4. "Ydinvoima on ympäristöystävällinen tapa tuottaa sähköä"
Kuvio 5. "Syöpään sairastumisen vaara on suuri ydinvoimaloiden ympäristössä"
Tätä suuntausta osoittaa myös tutkimus kansalaisten suhtautumisesta ja huolestuneisuudesta ympäristöasioihin. Vuoden 2000 lopulla suomalaisten huoli ydinvoimaloiden jätteistä oli pienempi kuin kertaakaan vuoden 1983 jälkeen ja huomattavasti pienempi kuin kuusi vuotta aiemmin, jolloin tutkimus edellisen kerran tehtiin. Sen sijaan maailmalaajuisista ympäristöhuolista suomalaisten mielipiteissä kakkossijan sai ydinvoimaloihin sisältyvä riski. Peräti 57 prosenttia suomalaisista ilmoitti olevansa asiasta 'erittäin huolestunut'. Yksittäisistä ympäristöongelmista tämän huolestuneisuuden ylitti vain huoli maailman metsävarojen tuhoutumisesta.
Lähteet:
Auer, Jaakko - Teerimäki, Niilo 1982: Puoli vuosisataa Imatran Voimaa. Imatran Voima Oy:n synty ja kehitys 1980-luvulle. Helsinki.
Energia 1/2002, s. 10-11: KTM: ministeri Sinikka Mönkäreen haastattelu.
Energiatilastot 2000. Energia 2001:2. Tilastokeskus.
Herranen, Timo 1996: Valtakunnan sähköistyskysymys. Strategiat, siirtojärjestelmät sekä alueellinen sähköistys vuoteen 1940. (väitös) Bibliotheca Historica 14. Suomen Historiallinen Seura. Helsinki.
Hyvä tietää uraanista. Energia-alan keskusliitto ry. www.energia.fi/finergy.
Kuisma, Juha 2001: Matka ympäristöyhteiskuntaan. Tilastokeskus.
Lomborg, Björn 2001: The Skeptical Environmentalist, Measuring the Real State of the World. Cambridge University Press.
Mäenpää, Ilmo 1998: Kansantalous, energia ja päästöt. Ympäristö 1998:1. Tilastokeskus.
Nurmi, Markku: Ydinvoimatilaukset romahtaneet maailmalla ... vain Itä-Aasiassa joitakin tilauksia. Ympäristö2/2002. YM ja SYKE.
Suomalaiset ja ympäristö. Ympäristö ja luonnonvarat 2002:1. Tilastokeskus
Suomen luonnonsuojeluliitto r.y.:n lausunto uuden ydinvoimalayksikön rakentamista koskevaan periaatepäätöshakemukseen/ Lausuntopyyntö 4/330/2000. Annettu 28.2.2001.
Valtioneuvoston periaatepäätös TVO:n hakemukseen liitteineen.
Vahvelainen, Simo - Salomaa, Eila 2000: Tuotannon ja kulutuksen jätteet. Ympäristö ja luonnonvarat 2000:5. Tilastokeskus.
Ydinjätteen loppusijoitus kallioon. Säteilyturvakeskus.
Kirjoittaja on yliaktuaari Tilastokeskuksen ympäristötilastosta.
Päivitetty 9.4.2002
Lisätietoja:sähköposti: tietoaika@tilastokeskus.fi