Esko Seppänen

Fossiilisten aineiden hupeneminen, niiden kallistuminen sekä kasvihuonekaasujen vähentämistarve ovat nostaneet lisäydinvoiman rakentamisen poliittiselle esityslistalle.

Ydinsähkön etuihin kuuluu se, että polttoaineen osuus tuotantokustannuksista on sen hinnannoususta huolimatta alhainen: 5 % sähkön tuotantokustannuksesta. Öljyn ja kaasun hinnan kallistuminen vaikuttaa sähkön loppuhintaan paljon suuremmalla osuudella.

EU:ssa energiantuotantoon käytetään vuosittain 1 726 miljoonaa öljytonnia vastaava määrää (Moe) polttoainetta. EU-energiasta tuotetaan öljyllä 37 %, kaasulla 24 %, kivihiilellä 18 %, ydinvoimalla 15 % ja uusiutuvilla resursseilla (mukaan lukien vesivoima) 6 %.

Koko maailman sähköntuotannosta ydinvoiman osuus oli vuonna 2004 15,7 % (lähde: International Energy Agency, IEA) ja kaiken primäärienergian tuotannosta 6,5 %.

Ennnuste: uraanin tarve kasvaa

Maailmassa toimii 440 kaupallista ydinreaktoria, niistä Euroopassa 152.

Ydinvoiman tuotantokapasiteettia oli vuonna 2004 maailmassa 369 GW, ja Kansainvälinen atomienergiavirasto (IAEA) ennustaa sen kasvavan vuoteen 2025 mennessä 449-533 GW:iin. Kun teollisuus tarvitsee tänään uraania 67 320 tonnia, sen vuosittaisen käytön ennustetaan kasvavan vastaavasti 82 000-100 000 tonniin.

Ydinvoimateollisuuden uuskasvu sijoittuu Aasiaan. Alan suuryhtiön Arevan mukaan Euroopassa on rakenteilla 2 ja suunnitteilla 12 reaktoria, kun taas muualla suunnitellaan 204 uutta reaktoria (joista Kiinassa 63, Intiassa 24, USA:ssa 23, Japanissa 12 ja Venäjällä 10). Itä-Aasiassa kapasiteetti kaksinkertaistuu, Euroopassa se vähenee.

Vuonna 2004 uraanin uustuotanto ydinvoimateollisuutta varten oli 42 000 tonnia, mutta ylisuurten varastojen purkautuessa ja pommien purkamisen loppuessa tarvitaan lisää uraaninlouhintaa.

Kivien alhainen uraanipitoisuus

Yksi reaktori käyttää keskimäärin 150-160 tonnia uraania vuodessa. Sitä saadaan erotetuksi kiviaineksista, joista kelpaavat louhintaan sellaiset esiintymät, joissa uraania on 100-200 grammaa tonnissa (0,01-0,02 %).

Yhden reaktorin polttoaineuraanin louhinta tuottaa siis vuodessa 8-16 miljoonaa tonnia jätekiveä!

Louhinnassa tuhansia tonneja radioaktiivista kiveä muutetaan luonnontilasta jätteeksi, ja prosessin seurauksena uraania (ja radioaktiivisuutta) leviää hiukkasina ja pintavesissä laajalle kaivosten ympäristöön. Parhaassakin tapauksesta uraanista saadaan louhoksella talteen vain 90 %, ja loppu radioaktiivinen kivi jää kaivosalueelle.

Liuottamismenetelmällä ja kemikaaleilla (rikkihappo, typpihappo, ammoniakki jne.) kivistä erotetussa uraanissa saanto saattaa olla vain 25 prosenttia, mutta menetelmä on halpa, tosin aikaa viepä.

Kun kaivoksella kivestä erotetaan uraani ydinvoimateollisuuden tarpeisiin (tuottamalla ns. keltakakkuja, yellowcakes) kivijätteeseen saattaa jäädä jäljelle 85 prosenttia sen radioaktiivisuudesta sitoutuneena muihin aineisiin (thorium-230 ja radium-226). Avokaivoksilla radioaktiivisuus nostetaan esiin maan alta.

Uraanin rikastaminen

Raakauraani ei ole valmista polttoainetta vaan se pitää rikastaa. Keltakakuissa on vain 0,7 % polttoaineuraania (U-235), ja siksi ne pitää sekoittaa fluoriin ja lämmittää, jotta kaasusta voitaisiin erottaa pois raskaampi U-238 ja saavuttaa tarvittava 3,5 prosentin U-235 -pitoisuus.

Uraanin rikastaminen vaatii suunnattomasti energiaa, ja esimerkiksi Arevalla Ranskassa uraanin rikastus vaatii kolmen ydinreaktorin tehon.

Samassa prosessissa syntyy myös ympäristöongelma: jäljelle jää 85 kaasusta. Köyhdytetty (depleted) uraani pitää säilöä kylmässä, jotta se ei kaasuuntuisi uudelleen ja vapauttaisi radioaktiivisuutta. USA:ssa on tätä lajia ainetta syntynyt 50 vuoden aikana ja varastoitu 500 000 tonnia.

Maapallon uraanivarat

Tietoja maapallon uraanivaroista on kerätty IAEA:n ja OECD:n (NEA) joka toinen vuosi julkaisemaan "Punaiseen kirjaan", jonka viimeisin päivitys on 1.1.2005 ja johon sisältyy tietoja 43 uraania tuottavasta maasta.

Jos hyödynnetään uraania, jonka tuotanto maksaa alle 80 dollaria kilolta, maapallon uraanivarat ovat 3,8 miljoonaa tonnia ja riittävät ne nykykulutuksella 50 vuodeksi. Jos tuottaminen saa maksaa 130 dollaria/kilo, tunnettuja uraanivaroja on 4,7 miljoonaa tonnia.

Kallioperien radioaktiivisuuden perusteella samat järjestöt arvioivat, että löytämättömiä varantoja on 10 miljoonaa tonnia. Jos mukaan lasketaan myös fosfaatteihin sitoutunut uraani, niissä arvellaan olevan 22 miljoonaa tonnia uraania.

Uraanintuotannosta eri maiden osuus oli seuraavanlainen: Kanada 29 %, Australia 22 %, Kazakstan 9 %, Venäjä 8 %, Niger 8 %, Namibia 8 %, Uzbekistan 5 % ja muut 11 %. Maan alta tästä tuotannosta louhittiin 39 % ja avokaivoksista 28 %.

Eurooppalainen ydinsähköteollisuus on riippuvainen 95-prosenttisesti riippuvainen tuontiuraanista.

Kiinan uusi suurtarve vastaa muuten Australian koko tuotantoa (ja Australia lienee valmis tyydyttämään siitä kolmanneksen).

Maapallolla tunnetut uraanivarat jakautuvat toisella tavalla kuin tuotanto: Australia 24 %, Kazakstan 17 %, Kanada 9 %, USA 7 %, Brasilia 6 %, Namibia 6 %, Niger 5 %, Venäjä 4 %, Uzbekistan 2 %, Intia 1,4 %, Kiina 1,3 % ja muut 17,3 %.

Suurimmat reservit ovat Australiassa. Sieltä tiedetään, että kaikkea tunnettua uraania ei - ympäristösyistä - saada käyttöön, ja siltä osin käyttöön saatavat resurssit ovat eri asia kuin olemassa olevat resurssit.

Teollisuus on riippuvainen uraanista

Kun aseteollisuuden ylimääräiset pommit on purettu, ydinlaitosten polttoainetarve saadaan uustuotannosta.

Uraani on avainasemassa, sillä ainakaan vielä ei reaktoreissa osata hyödyntää muita alkuaineita. Oman polttoainetarpeensa tyydyttäviä kiihdytinreaktoreitakaan (fast-breed reactors) ei saada tuotantoon ainakaan seuraavan 20 vuoden kuluessa.

Ydinvoimaloiden polttoainetta (MOX) osataan valmistaa käytetystä uraanipolttoaineesta, mikä vähentää uuden uraanin tarvetta (ja herättää kysymyksen käytetyn ydinpolttoaineen kierrätystarpeesta hautapaikkojen kaivamisen sijasta).

Kun ruvetaan louhimaan alhaisia uraanipitoisuuksia (alle 100 grammaa tonnissa), ydinpolttoaineen ongelmia lisää kasvava kaivosten (ja niiden jälkihoidon) energiantarve ja kasvavat jätteen (kiviaines, pöly, hiukkaset, pintavedet, kemikaalit) käsittelyn kustannukset.

Samoja ongelmia liittyy myös uusien laitosten perustamiseen; tarvitaanhan jokaisessa reaktorissa yksinomaan puhtaita jäähdytysvesiä yli 100 miljoonaa litraa.