In koude winterklimaten verbruikt het verwarmen van woningen en andere gebouwen veel energie. In Europa worden de huizen van 60 miljoen mensen verwarmd door 3.500 lokale stadsverwarmingsnetwerken. Verwarming is een belangrijke bron van CO2-uitstoot, wat betekent dat de diepgaande decarbonisatie van het energiesysteem een breed scala aan alternatieven voor fossiele verwarmingsbrandstoffen vereist.
Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelt Steady Energy, een spin-off van VTT, de LDR-50 kleine modulaire reactor (SMR) voor stadsverwarming en laagtemperatuur industriële toepassingen. De technologie is gericht op commercieel gebruik in de jaren 2030.
Een lage CO2-voetafdruk voor kernenergie
Kernenergie wordt erkend als een van de laag-koolstof energiebronnen. Het Intergouvernementeel Panel inzake Klimaatverandering (IPCC) plaatst bijvoorbeeld de koolstofvoetafdruk van nucleaire elektriciteit op hetzelfde niveau als windenergie. Vergelijkingen waarbij kernenergie als een van de alternatieven wordt beschouwd, zijn echter nog niet gemaakt voor de verwarmingssector, waar de energieproductie, distributie en consumptie anders zijn dan bij elektriciteit.
De VTT-studie evalueerde de koolstofvoetafdruk van warmte geproduceerd met behulp van de LDR-50 reactortechnologie, samen met andere negatieve milieueffecten gedurende de levenscyclus van de productie. Kernreactoren produceren geen rookgasemissies, en de milieueffecten bestaan uit indirecte bijdragen van de nucleaire brandstofcyclus, evenals de bouw, exploitatie, onderhoud en ontmanteling van de verwarmingsinstallaties.
De studie maakte gebruik van de standaard Life Cycle Analysis (LCA) methodologie, die rekening houdt met de energie- en materiaalketens van de verschillende fasen van de levenscyclus, samen met de bijbehorende emissies. LDR-50 specifieke parameters werden gebruikt als invoergegevens voor de evaluatie van de bijdragen van de brandstofcyclus. Omdat de technologie nog in ontwikkeling is, waren schattingen voor de bouw van de installatie en de verschillende fasen van exploitatie gebaseerd op conventionele kerncentrale technologie.
Laag-koolstof warmte
De specifieke emissies voor warmte geproduceerd door de LDR-50 verwarmingsinstallatie werden geschat op 2,4 gram CO2 per kilowattuur. Het resultaat werd vergeleken met andere veelgebruikte brandstoffen voor stadsverwarming, zoals steenkool, aardgas en turf, evenals verschillende biobrandstoffen. Het emissiecijfer voor de nucleaire optie was het laagste in de vergelijking. Het verschil was aanzienlijk, vooral vergeleken met fossiele brandstoffen. Vergelijkbare emissies voor aardgas en steenkool waren bijvoorbeeld respectievelijk 282 gram CO2 per kilowattuur en 515 gram CO2 per kilowattuur.
Naast verbrandingsbrandstoffen werden de specifieke emissies vergeleken met directe elektrische verwarming en warmtepompen. De koolstofvoetafdruk van deze verwarmingsopties wordt grotendeels bepaald door de specifieke emissies van elektriciteit die in het proces wordt verbruikt. Om rekening te houden met de variatie in elektriciteitsbronnen, werden de gemiddelde emissiecijfers van verschillende Europese landen in de vergelijking opgenomen. De koolstofvoetafdruk van de nucleaire optie was vergelijkbaar met verwarming met warmtepompen in landen met een schone elektriciteitsmix, zoals Zweden en Frankrijk, en aanzienlijk lager in vergelijking met netwerken met een groot aandeel fossiele productie (bijv. Polen, Tsjechië en Duitsland).
Lage milieu-impact in alle categorieën
Naast broeikasgasemissies werden de negatieve milieueffecten van nucleaire stadsverwarming en conventionele verwarmingsbrandstoffen geëvalueerd voor 12 verschillende impactcategorieën. Een bredere vergelijking biedt een beter totaalbeeld om de verschillende verwarmingsopties tegen elkaar af te zetten. Dit werd als belangrijk beschouwd om probleemverschuiving te voorkomen, aangezien negatieve effecten op landgebruik of biodiversiteit bijvoorbeeld vaak worden overschaduwd door een kleine koolstofvoetafdruk.
In geen van de impactcategorieën presteerde nucleaire stadsverwarming slechter dan de veelgebruikte conventionele verwarmingsbrandstoffen. In de meeste categorieën was de impact duidelijk onder het gemiddelde. Het resultaat wordt grotendeels verklaard door de zeer hoge energie-inhoud van uraniumbrandstof. Hoewel uraniumwinning en -verwerking negatieve effecten hebben op het milieu, blijft de totale impact per geproduceerde hoeveelheid warmte klein vergeleken met de alternatieven.
