Fukushima äratuskell –Fukushima äratuskell –

ENERGEETIKA

FOT

O:

DR

EA

MST

IME

/ K

OLL

AŽ

: JO

OSE

P R

ASM

US

RA

IDE

INSENEERIA 2/201534

arukama energiamajanduse algus Jaapanis tuumaenergiast loobumata

Pärast Fukushima tuumajaama katastroofi on Jaapanis jõutud energiatarbe tipuni ja see ka ületatud. Tänavatel näeb enim jalgrattaid ja inimeste arusaam säästliku elamise möödapääs-matusest on levinud veelgi. Samas on selle kõrgtehnoloogi-lise tehasena toimiva saareriigi energiavajadus ning kvaliteetse energia vajadus sedavõrd suur, et piltlikult öeldes ka väga lühikesed häired energiavarus-tuses võiksid tõsiselt halvata ekspordiks toimiva tööstus-konveieri ning robotparvede tööd. Tööstusest ülitiheda Jaapani ning hõremajandatud Eesti olukorrad on ses plaanis erinevad ning Jaapani jaoks toimivad tuumaenergeetika argumendid on Eestis raskelt kohandatavad.

2014. AASTA NOVEMBRIKUISEL

Energiasäästu nädalal külastas Eestit Tokyo Tehnoloogiainsti-

tuudi tuumatehnika osakonna professor dr Yoshiaki Himeno. Dr Himeno pidas Tallinna Tehnikaülikoolis avaliku loengu Jaapani energiapoliitikast ja tuumatehnoloogiast. Loengu järel oli Inseneerial võimalus vestelda dr Himenoga veidi pikemalt. Andres Meesak ja Marek Strandberg intervjuee-risid dr Himenot laiemalt seoses tuumajaamade ja energeetikateemaga.

In: Himeno-san mida Teie arvate Fukushima piirkonna tuumareak-torite taaskäivitamisest? Milliseid riske Te selles näete ja kuidas suh-tub sellesse Jaapani üldsus?YH: Enamus Jaapani inimestest ei uskunud, et selline õnnetus on võima-lik. Kuid kahjuks on kurb tõsiasi, et selline õnnetus ikkagi juhtus. Nüüd, kolm aastat pärast õnnetust, püüavad inimesed näha reaalsust ja aru saada, missuguseks kujuneb riigi tulevik. Inimesed, kes elasid reaktori ümbrus-konnas, võitlevad erinevate probleemi-dega, kuna nad on pidanud lahkuma oma kodudest ega saa sinna enam saaste tõttu tagasi pöörduda. Nende elu on kardinaalselt muutunud, paljud kaotasid ka oma töökohad.

In: Seega on tegu pigem sotsiaalse probleemiga?YH: Jah, kindlasti. Paljude lapsed ja sõbrad on kolinud piirkonnast mujale ja sidemed on katkenud. Teisalt mõistab enamus inimesi, mis on parem kogu rahva seisukohast. Paljud on hakanud alternatiividena vaatama taastuvenergia suunas, aga ka tagasi minevikku, kui domineerisid fossiilenergial põhinevad elektrijaamad. Jaapan on industriaal-ühiskond ja vajab väga palju energiat. Suur osa avalikkust ei ole tuumaenergia vastu. Läheb aega veel paar aastat, enne kui saame otsustada, millist teed mööda edasi läheme. Jaapanil on uus rahvuslik strateegiline energiamajanduse arengu-kava, milles on tuumaenergia tagasi ühe allikana baastarbimise katmiseks.

In: Kuidas plaanitakse Jaapani baastarbimist katta?YH: Möödunud aasta aprillis avaldatud uue strateegilise energiamajanduse arengukava kohaselt hakkab baastarbi-mist katma fossiilenergia ja tuumaener-gia, tiputarbimisi kaetakse taastuvener-giaga.

In: Milline roll on Jaapanis hüdro-energial? YH: Hüdroenergia katab Jaapani energiatarbest 8%, kuna Jaapanis on

ENERGEETIKA

FOT

O:

DR

EA

MST

IME

/ K

OLL

AŽ

: JO

OSE

P R

ASM

US

RA

IDE

2/2015 INSENEERIA 35

kasutatakse endiselt ajamäärust kohe-kohe. Missugune on suhtu-mine Jaapanis termotuumareak-tori arendamisse?YH: Jaapan osaleb Prantsuse projektis (ITER projekt). Jaapan on selle projekti üks suurematest sponsoritest. See projekt on täna graafi kust maas. Ma ei ole ise selle projektiga seotud ja minu arvamus on kõrvalseisja oma, aga mulle tundub, et läheb veel ehk 20 aastat või isegi enam.

In: On füüsikuid, kes väidavad, et väikseim võimalik termotuuma-reaktor on Päike ja iga katse teha väiksemat termotuumareaktorit põrkub määramatuse problee-miga. Täna on kõige suuremaks probleemiks plasma stabiilsuse saavutamine.YH: Jah, nii see täpselt ongi, vaja on olulist tehnilist läbimurret, et termo-tuumareaktor saaks reaalsuseks, tänaseks ei ole seda aga toimunud.

In: Kas ameeriklaste National Ignition Facility poolt arendatava reaktoriga, kus toimub inerts-vangistatud tuumade ühinemine,

mille puhul tuumarekatsioon kut-sutakse esile tuumasünteesitavale materjalile suure hulga võimsate laserite fokuseerimisega, on sama lugu? YH: Jah, sama lugu. Kui arvutada, siis neutronite teke ja eraldumine on väga kõrge. Kui toimub sünteesreaktsioon, emiteeruvad väga suure energiaga neutronid ja need „pommitavad” reaktori seinu. Täna puudub materjal, mis taluks sellise energia „pommita-mist”. Ja see ongi kõigi sünteesreakto-rite ehitamise katsete kriitiline prob-leem, mis tuleb lahendada.

In: Skandinaavias, kus näiteks Norral on arvestatavad tooriumi varud, on arutelu all sulatatud sooladega reaktorid ja mitmed ettevõtted arendavad selliseid. Mis on Teie arvamus sellistest aren-dustest, kas Jaapanis tehakse ka midagi selleteemalist?YH: Jah, on väike investorite grupp, kes uurib võimalusi seoses tooriumreakto-ritega, kuid enam tegeletakse selletee-maliste arendustega Indias, kuna ka Indias on väga suured tooriumi varud.

maa väga kallis ja hüdroenergia osakaalu suurendamine on peaaegu võimatu. Valitsus ergutab siiski väikeste hajutatud mikro-hüdroelektrijaamade rajamist. Nende rajamine on küll kulukas, kuid siiski soositud.

In: Kas on tehtud ka plaane Jaa-pani energiasüsteemi 100%-liseks üleminekuks taastuvatele allika-tele?YH: See ei ole võimalik. Taastuvate allikate osakaal saab olla valitsuse strateegia kohastelt kuni 20% tarbimi-sest. Seda põhjusel, et meie tööstus vajab stabiilset ja kõrgekvaliteedilist elektrienergiat. Seda osa tarbimisest, mis ei ole nii kriitiline, näiteks lokaalne küte, saab katta madalamakvaliteedilise elektrienergiaga taastuvatest allikatest. Seega 100% taastuvatel allikatel põhi-nev energiasüsteem on praktiliselt välistatud.

In: Missugune on Teie isiklik seisukoht ja lootus termotuuma-reaktsioonil põhineva tuuma-reaktori suhtes, sellest on juba aastakümneid, kui esmakordselt räägiti Tokamak-reaktorist, nüüd

„Jaapan on industriaalühiskond ja vajab väga palju energiat. Suur osa avalikkust ei ole tuumaenergia vastu.”Tokyo Tehnoloogiainstituudi tuumatehnika osakonna professor dr Yoshiaki Himeno.

FOT

O:

DR

EA

MST

IME

ENERGEETIKA

FOT

O:

AN

DR

ES

ME

ESA

K

INSENEERIA 2/201536

India arendajate eesmärk on esmalt välja arendada kerge vee reaktor, mis neil on valmis ja sealt edasi asuvad aren-dama nn paljundusreaktoreid, et sünteesida toorium uraan-233-ks. Nende eesmärk on kasutada tuuma-reaktori kütusena kodumaist tooriumi. Peamine küsimus on selles, missugust tüüpi reaktor on parim tooriumi kasutamiseks. Üheks võimaluseks on tõepoolest sulatatud soolade reaktor, teine on vedelmetalliga – vedela naatriumiga jahutatud kiire reaktor. Indias tegeletakse aktiivselt arendusega, et täna kütusena kasutatav uraan asendada tooriumiga. Kui Skandinaa-vias on suured tooriumi varud, võiks ka siin vaadata neid lahendusi. Rääkides sulatatud soolade reaktorist, siis sellist näitas mõni aasta tagasi USA Oak Ridge National Laboratory, kuid USA riikliku

poliitika muutuse tõttu katkestati uuringute rahastamine. Sulatatud sooladega reaktor töötleb komponente vähemohtlikeks. See omakorda tähen-dab, et reaktori sein on pidevas kontak-tis keemiliselt aktiivsete jahutusaine-tega – see on aga problemaatiline. Seda tüüpi reaktorite pooldajad kinnitavad, et reaktor on keemiliselt väga stabiilne, kuid keegi ei tea, mis toimub reaktoriga 20–30 töötamisaasta jooksul. Pikaajalist kogemust sellise reaktori opereerimisel ei ole. Kerge vee reaktoritega on juba olemasolevad pikaajalised kogemused.

In: Kas Jaapanis üldse tegeldakse uut tüüpi reaktorite väljatööta-misega või püütakse kasutada olemasolevaid teadmisi, muutes neid turvalisemks?YH: Praegusel ajal keskendutakse eelkõige olemasolevate reaktorite turvalisusele. Reaktorite turvaproblee-mid võib jagada laias laastus kaheks: reaktori disainist tulenevad õnnetused ja õnnetused, mis ei ole seotud reaktori disainiga. Siiani ei pööratud piisavalt tähelepanu turvariskidele, mis ei ole seotud reaktori disainiga, uskudes, et sellised õnnetused nagu Fukushimas

Jahuti

SULATATUD SOOLADEL TUUMAREAKTORI PÕHIMÕTTESKEEM

Sulatud sooladel reaktoris

saab kasutada energiaalli-

kana näiteks tooriumit, mis

pole iselagunev tuumakütus,

kuid laguneb energiat

eraldades näiteks plutooniu-

mist pärit neutronite toimel.

Seda reaktoritüüpi on

kaalutud kui üht võimalust

ümber töödelda tuumarel-

vades olev pommimaterjal.

Selle reaktori puhul valmis-

tataks nii tooriumist kui

plutooniumist reaktrorisse

sulasse olekusse viidavad

foriidid.

ALLIKAS: WIKIPEDIA

Erakorralised varumahutid

Jahutiga ühendus

Keemilise töötluse üksus

Puhastatud sool

Reaktor

Kontrollvardad

Sooljahuti

Soolkütus

Pump

Pump

Sooja-vaheti

Sooja-vaheti

Elektrigeneraator Elektrivool

Turbiin

Soojatagasti

Kompressor

Kompressor

Sooja-mahuti

Sooja-mahuti

„Taastuvate allikate osakaal saab olla valitsuse strateegia kohastelt kuni 20% tarbimisest. Seda põhjusel, et meie tööstus vajab stabiilset ja kõrgekvaliteedilist elektrienergiat.”

ENERGEETIKA 2/2015 INSENEERIA 37

In: Jaapani geograafi lisest asu-kohast lähtuvalt peaks Jaapanil olema teatavad põleva jää ehk metaan-hüdraadi varud, olete Te uurinud ka selle energiakandja rakendamist?YH: Mina ise mitte, aga Jaapani valitsuse tellimusel on teostatud uuringud varude kaardistamiseks, nüüd edasi tuleb leida moodus nende varude rakendamiseks ja sellega ka tegeletakse. Majanduslikult põhjendatud tehnoloo-gia leidmiseks viiakse läbi uuringuid. See on üks suurtest tulevikuressurssi-dest. Samu tehnoloogiaid arendatakse ka Kanadas, kus on samuti suured metaan-hüdraadi ressursid.

In: Kust tuleb Jaapanis tuumajaa-mades kasutatav tuumakütus?YH: Peamiselt USA-st ja Austraaliast, aga pärast 1990. aastat küllalt palju ka Venemaalt. Praegust olukorda arvesta-des ilmselt Venemaa osa väheneb oluliselt.

In: Aga maagaas – kui palju kasu-tatakse Jaapanis Venemaalt pärit gaasi?YH: Mõne protsendi ulatuses. Venemaa on pakkunud Jaapanile oma LNG-d ja võimalik, et Vene gaasi osakaal mõne-võrra tulevikus ka suureneb. Suurimad gaasitarnijad Jaapanile on Katar, Malaisia ja Austraalia.

In: Jaapanis töötab täna umbes 50 tuumareaktorit – mida tehakse tuumajaamade jäätmetega?YH: Neid jäätmeid ei olegi nii palju kui arvatakse. Täna hoiustatakse jäätmeid tuumajaamade juures ajutistes hoidlates. Valitsus tegeleb ühtse tuumajaamade jäätmehoidla asukoha otsimisega Jaapanis, kuid midagi ei ole hetkel otsustatud. Rahvusvahelise kokkuleppe kohaselt peavad need jäätmed jääma sinna, kus nad on tekkinud – st Jaapanisse. Hoidla on plaanis rajada 400 m sügavusele maa alla.

juhtus, ei saa juhtuda. Meie inimesed on ülimalt kontsentreerunud disainist tulenevatele õnnetustele, et tuumajaam oleks „puhas” ja operaatoreid treeni-takse reageerima ja toime tulema väga erinevate reaktori disainist tulenevate probleemidega. Kahjuks aga juhtus õnnetus, mis ei olnud seotud reaktori disainiga ja nüüd pöörame sellistele ohtudele enam tähelepanu – muudame oma reaktorid tugevamaks ja robustse-maks.

In: Seega Fukushima õnnetust ei oleks saanud vältida? YH: Kui jaam olnuks paremini kaitstud vee eest, poleks midagi ka juhtunud, kuid vesi oli kõrgem kui keegi oskas arvestada ja jaam uppus ära ning kogu elektriahel oli lühise tõttu rivist väljas. Ükski elektriline seade ei töötanud. Lahendus on väga lihtne – veekindel elektrijaam – nagu allveelaev.

In: Jaapanis tehakse väga suuri edusamme robotite disainimisel ja ehitamisel, kas ka tuumajaamades katsetatakse roboteid nii tavali-seks opereerimiseks kui ka kriiti-liste olukordae lahendamiseks?YH: Jaamad on juba täna täielikult digitaalselt kontrollitud. Ka seda võib robootikaks nimetada. Jaama käitami-seks pole vaja inimese sekkumist. Järgmine küsimus on, mis juhtub, kui toimub õnnetus – sellisel juhul on kriitilise tähtsusega kriisijuhtimine. Kui toimub radioaktiivse materjali leke, siis ei ole operaatoril kiiritusohu tõttu võimalik läheneda teatud kriitilistele kohtadele – siin saavad kasutusse tulla robotid, mida sellistesse kohtadesse suunata, et olukorda monitoorida. Fukushimas teostasid monitooringut inimesed – liikusid sündmuskohale, teostasid kiirelt vaatluse ja väljusid viivitamatult ohtlikust tsoonist. Ning seda tehti korduvalt. Tulevikus peaks seda tegema aga robotid. Tulevikus on just turvaprobleemide lahendamisel robotitel suur roll. Nagu ka Fukushima puhul – reaktori tuum on kahjustatud ja sellele ei saa keegi monitooringuks ohutult läheneda ning praegu arenda-takse robotit, mis saaks seda teha. Taolistele rakendustele on hetkel väga suured ootused.

AktiivsedPeatatudKavandatav

Tomari

Higashidōri

Onagawa

Fukushima I, IIShika

Kashiwazaki-Kariwa

Tōkai

Hamaoka

Ikata

Kaminoseki

Shimane Takahama

MihamaMonju

Tsuruga/Fugen

Ōi

Sendai

Genkai

Namie-Odaka

Ōma

Tuumaelektrijaamad Jaapanis

ALLIKAS: WIKIPEDIA

„Mina näiteks sõitsin enne Fukushima õnnetust iga päev autoga, nüüd ehk korra nädalas – tööle lähen rongiga, poodi jalgrattaga. See õnnetus muutis jaapanlaste suhtumist energiasse ja sellega ka eluviisi.”

ENERGEETIKAINSENEERIA 2/201538

In: Kas Jaapanis leidub sellist seis-miliselt stabiilset kohta?YH: Jah, kindlasti. Seismiliselt aktiivne on vaid Vaikse ookeani rannik.

In: Missugust rolli Te näete ener-gia säästmisel Jaapani energiava-jaduse vähendamises?YH: Jaapanlased mõtlevad sellele palju. Jaapan on maavarade poolest küllat vaene maa ja lapsi õpetatakse juba põlvkondade kaupa maast madalast olema säästlik. Palju tegeletakse hoonete soojustamisega, inimesed asendavad valgustid säästlike LED-idega, sisepõlemismootoriga autod

vahetatakse hübriidmootoriga autode ning autoga sõitmine ühistranspordi, aga ka jalgratta vastu. Paljud noored valivad auto asemel just jalgratta, mis on Tokyo tihedas liikluses mugavamgi.

In: Kuidas autojuhid jalgrataste lisandumisega kohanduvad?YH: Nad muutuvad jalgrataste suhtes arvestavamaks, kuna õnnetused lähevad neile väga kalliks maksma.

YH: Tahaksin veel rõhutada, et viimase kahe aasta jooksul on saavutatud energitarbimise tipp ja nüüd on energiatarbimie langemas, mille

suurimaks mõjutajaks oli Fukushima katastroofi põhjustanud maavärina kogemus. Maavärinale järgnes tõsine energiavarustuse probleem – minulgi puudus kodus 10 päeva elekter, rongid ei sõitnud, kuna bensiinijaamades ei olnud elektrit, ei sõitnud ka bussid. See kogemus stimuleeris inimesi olema energiasäästlikum. Mina näiteks sõitsin enne Fukushima õnnetust iga päev autoga, nüüd ehk korra nädalas – tööle lähen rongiga, poodi jalgrat-taga. See õnnetus muutis jaapanlaste suhtumist energiasse ja sellega ka eluviisi. See oli jaapanlastele ener-giasäästu äratuseks.

ÜLEVAL:Ikata tuumaelektrijaam. Ehitus algas 1. septembril 1973, tööd alustas 30. septembril 1977. FOTO: WIKICOMMONS

ALL:Jalgrattad Tokyo rattaparklas. 127 miljoni inimese kohta on Jaapanis 72 miljonit jalgratast.FOTO: DREAMSTIME

„Palju tegeletakse hoonete soojustamisega, inimesed asendavad valgustid säästlike LED-idega, sisepõlemismootoriga autod vahetatakse hübriidmootoriga autode ning autoga sõitmine ühistranspordi, aga ka jalgratta vastu.”

ENERGEETIKA 2/2015 INSENEERIA 39