JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

Shipping accounts for about 2,9 % of global greenhouse gas emissions. Although the main objective of the sector has been to reduce emissions for years, in 2050 shipping could cause up to 17 % of global CO2 emissions if no further action is taken. In 2018, the United Nation’s International Maritime Organization decided that the sector’s emissions must decrease by half by 2050 comparing to the 2008 level. The growth in emissions is due to the growth of economies and trade in developing countries, which leads to an increase in travelled distances.

90 % of world trade is transported by sea, and although shipping is the most environmentally friendly mode of transportation, the sector requires new fossil-free fuels to achieve their emission reduction goals. The aim of this work is to explore the potential of SMR technology as a source of commercial maritime propulsion. The work examines the current state of nuclear power and development of SMR technology. The paper also studies operating and former nuclear-powered ships.

The first nuclear-powered vessel was launched in 1955 and technology has been developed ever since. Due to the development of small modular and fourth generation reactors, nuclear power is much safer than it was 70 years ago. The work states that strict standardization and regulation of nuclear-powered ships makes it possible to make operating safe. The work also concluded that the operation of nuclear commercial ships would be technologically feasible, but there are considerable legislative problems and social acceptance challenges.

SMR teknologian potentiaali kaupallisessa laivaliikenteessä

Tiivistelmä

Merenkulku aiheuttaa noin 2,9 % maailman kasvihuonekaasupäästöistä. Vaikka alan keskeisimpänä tavoitteena on jo vuosia ollut päästöjen vähentäminen, vuonna 2050 merenkulku saattaa aiheuttaa jopa 17 % maailman hiilidioksidi päästöistä, jollei lisätoimiin ryhdytä. YK:n alainen merenkulkujärjestö IMO päätti vuonna 2018, että alan päästöjen on vähennyttävä puoleen verrattuna vuoden 2008 tasoon. Päästöjen kasvun syynä on kehittyvien maiden talouksien ja kaupankäynnin kasvu, joka johtaa myös maantieteellisten etäisyyksien kasvuun.

Maailmankaupasta 90 % kuljetetaan meritse ja vaikka merikuljetus onkin varsinkin suuria kuormia kuljetettaessa ympäristöystävällisin kuljetusmuoto, vaativat laivat uusia fossiilivapaita polttoaineita päästötavoitteiden saavuttamiseksi. Tämän työn tavoitteena on tutkia SMR teknologian potentiaalia kaupallisen merenkulun työntövoiman lähteenä. Työssä tutkitaan ydinvoiman ja SMR teknologian kehityksen nykytilaa sekä tutustaan entisiin ja nykyisiin ydinkäyttöisiin laivoihin.

Ensimmäinen ydinkäyttöinen alus otettiin käyttöön vuonna 1955 ja teknologiaa on kehitetty siitä lähtien. Pienten modulaaristen- ja neljännen sukupolven reaktoreiden kehityksen takia ydinvoima on huomattavasti turvallisempaa kuin 70 vuotta sitten. Työssä todettiin, että tiukalla standardisoinnilla ja säännöstelyllä ydinkäyttöisten laivojen operoinnista on mahdollista tehdä erittäin turvallista. Työssä johtopäätöksenä todettiin, että ydinkäyttöisten kaupallisten laivojen operointi olisi teknologisesti täysin mahdollista, mutta siihen liittyy huomattavia lainsäädännöllisiä ongelmia sekä ennakkoluuloja