energia

Energia-asiantuntijat väittävät: visiot uusiutuvien energiamuotojen onnelasta täynnä hypetystä

La, 09/02/2017 - 14:38 Jarmo Korteniemi
Kuva: H. P. Brinkmann / Flickr

Ilmastonmuutoksen kanssa taistelu voi kärsiä paljonkin, jos takerrutaan vain tuuli-, aurinko- ja vesivoimaan. Näin varoittavat asiaan perehtyneet kriittiset tahot.

Vuoteen 2050 mennessä Suomi on päästötön. Uusiutuvilla maailma pelastuu. Näin kertovat monet tuoreet uutiset.

Uusiutuvat energiamuodot ovat yhä suuremmassa roolissa energiantuotannossa ja niiden käyttökelpoisuudessa otetaan koko ajan huimia askelia eteenpäin. Kasvuprosentit ovat komeita, mutta numeroiden taakse peittyy todellisuus: valtaosa energiasta tehdään yhä perinteisesti. Edes villit uusiutuvien kasvuluvut eivät riitä tekemään tulevaisuuden päästöttömästä energiaonnelasta totta.

Ryhmä energia-alan kommervenkkeihin perehtyneitä asiantuntijoita kritisoikin julkisesti uusiutuvan energian liiallista hehkuttamista. He lyövät pöytään tutkimuksia, joiden mukaan täydellinen siirtyminen uusiutuvaan energiaan (edes puolessa vuosisadassa) on epärealistista utopiaa.

Tarvittaisiin enemmän tieteellistä näyttöä, sekä avointa ja asiapainotteista keskustelua. Alan ammattilaisten pitäisi osata ottaa kattavammin ja kriittisemmin kantaa aiheeseen, joka on herkkä sekä yhteiskunnan että ilmastonmuutoksen vastaisen toiminnan kannalta.

Alalla saa kritiikin mukaan yhä enemmän valtaa tiede, joka vaikuttaa tosiasiassa enemmän aktivismilta. Vain osa ratkaisukeinoista (yleisimmin tuuli-, aurinko- ja vesivoima) on hyväksyttyjä. Vastakommentit ja kritiikki kuitataan asennevammoina tai piiloagendoina.

Kirjoittajat kritisoivat Suomessa erityisesti Lappeenrannassa kotipaikkaansa pitävää Neo Carbon Energy -hanketta. Kritiikin mukaan hanke on saanut Suomessa huomiota maalailemalla päästötöntä taivaanrantaa. Vaikka väitteet nojaavatkin osaksi jo ongelmallisiksi todettuihin tutkimuksiin, on kritiikki ohitettu. Myös laskelmien pohjaoletukset vaikuttavat varsin hatarilta.

Neo Carbon Energy on VTT:n, Lappeenrannan teknillisen yliopiston, sekä Turun yliopiston tulevaisuuden tutkimuskeskuksen yhteishanke. Se sai vuosille 2014-16 Tekesin rahoitusta vajaat viisi miljoonaa euroa.

Kritiikin kirjoittajat ovat huolissaan siitä, että näin edeten ei ilmastonmuutosta vastaan voida taistella täysipainoisesti.

Uusiutuvien energianlähteiden käyttö Suomessa

Katsotaanpa hetki tilastoja.

Uusiutuvien käyttö lisääntyy koko ajan sekä meillä että muualla. Teknologia paranee, yleistyy ja halpenee. Paikallisesti tuotetun pienenergian määrä kasvaa kohinalla. Etenkin Suomea aurinkoisemmilla seuduilla kotona tuotettu aurinkosähkö riittää pitkälle ja jo nykytekniikalla omakotitalojen saaminen omavaraiseksi on lähellä. 

Meillä taas tuulivoiman osuutta on lisätty paljon – tuotetun tuulienergian määrä saattaa jopa tuplaantua tänä vuonna!

Kaikki tällainen kehityskulku on hyvää ja toivottavaa, mutta kyse on ikävä kyllä hyvin pienistä asioista.

Suomessa käytetystä energiasta vain noin 20 % tuotetaan lähes päästöttömillä lähteillä. Tästä ydinvoima kattaa 17 prosenttiyksikköä, vesi kolme ja tuuli vain yhden. Leijonanosa (70 %) energiasta tulee yhä vieläkin polttamisesta: 2/3 fossiilisista lähteistä ja 1/3 biomassasta.

Uusiutuvan energian määrän pitäisi siis 20-kertaistua, jotta kaikki poltettavat saataisiin kompensoitua. Käytännössä tämän tulisi tapahtua aurinko- ja tuulivoiman osuutta huimasti kasvattamalla. Uuden vesivoiman rakentaminen noin suuressa mittakaavassa kävisi luonnon kannalta hyvin ongelmalliseksi.

Uusiutuvien ongelmana on vielä varavoimakin, jota täytyy ylläpitää valmiudessa. Tuuliturbiinit eivät ikinä pyöri 24/7, eikä Aurinko paista yöllä. Akuilla ja älykkäillä, laajan maantieteellisen alueen kattavilla voimaverkoilla tuotantoa voidaan tasata, mutta ei tarpeeksi. Valitettavasti energiaa ei voida vielä varastoida tarpeeksi suuria määriä järkevällä kustannus- ja hyötysuhteella.

Myös fuusiovoima on edelleen kaukana tulevaisuudessa. Sen varaan ei kannata vähäpäästöisyyttä laskea.

Yksi ratkaisu tosin on jo olemassa, mutta se tiputetaan usein pois ratkaisuyhtälöistä poliittisen paineen ja pelon vuoksi. Ydinvoima. Se on selvästi perinteisistä energianlähteistä sekä kaikkein päästöttömin että turvallisin. Tätä mieltä ovat myös Kansainvälisen ilmastopaneeli IPCC:n asiantuntijat.

Kehityskulku käy ilmi hyvin Saksassa, jossa poliittisista syistä lakkautettava ydinvoima korvaantuu käytännössä fossiilisten polton lisääntymisellä. Siitä huolimatta, että uusiutuvien osuus kasvaa sielläkin.

Takaisin kritiikkiin

Tieteelliset artikkelit, joihin "100 % uusiutuvia" -hehkutuksessa usein viitataan, saavat usein paljon julkisuutta ja elävät siksi nykyään aivan omaa elämäänsä. Ne nostetaan useiden ympäristötahojen energiapolitiikan peruspilareiksi - vaikka myöhempi vertaisarviointi olisikin osoittanut tutkimukset virheellisiksi, puutteellisiksi tai vähintäänkin yltiöoptimistisiksi.

Yksi ongelma on tieteen hitaus: Prosessi voi kestää vuosia. Vaikka alkuperäinen tutkimus käykin ennen julkaisua läpi vertaisarvioinnin, sen väitteet eivät automaattisesti ole totta. Vasta julkaisun jälkeen tiedeyhteisö pääsee kunnolla syynäämään uutta löytöä, kaivamaan ongelmia sen metodeista, rajoitteista ja lähtöoletuksista. Tieteelliseksi tiedoksi yltävät vain ne julkaisut, joita kollegat eivät onnistu teilaamaan.

Prosessi tai sen lopputulos ei kuitenkaan yleisöä kiinnosta, jos alkuperäinen löytö oli tarpeeksi raflaava tai omaan agendaan sopiva. Jos löytyy artikkeli, jossa sanotaan että maailma saadaan päästöttömäksi vuoteen 2050 mennessä, tavoite on selvä. Mitä siitä että moinen vaatisi utopistisia tulevaisuudessa kehitettäviä teknisiä ratkaisuja, tai epärealistisen suuria yhteiskunnallisia muutoksia?

Asiaan liittyy myös kulisseissa käyty keskustelu. Kaikki tieto ei aina mahdu julkaisuun, jotkut mallit ovat monimutkaisia, ja joskus dataa on hyvin paljon. Tällöin hyvään tieteellisen tapaan kuuluu, että tutkijat jakavat mallinsa ja toimintatapansa toistensa kanssa. Toisille pitäisi aina antaa keinot oman työn teilaamiseen.

Kaikille tämä ei kuitenkaan käy, vaan he suojelevat aineistojaan viimeiseen asti. Syynä saattaa olla tehdyn työn suojeleminen varkauksilta, tai väärässä olemisen pelko. Kukapa tietää. Lopputulos kuitenkin on, ettei tiede pääse edistymään ja ilmastonmuutoksen torjunta voi hankaloitua.

Rankka lupausten ja tavoitteiden yliampuminen voi toki olla tietoista: rima asetetaan korkealle, jotta saadaan aikaan edes jotain, ja pienempiinkin saavutuksiin voidaan sitten olla tyytyväisiä. Ylihypetyksellä voidaan kuitenkin saada myös aikaan poliittisia päätöksiä, jotka tähtäävät mahdottomuuksiin ja leikkaavat jotkut realistisemmat ratkaisukeinot pois. Tällöin ammutaan nilkkaan (tai polveen) koko alaa ja ilmastonmuutosta vastaan taistelua.

Kritiikkikirjoitus on eri alojen asiantuntijoiden yhdessä laatima. Mukana on mm. fyysikoita, tietokirjailijoita ja IT-insinöörejä, osa entisiä ja osa nykyisiä tieteentekijöitä. Kaikille on yhteistä huoli ilmastonmuutoksesta, sekä halu ympäristön tilan parantamiseksi. Heidän mielestään energiakentän muutoksen täytyisi tapahtua tieteellisen tiedon perusteella, ei ideologian ohjaamana.

Otsikkokuva: H. P. Brinkmann / Flickr

Sähkön hinta Saksassa oli sunnuntaina negatiivinen

Ti, 05/17/2016 - 20:24 Jari Mäkinen

Viime sunnuntaina noin klo 15 Suomen aikaa Saksan energiamarkkinoilla oli hämmennys: sähkön hinta oli vähän aikaa negatiivinen, koska uusiutuvat energiamuodot tuottivat niin paljon sähköä.

Saksassa, kuten kaikkialla keskisessä Euroopassa, on viime vuosina panostettu voimakkaasti uusiutuviin energialähteisiin, mikä on näkynyt konkreettisimmin tuulivoimaloiden ja aurinkopaneelien määrän jatkuvana kasvuna.

Tanskassa tuulivoima tuotti viime vuonna 140 % maan tarpeesta, ja mutta sen kohtuullinen kulutus sekä tuuliset olosuhteet tekevät tuloksesta liiankin ruusuisen. Sen sijaan myös Saksassa tilanteet, joissa uusiutuvat tuottavat runsaasti energiaa ja lähes riittävät tyydyttämään sähköntarpeen, ovat yhä yleisempiä.

Viime sunnuntai oli tästä hyvä esimerkki. Vähän sähköä kuluttava pyhäpäivä yhdistettynä vinhasti pyöriviin tuulivoimaloihin ja aurinkoiseen päivään sekä normaaliin tapaan kaasuttaviin perinteisiin voimaloihin saivat aikaan sen, että sähkön tukkuhinta putosi ennätyksellisen alas. Vartin ajan markkinahinta oli jopa noin 50 euroa miinuksen puolella.

Asia selviää mm. berliiniläisen energia-asioihin erikoistuneen tutkimuslaitos Agora Energiewenden tiedoista, jonka mittaustietoihin perustuu alla oleva kaavio.

Uutinen on samaan aikaan hyvä ja huono. Se osoittaa jälleen kerran että uusiutuvat energiamuodot eivät ole pelkkää viherpiperrystä, vaan jo nyt täysin varteenotettava sähköntuotantomuoto, jolla on vielä suurempia mahdollisuuksia. 

Samalla kuitenkin se on hälyttävä esimerkki siitä, kuinka uusiutuvat energiamuodot kaipaavat erilaisia menetelmiä sähkön varastointiin. Ne eivät pysty samalla tavalla tuottamaan tasaisella tahdilla sähköä kuin esimerkiksi fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalat tai ydinvoimalat. 

Keski-Euroopan maat myyvät ja ostavat sähköä koko ajan toisiltaan, mutta uusilla, älykkäillä sähköverkoilla tuotantopiikkejä voidaan tulevaisuudessa tasata. 

Mutta myös energiantuotantoa pitäisi pystyä ohjaamaan ja säätelemään paremmin. Nytkin osasyy Saksan hintakuoppaan oli se, että samaan aikaan kun aurinkovoima ja tuulienergia nousivat huippuunsa, tuotettiin maassa edelleen perinteisesti 7,7 megawattia.

Tällä hetkellä uusiutuvat eivät riitä tyydyttämään Saksan – eikä koko Euroopan – sähköntarvetta lähellekään kokonaan, vaikkakin sunnuntain kaltaiset tilanteet tulevat yhä tavallisemmiksi. 

Täysin eroon perinteisestä energiantuotantomuodoista ei siis päästä vielä vähään aikaan, vaikka kuinka haluaisi...

Otsikkokuva: Fernando Butcher / flickr
Kaavio: Agora Energiawende

Kun Kiina-ilmiö tuli koteihin

Ma, 03/28/2016 - 11:20 Jari Mäkinen
Carter lähtee Harrisburgista

Onneksi maailmanhistoriassa ei ole useita vakavia ydinvoimalaonnettomuuksia. Fukushima ja Tšernobyl ovat nyt hyvin muistissa, mutta mitä oli niitä ennen?

Harrisburg.

Päivän kuvaTänään 37 vuotta sitten, 28. maaliskuuta 1979 tapahtui Yhdysvalloissa, Pennsylvaniassa lähellä Harrisburgin kaupunkia sijaitevassa Three Mile Islandin ydinvoimalassa vakava onnettomuus.

Sitä edellisestä vakavasta ydinvoimalaonnettomuudesta oli ennättänyt jo kulumaan aikaa, sillä se tapahtui vuonna 1957 Kyštymissä, Neuvostoliitossa.

Three Mile Islandin onnettomuus oli kansainvälisellä ydinlaitostapahtumien asteikolla luokkaan 5 kuuluva tapahtuma, eli siitä ei aiheutunut henkilövahinkoja eikä merkittäviä ympäristövaikutuksia, mutta laitokselle koitui siitä suuria vahinkoja.

Onnettomuudessa vapautui ilmaan hieman radioaktiivista xenonia ja kryptonia. Ihmisille ja luonnolle vaarallista radioaktiivista jodia vapautui vain hyvin vähän, koska voimalan suojarakennus toimi kuten oli suunniteltu.

Päästöstä aiheutui ympärillä asuville noin kahdelle miljoonalle asukkalle 14 µSv:n säteilyannos, mikä ei ollut vaarallista. Normaali röntgenkuva on noin 32 µSv.

Voimalan kakkosyksikön ydin suli osittain, ja koska paria viikkoa ennen onnettomuutta elokuvateattereihin saapui elokuva The China Syndrome, joka käsitteli ydinvoimakatastrofia ja erityisesti ytimen sulamista (ns. Kiina-ilmiötä), nousi onnettomuus heti otsikoihin. Onnettomuus oli toki merkittävä, mutta siitä muodostui julkisuudessa todellisuutta suurempi tapaus. Koska onnettomuus tapahtui myös Yhdysvalloissa, levisi uutinen heti kaikkialle.

Onnettomuusalueen puhdistus alkoi välittömästi onnettomuuden jälkeen ja saatiin virallisesti päätökseen vuonna 1993, jolloin hintaa operaatiolle oli tullut karkeasti yksi miljardi nollaria.

Voimalan toinen yksikkö, numero 1, on edelleen toiminnassa ja se on tarkoitus pitää tuotannossa vuoteen 2034 saakka.

Yhdysvaltain kansallisarkistosta peräisin olevassa kuvassa presidentti Jimmy Carter lähtee Three Mile Island in voimala-alueelta vierailtuaan paikalla 1.4.1979.

Aivot unohtelevat säästösyistä

To, 10/29/2015 - 09:59 Markus Hotakainen
Piirros aivoista

Aivoissamme on erilaisia mekanismeja, joiden avulla opimme asioita ja muistamme ne myöhemminkin. Sen lisäksi aivoissa tapahtuu aktiivista unohtamista, kun "turhaa" tietoa pyyhkiytyy pois. Lundin yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa on selvitetty, mitä silloin tapahtuu solutasolla. 

Ihminen ja myös eläin oppii yhdistämään esimerkiksi tietyn toistuvan äänen tai valosignaalin ja ilmavirtauksen, joka kohdistuu silmään. Ilmavirta saa aikaan räpyttelyrefleksin, mutta ennen pitkää silmä räpsyy pelkästä äänestä tai valosta. 

Tässä ei ole mitään uutta eikä ihmeellistä. Päänvaivaa on aiheuttanut se, miksi sekä äänen että valon yhdistäminen ilmavirtaan ei suinkaan edistä oppimista vaan päinvastoin heikentää sitä.

"Kaksi ärsykettä tuottaa kehnompia tuloksia kuin yksi. Se vaikuttaa maalaisjärjen vastaiselta, mutta uskoaksemme syynä on, että aivot säästävät sillä tavoin energiaa", arvelee tutkijaryhmään kuulunut Germund Hesslow.

Jo aiemmin on osoitettu, että aivojen opittua yhdistämään tietyt asiat riittävän tehokkaasti, niissä aktivoituu neuroneja, jotka alkavat hidastaa oppimisprosessia.

"Voidaan sanoa, että yhteyden oppinut aivojen osa toteaa 'opettajalleen', että 'osaan tämän nyt, voisitko olla hiljaa'. Kun aivot ovat oppineet kaksi yhteyttä, jarrutus tehostuu. Siksi tuloksena on unohdus, joka on kuitenkin yleensä väliaikainen", Hesslow selittää.

Turhien kytkentöjen ylläpitäminen vaatii aivoilta energiaa. Siksi niissä on tutkijoiden mukaan jarrumekanismi, vaikka se toisinaan onkin hieman liian tehokas.

Lundin tutkimuksessa hermosolujen oppimista ja unohtamista tutkittiin eläimillä, mutta mekanismien arvellaan olevan samanlaisia ihmisaivoissa. Siksi tulokset ovat kiinnostavia paitsi aivotutkimuksen myös psykologian kannalta. Niistä voi olla apua käytännön opetustyössäkin.

"Opettajien kannalta olisi tietenkin tärkeä tuntea mekanismit, joilla aivot pyyhkivät pois turhina pitämiään asioita. Niitä ei kannata käynnistää vahingossa", Hesslow päättää.

Tutkimuksesta kerrottiin Lundin yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedelehdessä.

 

 

 

Video: Kilpapyöräilijän hikinen tapa tehdä paahtoleipä

La, 06/06/2015 - 02:06 Jari Mäkinen

Perjantain perinteisessä kevytjutussa (joka tosin tulee nyt lauantain puolella) paahdetaan leipä.

Hauskassa ja opettavaisessa videossa saksalainen olympiamitalisti, ratapyöräilijä Robert Förstemann laitetaan kehittämään sähköä, joka vaaditaan paahtoleivän paahtamiseen. Kuntopyörään laitettu generaattori syöttää muuntimen kautta virtaa teholtaan 700 W olevaan leivänpaahtimeen.

Miten sprintteri, jonka reidet ovat 74 cm ympärysmitaltaan, jaksaa taistella itselleen paahtoleivän? Video näyttää.

Robert polkee videolla minuutin ajan noin minuutin ajan, kun leipä paahtuu, joten hän tekee työtä 700 watin teholla 60 sekunnin ajan. Hän siis tekee työtä 42000 joulen edestä. Siis 42 kJ. 

Paahtoleivässä on noin 70 kaloria ja jos sen päälle laittaa hilloa, niin siitä tulee 50 kaloria, eli yhteensä noin 120 kaloria. Koska ruoasta puhuttaessa kalori on itse asiassa kilokaloreita, on paahtoleivän energia 120 kcal.  Koska 1 kcal = 4,184 kilojoulea, on paahtoleivän energia fysikaalisesti ilmaistuna noin 502 kJ.

Näin ollen paahtoleivän energialla Robert paahtaisi lähes 12 leipää. Jos paahtamisen kaltaista kuntoilua ei oteta huomioon, vaan oletetaan että ihminen kuluttaa päivässä noin 2000 "kaloria", niin siitä yksi paahtoleipä hillolla on 6%.

Numeroleikkiä voi vielä jatkaa laskemalla, että jos pieni kylä, sanotaan vaikka 1000 henkilöä 300 asunnossa, laittaa aamulla samaan aikaan paahtimensa päälle, niin niiden käyttämiseen vaaditaan 210 kW. Se on noin tuhannesosa tyypillisen (keskieurooppalaisen) maalle asennetun tuulivoimalan tehosta. Koska sellainen tuottaa 2,5 – 3 MW, pystyisi yksi tuulimylly paahtamaan noin 3600 leipää samanaikaisesti. 

Pienen omakotitaloon asennettavan aurinkopaneelisysteemin 2 kW:n teholla paahtaisi 2,8 leipää samalla kertaa, mikä riittää varmasti normaalikäyttöön hyvin, sillä yleensä leipiä ei paahdeta samaan aikaan perheissäkään roppakaupalla.

Olkiluoto 2 -ydinvoimalan tehosta (880 MW) yksi paahtoleipä on 0,00007%, eli se voisi paahtaa samanaikaisesti 1 257 142 paahtoleipää. 

Vertailun vuoksi: Tanskassa sijaitsevan Anholtin merituulifarmin 400 MW:n teho puolestaan riittää 571 428 paahtoleipään ja Euroopan suurimman (viime viikolla lähelle Bordeaux'ia avatun) aurinkopaneelisysteemin teho 300 MW riittää puolestaan 428 571 paahtoleipään.

Paahtoleivän paahtaminen on hyvä esimerkki myös sähkön kulutuksen ja tuotannon ongelmasta, sillä jos jokainen paahtaisi leipänsä eri aikaan, riittäisi paahtamiseen vain yksi 700 W:n teholla sähköä tuottava generaattori. Mutta kun paahtoleivät laitetaan paahtumaan aamulla samaan aikaan (ja vielä kahvi tippumaan samalla kertaa), niin tuloksena on kulutuspiikki, ja tuotanto pitää mitoittaa sen mukaan...mutta siihen ei kannata mennä syvemmälle tällä kertaa.

Videon on tuottanut Nathan Grossman Tukholman Dramastiska Högskolanista. Sen on kuvannut Johan Hannu, musiikista vastaa Fredrik Wictorsson ja generaattorilaitteiston ovat tehneet Jitin Thomas ja Satyajit Bagchi.

Tänään tuulesta tuli enemmän sähköä kuin ydinvoimasta

Ma, 06/01/2015 - 18:06 Jari Mäkinen

Usein kuulee sanottavan, että tuulivoima on tyhjänpäiväistä vihreiden löpertelyä ja että ainostaan perinteisillä energianmuodoilla voidaan tuottaa tarpeeksi sähköä.

Tänään kuitenkin Pohjolassa on tuotettu enemmän sähköä tuuligeneraattoreilla kuin ydinvoimalla.

Ajantasaisen tilanteen näkee hyvin mm. Finngridin verkkosivuilta, joka näytti klo 16:03 tänään tuotetulle tuulivoimalle 3575 MW ja ydinvoimalle 3371 MW (ks. kuva alla). Samalla suurin osa energiasta tuotettiin vesivoimalla (9524 MW), joka voidaan toki laskea myös uusiutuvaksi energiamuodoksi.

Kyseessä on toki tuulen kannalta suotuisa päivä, koska Pohjanmerellä tuulee voimakkaasti ja Tanskassa olevat tuuligeneraattorit saavat siitä kerättyä talteen hyvin energiaa. Samalla energian kulutus on vain kohtalaista – onhan kesä, eikä lämmitystä juuri tarvita.

Tilanne on siis hieman samankaltainen kuin viime kesäkuussa, kun Saksassa tuotettiin yli puolet koko maan tarvitsemasta sähköenergiasta aurinkopaneeleilla. 

Nämä kumpikin tapaus kuitenkin osoittavat selvästi sen, että uusiutuvilla energiamuodoilla voidaan tuottaa olennaisia määriä energiaa. Ne vaativat toki varavoimaa pilvisten ja tyynten päivien varalle, mutta myös muut energiamuodot vaativat varavoimaa. 

Samalla kuitenkin kannattaa ajatella hieman laajemmin: sähköverkko ei ole paikallinen, vaan kattaa suuremman alueen. Niinpä tänäänkin on Suomessa käytetty tanskalaista tuulivoimaa yhteispohjoismaisen kantaverkon ansiosta; etenkin laajojen, älykkäiden sähköverkkojen ansiosta energiantuotantoa kautta Euroopan voitaisiin katsoa kokonaisuutena, jolloin jossain päin mannerta aina tuule ja paistaa, ja jossain päin voidaan tuottaa energiaa muilla keinoin.

Uusiutuvien käyttö kasvaa

Maailman uusiutuvan energian poliittisen verkon REN21:n tuoreen vuosiraportin mukaan planeettamme energiantuotannosta vuonna 2012 tuotettiin 19% uusiutuvilla energiamuodoilla. Määrä kasvoi vuonna 2013 ja edelleen vuonna 2014, ja on nykyisin jo yli 20%. Sähköenergiasta yli 22% tuotetaan uusiutuvilla.

Raportin mukaan vuonna 2013 rakennetusta lisäkapasiteetista 56% käytti jo uusiutuvia energiamuotoja. Kun vesivoimaa ei huomioida, luku on 17%. Ajantaisesta tilanteesta saa hyvän kuvan mm. REN21:n sivuilla olevan interaktiivisen kartan avulla.

Vaikka esimerkiksi Kiinassa rakennetaan uusi hiilivoimala keskimäärin joka viikko, on sielläkin uusiutuvien energiamuotojen osuus rajussa kasvussa. Siellä tehdään parhaillaan enemmän tuuli- ja aurinkovoimaa kuin fossiilisia energiamuotoja tai ydinvoimaa. 

Kiinan lisäksi eniten uusiutuvaa energiaa käyttäviä voimalaitoksia rakennetaan Yhdysvaltoihin, Brasiliaan, Kanadaan ja Saksaan, kun taas suhteessa väkimäärään johdossa ovat Tanska, Saksa, Portugali, Espanja, Ruotsi ja Itävalta.

Raportin mukaan investointien määrä rahassa mitattuna on laskenut vuonna 2013 229 miljardiin euroon samalla kun rakennetun kapasiteetin määrä on suurempi kuin koskaan. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että aurinkopaneelien hinta on pudonnut voimakkaasti. Myös tukipolitiikasta tapahtuneet muutokset ja epävarmuudet ovat hieman hidastaneet uuden kapasiteetin rakennusta verrattuna suunnitelmissa olleeseen rakennustahtiin; joka tapauksessa uusiutuvien saamia tukiaisia kannattaa suhteuttaa siihen, että Kansainvälisen rahaliiton tekemän  tutkimuksen mukaan yhteiskunnan epäsuora ja suora tuki fossiilisille polttoaineille on 9,16 miljoonaa euroa minuutissa koko ajan, eli noin 5 000 miljardia euroa vuodessa.

Uusiutuvista energiamuodoista sai maailmanlaajuisesti työtä 6,5 miljoonaa ihmistä suorasti tai epäsuorasti, ja työpaikkojen määrä on sekin kasvussa. Alalla olisi suuria mahdollisuuksia myös Suomessa, mutta täällä toistaiseksi keskitytään ydinvoimaan ja uusiutuvien energiamuotojen vähättelyyn.

(Huom: emme ole suinkaan ydinvoimaa vastaan, sillä mielestämme se on suositeltavampi ratkaisu kuin fossiilisten polttoaineiden käyttäminen. Sen sijaan uusiutuvien energiamuotojen käyttäminen ja niiden kapasiteetin lisääminen paikallisesti ja laajamittaisemminkin olisi vielä parempi vaihtoehto!)

Earth Hour, mitä välii?

Haaste on päivän sana. Vastaanottajina on nyt kaksi tahoa:
1. Lukija: Tee jokin todellinen ja pysyvä kulutustottumuksen muutos, jolla vähennät sähkön käyttöäsi pitkällä tähtäimellä.
2. WWF: Aloittakaa jokin järkevämpi kampanjaa, jolla vähennetään turhaa matkustelua tai tavaran siirtelyä.

 

Luontojärjestö WWF järjestää vuosittain maaliskuun lopulla Earth Hour -tempauksen. Ideana on napsauttaa turha sähkövalaistus pois päältä, kaikki yhdessä, kello puoli yhdeksästä puoli kymmeneen. Keskityn tässä järkevyyteen ja vaikuttavuuteen, itse tapahtumasta kerrotaan vaikkapa aiemmassa Tiedetuubin jutussa.

Heti aluksi painotan, ettei Earth Hour todellakaan tähtää sähkönkulutuksen vähentymiseen juuri kuuluisan tuntinsa aikana. Pääpointti on ideassa, sähkön säästämisen symboliarvossa ja suurten väkijoukkojen pitkän tähtäimen käyttötottumusten muuttamisessa, yhdessä muiden kanssa.

Vuonna 2015 tempauksen mottona oli "ilmastonmuutoksen torjuminen". Säästämällä sähköä näet vähennetään myös kasvihuonekaasupäästöjä. Hyvä idea. Periaatteessa.

WWF mainostaa Earth Hourin olevan oiva tilaisuus vaikkapa kynttilänvaloillallisen järjestämiselle. Samaan hengenvetoon innostetaan, että tempauksen jälkeen voi sitten päivitellä porukalla kynttiläkuvia sosiaalisessa mediassa ja kertoa kuinka kivaa oli! Mukavaa, lutuista, mahtavaa... mutta onko tuollaisessa yhtään mitään järkeä?

Onko Earth Hourin aikana "säästetty" sähkö - oli määrä miten mitätön tahansa, tästä hieman tuonnempana - tosiaan pakko imaista saman tien käyttöön usuttamalla innostunut väki nettiin? WWF:ltä jää myös mainitsematta, ettei kyttilöiden polttelu ole kovinkaan ympäristöystävällistä - päinvastoin. Tuikut tupruttavat ympärilleen osaksi karsinogeenisiä pienhiukkasia, ja nostavat yleistä tulipaloriskiä aika roimasti. Lisäksi niiden polttelu lisää hiilidioksidipäästöjä reippaasti. Erään laskelman mukaan CO2-päästöt nousevat lähes 10 grammalla per kynttilä. (Nykyisin määrä tosin on suurempi, sillä tuossa vertailukohtana olivat "energiasyöpöt" 40 watin hehkulamput..) Toinen laskelma väittää, että Earth Hour päästäisi yksistään Suomessa ilmoille pyöreästi sata tonnia hiilidioksidia. Niin romanttista kuin se onkin, kynttilöiden polttelu ei siis liene kovin terveellistä, kenellekään.

Homma etenee aivan kuin Keeping up appearances -brittikomediassa (suomennettu Pokka pitää). Myös sarjan pääosassa toilailevan Hyacinth Bucket'n (lausutaan [bu.kɛ]) erityistaito on kynttiläillallisten järjestäminen. Ja myös hän tykkää antamastaan yläluokkaisesta vaikutelmasta kuin sika perunasta, muttei juurikaan mieti toimiensa vaikutuksia. Syytän nyt WWF:ää hieman samanmoisesta ajattelemattomuudesta. (En tosin usko, että Hyacinth ikinä kehottaisi vieraitaan mainostamaan illallisia somessa...)


Homma ei taida toimia aivan näin yksinkertaisesti...
 

Entäs sitten se sähkönkulutus?

Jään lopulta pakostakin miettimään, vaikuttiko Earth Hour yhtään mitenkään todelliseen sähkönkulutukseen. Asia on onneksi helppo selvittää (Suomen osalta) Fingridin tilastoista. Fingrid ylläpitää sähkön kantaverkkoa, jonka kautta kulkee noin 75 % maassamme käytetystä sähköstä. Se myös tarjoaa kätevästi mittaustietoa sekä sähkön kulutuksesta että sen tuotannosta.

Koko Suomen sähkönkulutus on tähän aikaan vuodesta pyöreästi 10000 MWh tunnissa. Tarkasta ajanhetkestä riippuen arvo vaihtelee noin 1000 megawattitunnilla suuntaansa: Ylivoimaisesti eniten sähköä kuluu arkisin, seitsemän ja kymmenen välillä, aamuin illoin. Vastaavasti hiljaisinta aikaa sähkörintamalla ovat viikonloput, etenkin aikaiset sunnuntaiaamut.

Kuka tuon kaiken sähkön sitten käyttää? Tilastokeskus kertoo, että teollisuus imee siitä noin puolet, ja kotitaloudet ovat vastuussa noin neljänneksestä (lämmitys vie tästä suurimman osan, laitteet ja valaistus vähän vähemmän). Loppu jakautuu maatalouden, palveluiden sekä julkisen kulutuksen ja liikenteen välille.

Fuusioreaktori joka kotiin?

Ti, 10/21/2014 - 18:23 Jari Mäkinen
Lockheed Martinin fuusiohankkeen projektipäällikkö Tom McGuire ja koereaktori T-4

Lockheed Martin, amerikkalainen ilmailu-, avaruus- ja sotilasteollisuusjätti, kertoi viime viikolla keksineensä tavan valmistaa pieniä, käteviä fuusioreaktoreita, jotka mullistaisivat energiantuotannon. Paitsi että fuusiovoiman saaminen arkikäyttöön olisi jo sinällään mullistavaa, myös se, että näin voitaisiin tehdä pienessä mittakaavassa, olisi melkeinpä suurempi edistysaskel. Silloinhan haave siitä, että sähköä tuotettaisiin edullisesti ja kätevästi siellä missä sitä tarvitaan, tulisi todeksi: laajoja sähkönsiirtoverkkoja ja suuria voimalaitoksia ei enää tarvittaisi lainkaan siinä määrin kuin nykyisin.

Valitettavasti vain uutiseen kannattaa suhtautua suurin varauksin. Kukaan ei missään ole vielä saanut fuusioreaktoria toimimaan siten, että reaktiosta saataisiin energiaa käyttöön. Vaikka Lockheed Martin julkaisi jo helmikuussa 2013 tietoja fuusiohankkeestaan ja viime viikon uutisointia edelsi yhtiön patenttihakemuksen julkaiseminen.

Monet muutkin henkilöt ja yhtiöt ajattelevat, että juuri tuollaisissa pienissä reaktoreissa voisi olla tulevaisuus. Hankkeita verhoaa kuitenkin salamyhkäyisyys: patentit suojaavat osaa keksinnöistä, mutta tuloksista ja tekeillä olevista uusista hankkeista ei juurikaan kerrota tarkemmin. Kenties näin mullistavista vempeleistä ei kannatakaan kertoa vielä yksityskohtia…etenkin kun sotilaat ovat sekaantuneet asiaan ja mukana on suuria kaupallisia intressejä.

Ensimmäisen kerran fuusioreaktiota koitettiin saada hallitusti syttymään laserilla vuonna 1984 Lawrence Livermoren kansallisessa laboratoriossa, Yhdysvalloissa, NOVA-nimisellä laitteistolla. Fuusioreaktio sinällään on pystytty tuottamaan hallitusti jo 1930 luvulta asti

Fuusio tulee kyllä - mutta milloin ja miten?

Nykyiset ydinvoimalat toimivat fissioperiaatteella, eli niissä raskaita atomiytimiä rikotaan kevyemmiksi, jolloin hitunen ainetta muuttuu energiaksi.

Fuusioreaktorissa puolestaan kevyet aineet törmäytetään yhteen raskaammiksi, jolloin saadaan myös energiaa, kun reaktiossa jää hieman ainetta (siis energiaa) ylitse. Aurinko tuottaa energiansa yhdistämällä vetyä heliumiksi, ja periaatteessa tämä reaktio on myös tavoitteena maanpäällisissä fuusioreaktoreissa. Tarkalleen ottaen aikomuksena on yhdistää deuteriumia ja tritiumia, vedyn raskaita isotooppeja, heliumiksi, ja energian lisäksi oheistuotteina on vain neutroneja.

Myös muita reaktiovaihtoehtoja on olemassa, kuten esimerkiksi deuterium ja Helium-3. Silloin tuloksena olisi alfahiukkasia ja protoneita.

Periaatteessa siis vaikkapa pallojen täyttämiseen sopivaa heliumia tuottava fuusiovoimala on saasteeton siinä missä fissiovoimalan jätökset ovat radioaktiivisia vuosituhansien ajan, ja siinä missä uraani on hankalasti saatavaa ainetta, on vetyä saatavissa kaikkialta missä on vettä.

Perinteinen fissiovoimala vaatii myös koko ajan paapomista, sillä jos sen reaktio pääsee villiksi, tuloksena on suuria ongelmia. Fuusiovoimalassa kaikki käyttöhäiriöt puolestaan johtaisivat siihen, että voimala vain sammuisi. Koska fuusioreaktiota täytyy pitää koko ajan yllä, se on erittäin turvallinen jopa perinteiseen hiilivoimalaan verrattuna.

Lisäksi fuusio tuottaa hurjasti energiaa. Verrattuna fissioon, kilosta fuusiopolttoainetta saa neljä kertaa enemmän energiaa, ja verrattuna hiileen luku on vielä huimempi: fuusio on 10 miljoonaa kertaa tehokkaampi energiantuotantotapa.

Fuusiovoima olisi siis puhdasta, tehokasta ja sitä riittäisi ylitse kaiken kuviteltavissa olevan tarpeemme.

Käytännössä kuva ei ole aivan näin ruusuinen, sillä fuusiovoimalan rakenteet muuttuvat neutronipommituksessa radioaktiivisiksi. Ongelmat ovat kuitenkin minimaalisia verrattuna fissiovoimaloiden riskeihin ja ongelmiin.

Suurempi ongelma on vielä se, että fuusiota ei ole saatu toimimaan. Parhaimmillaan hetken kestänyt toiminta on tuottanut teoreettisesti enemmän energiaa kuin sen käynnistäminen on vaatinut, mutta jatkuva, koko ajan energiaa tuottava voimalaitos on vielä haavetta vain.

ITER

Tie kohti fuusiota on jo tähän mennessä ollut pitkä ja tavoite on siirtynyt koko ajan tulevaisuuteen. Klassisen sanonnan mukaan fuusiovoima on 30 vuoden päässä tulevaisuudessa, mutta aika, mistä kolme vuosikymmentä lasketaan alkavaksi, on siirtynyt koko ajan eteenpäin.

Monien pienikokoisten koelaitosten jälkeen ensimmäinen kunnollisen kokoinen fuusiovoimala on parhaillaan rakenteilla eteläisessä Ranskassa, Cadarachessa. Kansainvälinen ITER-koelaitos (International Thermonuclear Experimental Reactor, http://www.iter.org) on tarkoitus saada toimintaan 2020-luvun puoliväliin mennessä ja sen jälkeen sitä on aikomus käyttää parinkymmenen vuoden ajan.

Laskelmien mukaan se olisi ensimmäinen tarpeeksi suuri fuusiovoimala, missä reaktio voisi jatkua pitkään ja tuottaa oikeasti energiaa kuten voimalaitoksen tulisi tuottaa.

Laitoksen ydin on donitsin muotoinen säiliö, tokamak, jonka sisällä deuterium ja tritium ovat kuumana plasmana voimakkaiden magneettikenttien kahlitsemana. Rinkulan halkaisija on kuusi metriä ja sen suprajohtavilla magneeteilla synnytetyn magneettikentän voimakkuus viisi Teslaa (tämä on todella paljon). Lämpötila, missä fuusioreaktio deuteriumia ja tritiumia käytettäessä käynnistyy, on 100 miljoonaa astetta. Tuloksena toivotaan olevan 500 megawattia ylimääräistä energiaa.

Kokonaisuudessaan ITER-laitteisto olisi 60 metriä korkea ja sen massa olisi 23000 tonnia. Sähkö tuotettaisiin sitten vieressä olevilla perinteisillä generaattoreilla, joita pyörittää fuusiovoiman kuumentama vesi.

Plasmaa

Hohtavaa plasmaa tokamakin sisältä kuvattuna.

Pallosalama purkkiin

Johtoajatuksena ITERin rakentamisessa on ollut se, että suurentamalla laitoksen kokoa saadaan fuusio kunnolla toimimaan, mutta samalla pieni joukko tutkijoita on pohtinut juuri päinvastaista: entä jos laitteisto yksinkertaistettaisiin ja tehtäisiin paljon pienemmäksi?

Eräs ensimmäisistä oli Kalifornian yliopiston fyysikko Norman Rostoker, joka perusti vuonna 1998 yhtiön nimeltä Tri Alpha. Hänen ideanaan oli käyttää vedyn isotooppien sijaan polttoaineena booria ja protoneita. Boori-11 on kuitenkin hankala aine siksi, että reaktio olisi hyvin kuuma (noin miljardi astetta) ja tuo lämpötila pitäisi myös pystyä synnyttämään, jotta reaktio lähtisi alkuun. Lisäksi reaktio tuottaa vain puolet vetyreaktion tuottamasta energiasta. Hyvä puoli olisi kuitenkin se, että reaktion oheistuotteena ei olisi juurikaan neutroneita ja sähkövirtaa olisi mahdollista kehittää magnettikenttien avulla jopa 90% hyötysuhteella. Klassisen fuusioreaktorin (jos niin voi sanoa) hyötysuhde olisi vain noin 40%.

Miljardin asteen lämpötilaa ei voida pitää yllä pienessä tokamakissa, koska vaadittava magneettikentän voimakkuus olisi täysin mahdottomuus. Siksi Tri Alphassa kehitettiin boxer-moottoria muistuttava systeemi, missä kaksi vastakkain toisiaan olevaa plasmatykkiä ampuu keskellä olevaan kammioon eräänlaisia plasmarinkuloita, plasmoideja.

Sopivasti rengasmaiset plasmarinkulat kehittävät itse ympärilleen magneettikentän, joka pitää ne kasassa. Pallosalamien oletetaan olevan luonnollisia plasmoideja, eli salamaniskussa syntyneitä kuuman, sähköisesti varautuneen kaasun renkaita, joita niiden itsensä synnyttämä magneettikenttä pitää hengissä.

Kun plasmoidit osuvat toisiinsa keskellä olevan kammion sydämessä, ne synnyttävät boori-11 kaasun kanssa fuusioituvan plasmakuplan, jota pidetään paikallaan kammion keskellä magneettikentällä. Reaktio jatkuu niin kauan polttoainetta syötetään laitteeseen ja plasmoideja ammutaan.

Syntyvät alfahiukkaset ohjattaisiin takaisin plasmoiditykkeihin, ja niissä ne saadaan muutettua sähkövirraksi prosessilla, jota yhtiö luonnehtii ”väärinpäin kytketyksi hiukkaskiihdyttimeksi”.

Tri Alpha ei ole kertonut toiminnastaan juurikaan julkisuuteen, mutta se on tehnyt kokeita noin 10 metriä pitkällä laitteella, jota se kutsuu nimellä C-2. Laite pystyy ampumaan plasmoideja toisiinsa ja pitämään yllä raktiota jopa viiden millisekunnin ajan. Tämä on kunnioitettava saavutus, vaikkakin boorin sijaan kokeissa on toistaiseksi käytetty deuteriumia ja sähkövirran tuottaminen liki suoraan alfahiukkasista ei ole onnistunut.

Toinen pientä fuusioreaktoria suunnitteleva yhtiö on Helion Energy (http://www.helionenergy.com). Washingtonissa, Yhdysvalloissa, toimiva yhtiö kehittää myös plasmoideihin perustuvaa laitteistoa, joka on ”kuin diesel-moottori” yhtiön omien sanojen mukaan: plasmatykit syöttävät plasmoidipareja reaktiokammioon, missä magneettikenttä puristaa ne kasaan ja saa aikaan fuusioreaktion. Se saa aikaan puolestaan uudet kaksi plasmoidia, jotka puolestaan fuusioituvat ja saavat aikaan seuraavien syntymisen. Kun laite tuottaa näitä noin sekunnin kestäviä fuusiosykähdyksiä jatkuvalla syötöllä, se tuottaa tasaisesti energiaa.

Toistaiseksi Helion Energy on käyttänyt polttoaineinaan deuteriumia ja saanut aikaan reaktion kolmen minuutin välein. Yhtiö etsii Tri Alphan tapaan lisää rahoitusta suuremman koelaitteen tekemiseen ja olettaa, että viiden vuoden päästä laite voisi tuottaa energiaa enemmän kuin se kuluttaa – nyt siis ollaan vielä kaukana toimivasta reaktorista.

Kolmas kiinnostava uuden ajan ydinenergiayhtiö tulee Kanadasta. General Fusion (http://www.generalfusion.com) on hahmotellut aivan toisenlaisen fuusioreaktorin: siinä deuteriumia ja tritiumia sisältävät plasmoidit syötetään vinhasti pyörivän, pyöreän palokammion sisällä olevan sulan lyijymassan keskelle, jolloin puristamalla lyijyä nopeasti ja voimakkaasti kasaan lukuisilla pallon ulkopuolella olevilla männillä saadaan fuusioreaktio syttymään.

Yhtiö tutkii plasman kompressointia kahdella eri tavalla. Toinen on 14-mäntäinen koelaitteisto ja toinen on kokonaan erillinen koesarja, jossa plasmaa puristetaan kokoon pelkästään räjähdysaineilla. Männät saadaan liikkumaan nopeasti sylinteriensä sisällä joko paineilmalla tai höyryllä. Varsinaisessa, lopullisessa reaktorissa on tarkoitus käyttää höyryä.

Onko Lockheed onnistunut?

Lockheed Martinin esittelemä voimalaitos on kooltaan vain kolmisen metriä ja se tuottaisi 100 megawattia energiaa. Selvästikin sen käyttökohteina ovat laivat, lentokoneet ja monet muut puolustuksellisestikin kiinnostavat kohteet, mutta samalla luonnollisesti kaikki muutkin hyötyisivät laitteen ketteryydestä ja helppokäyttöisyydestä. Kuvissa – kuten otsikkokuvassamme – on yhtiön koelaitos nimeltä T-4, mutta tuotantoversio olisi noin 10 metriä pitkä laite. Verrattuna sen tuottamaan tehoon ja toiminta-aikaan, olisi se hurjan pieni ja kompakti.

Jos todellakin kerrostalon kellariin tai kuorma-auton konttiin saisi tällaisen fuusiovoimalan, menisi maailman energiantuotannon lisäksi maailmanpolitiikka uusiksi, kun kaasusta tai öljystä ei olisi kiistakapulaksi.

Laitteen periaatteesta ei kuitenkaan ole kerrottu muuta kuin sen, että se käyttää fuusiota ja että reaktiossa on ”korkea beta”. Tämä tarkoittaa sitä, että se tuottaa suuren plasman paineen suhteellisen pienellä magneettikentän aiheuttamalla paineella.

Rahoitus laitteen kehittämiseen on nähtävästi tullut Yhdysvaltain puolustushallinnolta ja työtä on tehty kuuluisassa Skunk Works -ideaverstaalla Kaliforniassa. Ennen kaikkea lentokoneistaan tunnetusta salaisten projektien pajasta ovat kotoisin monet Yhdysvaltain ilmavoimien erikoiskoneet, kuten U-2, SR-71 Blackbird, F-117 Nighthawk ja F-22 Raptor.

On hyvinkin mahdollista, että jokin lentämiseen liittyvä hanke on ollut reaktorin kehittämisen päätavoite. Tällainen voisi olla esimerkiksi lentokoneeseen (tai laivaan) sijoitettava laserase, sillä niiden käyttöön saamisen suurin ongelma on ollut riittävä virransaanti tarpeeksi pienestä ja kevyestä energianlähteestä.

Se, että hankkeen takana on Skunk Works tarkoittaa salaisuuden lisäksi myös sitä, että puheiden pohjalla todennäköisesti on jotain todellistakin. Heillä on ollut tapana tuottaa aina jotain toimivaa. Lockheed Martin kertoo laitteiston kehittämisen vievän vielä kymmenisen vuotta, ja voi myös ajatella, että viime viikon julkistuksen takana on tarve saada projektille rahoitusta.

Saatavilla olevien tietojen perusteella ei voi sanoa toimiiko uusi ihmereaktori, mutta varmaa on se, että paine hajautetun, puhtaan ja edullisen energiantuotannon suuntaan on erittäin suuri. Nykyiset suuret voimalaitokset tulevat käymään harvinaisiksi ja niihin investoimisen sijaan kannattaisi maailman (ja samalla Suomen) energianhuoltoa pohtia uudesta näkökulmasta.

Ja voi myös olla, että myös ITER tulee jäämään keskeneräiseksi hankkeeksi – onhan sekin eräänlainen dinosaurus.

-
Juttua on päivitetty 22. lokakuuta: ensimmäisen kuvan virheellistä kuvatekstiä ensimmäisestä hallitusta fuusioreaktiosta on muutettu, General Fusionin koelaitteista kertovaa tekstiä on tarkennettu ja mm. tieto Lockheed Martinin patenttihakemuksista on lisätty. Kiitos Helsingin yliopiston Tomas Lindénille!

Kuvat: Lockheed Martin; LLNL ja ITER.

Lisätietoja Lockheed Martinin hankkeesta: http://www.lockheedmartin.com/us/products/compact-fusion.html ja http://www.fusenet.eu/node/400

General Fusion -yhtiön esittelyvideo:

23.3.2013 - Höyryturbiinin mittarit

La, 03/23/2013 - 10:30 admin

Kuvassa on Tukholman teknillisessä museossa esillä oleva ruotsalainen Ljungström-tyyppinen höyryturbiini 1920-luvulta.

Vesihöyryä käyttävän turbiinin idea on tunnettu jo pitkään, mutta veljekset Birger ja Fredrik Ljungström kehittivät oman versionsa siitä vuonna 1908. Sen jälkeen heidän yhtiönsä Svenska turbinfabriks aktiebolaget Ljungström (STAL) tuotti näitä niin Ruotsiin kuin muuallekin pääasiassa generaattorteita pyörittämään ja siten sähköä tuottamaan.

Vuonna 1959 STAL fuusioitiin Laval-yhtiön turbiiniyhtikön kanssa, jolloin kahdenlaiset turbiinit kohtasivat: Lavalin maidon lypsykoneissa käyttämät pumput ja suuret kaasu- ja höyryturbiinit. Nykyisin toiminta jatkuu Siemens Industrial Turbomachinery AB:n nimellä.

1800- ja 1900-lukujen vaihteessa kerätty tietotaito näkyy edelleen siinä, että esim. Volvo Aeron viime vuonna ostanut GKN Aerospace tekee Ruotsissa edelleen suihkumoottoreita lentokoneisiin ja osia Ariane 5 -kantorakettiin.

Olutta olutvoimalla

Ke, 02/06/2013 - 01:16 Toimitus
Beer (photo by afagen/Flickr)

Kun puhutaan uusiutuvasta energiasta, kyse on normaalisti aurinkopaneeleista tai tuulivoimasta, mutta nyt alaskalaispanimo tuo esille uuden vaihtoehdon: oluen mäskin.

Mäski, oluen panemisesta jäljelle jäävä märkä viljamassa (yleensä mallasohra), on yleensä ikävää jätettä, mistä panimot haluavat päästä lähinnä eroon nopeasti ja kätevästi. Mäskiä on ajettu kompostoreihin ja myös annettu ruoaksi eläimille - onhan se hyvä proteiinilähde, vaikka viljasta on imetty makua ja väriä olueeseen.

Näin on tehnyt myös Alaskan Brewing Co. -panimo, mutta heille kustannukset mäskin kuljettamisesta eläintiloille ovat olleet huomattavia, koska tieverkosto ei ole Alaskassa kattava ja hyvä. Niinpä panimo keksi tilata erikoisen polttopannun, missä mäskiä voidaan kuivata ja polttaa. Energialla tuotetaan höyryä, mitä tarvitaan oluen panemisessa.

Mäskiä polttamalla panimo säästää noin 60-70% öljylaskussaan.

Tie kohti mäskienergiaa alkoi jo vuonna 1995, jolloin panimo hankki laitteiston märän mäskin kuivaamiseen. Mikäli mäskiä olisi kuljetettu pitkiä matkoja eläintiloille märkänä, olisi se alkanut käydä. Lisäksi märkänä sen massa on suurempi, mikä lisää edelleen kuljetuskustannuksia.

Siinä missä aikaisemmin mäskiä kuivattiin öljyä polttamalla, käytti uusi järjestelmä osan mäskistä energianaan. Hyvät kokemukset laitteistosta saivat panimon pohtimaan energiantuotannon lisäämistä.

Seuraavaksi panimoon asennettiin laitteisto, millä mäskistä voitiin erottaa hieman kuivempi aines, mikä voitiin puristaa briketeiksi. Näiden polttaminen oli helpompaa kuin mäskin kuivaaminen ja sen johtaminen poltettavaksi.

Vuoden 2012 lopussa panimo sai valmiiksi 1,8 miljoonaa dollaria (1,4 miljoonaa euroa) maksaneen lopullisen polttolaitteiston, minkä avulla lähes kaikki mäski voidaan kuivata ja puristaa polttoaineeksi, mitä voidaan käyttää yhdessä öljyn kanssa höyryä tuottavassa pannussa.

Oluen panemisessa tarvittavaa lämpöä tuotetaan eri energianlähetillä ympäri maailman, mutta nähtävästi alaskalaispanimo on ensimmäinen mäskiä olennaisissa määrin käyttävä oluttalo.

Teksti perustuu Alaskan Brewing Companyn tiedotteeseen

Kuvalähteet (Flickr, Creative Commons): pääkuva afagen, lisäkuva gregpc