Uusia tapoja tuottaa energiaa

TUULI

▪ Ihminen on hyödyntänyt kauan tuulivoimaa. Sen avulla on purjehdittu merillä, jauhettu viljaa ja nostettu vettä. Viime vuosina maapallon yli on pyyhkäissyt tuulivoiman nostattama innostuksen aalto. Huipputekniikkaan perustuvat tuulimyllyt tuottavat eri puolilla maailmaa saasteetonta, uusiutuvaa sähköenergiaa 35 miljoonalle ihmiselle. Tanska tuottaa tuulivoiman avulla jo 20 prosenttia sähköstään. Saksa, Espanja ja Intia ovat nopeasti ottamassa käyttöön tuulivoimaa. Intia sanoo, että sen kyky tuottaa tuulivoimaa on maailman viidenneksi suurin. Yhdysvalloissa sähköä tuottaa 13000 tuulimyllyä, ja jotkut analyytikot sanovat, että jos hyödynnettäisiin kaikki suotuisat paikat, tuulen avulla voitaisiin tyydyttää yli 20 prosenttia Yhdysvaltojen nykyisestä sähköntarpeesta.

AURINKO

▪ Aurinkokennot muuttavat auringonvalon sähköksi, kun auringonsäteet irrottavat kennossa olevat elektronit liikkeeseen. Tällä menetelmällä tuotetaan kautta maailman lähes 500 miljoonaa wattia sähköä, ja aurinkokennojen kysyntä kasvaa vuosittain 30 prosenttia. Aurinkokennot eivät kuitenkaan ole vielä kovin tehokkaita, ja niillä tuotettu sähkö on kallista, kun vertailukohtana pidetään fossiilisilla polttoaineilla tuotettua energiaa. Lisäksi kennojen valmistuksessa käytetään myrkyllisiä kemikaaleja, esimerkiksi kadmiumsulfidia ja galliumarsenidia. Koska nämä kemikaalit eivät häviä luonnosta satoihin vuosiin, Bioscience-lehdessä sanottiin, että ”käytöstä poistettujen kennojen hävittämisestä ja kierrätyksestä voisi tulla suuri ongelma”.

 GEOTERMINEN ENERGIA

▪ Jos maapallon kuoren läpi kaivettaisiin reikä kohti maapallon ydintä, jossa lämpötilan arvioidaan olevan 4000 lämpöastetta, lämpötila nousisi aina kilometrin matkalla keskimäärin 30 astetta. Maapallon uumenissa olevaa lämpöä on kuitenkin helpompi hyödyntää, kun asutaan lähellä kuumia lähteitä ja vulkaanisia halkeamia. 58 maata käyttää maankuoren kuumista pisteistä saatavaa tulikuumaa vettä tai höyryä kotien lämmittämiseen tai sähkön tuottamiseen. Islannissa geotermisella energialla tyydytetään noin puolet energiantarpeesta. Jotkin muut maat, kuten Australia, miettivät, miten voitaisiin hyödyntää energiaa, jota on varastoitunut laajalla alueella muutaman kilometrin syvyyteen maanpinnan alapuolelle kuumaan, kuivaan kivimassaan. Australian Geographic -lehdessä sanotaan: ”Jotkut tutkijat uskovat, että energiaa voitaisiin tuottaa kymmeniä, jopa satoja vuosia johtamalla varastoituneen lämmön luo vettä ja pyörittämällä sitten turbiineja tulikuumalla vedellä, joka tulisi maanpintaan kovalla paineella.”

VESI

▪ Vesivoimalat tyydyttävät jo kuusi prosenttia maailman energiantarpeesta. International Energy Outlook 2003 -raportin mukaan kahden seuraavan vuosikymmenen aikana ”uusiutuva energia lisääntyy pitkälti kehitysmaiden, eritoten Aasian kehitysmaiden, suurien vesivoimalahankkeiden ansiosta”. Bioscience-lehdessä kuitenkin varoitetaan: ”Patoutuvat vedet peittävät usein alleen arvokasta, maanviljelyn kannalta hedelmällistä tulvamaata. Lisäksi padot vaikuttavat ekosysteemin kasveihin, eläimiin ja pieneliöihin.”

 VETY

▪ Vety on väritön ja hajuton palava kaasu, ja se on maailmankaikkeuden runsain alkuaine. Maapallolla vety on olennainen osa kasvi- ja eläinkudosta, sitä on sitoutuneena fossiilisiin polttoaineisiin ja se on toinen veden kahdesta aineosasta. Lisäksi vety palaa fossiilisia polttoaineita puhtaammin ja tehokkaammin.

Vesi voidaan jakaa sähkön avulla vedyksi ja hapeksi. Vaikka tällä menetelmällä voidaan tuottaa runsaasti vetyä, Science News Online -verkkolehdessä sanotaan, että ”tämä yksinkertaiselta vaikuttava menetelmä ei ole vielä taloudellisesti kannattava”. Jo nykyään kautta maailman tuotetaan teollisesti noin 45 miljoonaa tonnia vetyä, pääasiassa lannoitteita ja puhdistusaineita varten. Tässä vedyn tuotantomenetelmässä käytetään kuitenkin fossiilisia polttoaineita, ja siinä vapautuu myrkyllistä hiilimonoksidia ja kasvihuonekaasuihin kuuluvaa hiilidioksidia.

Monet kuitenkin ajattelevat, että vety on lupaavin vaihtoehtoinen polttoaine ja että sen avulla voidaan tyydyttää ihmiskunnan tuleva energiantarve. Optimismi johtuu niistä huomattavista parannuksista, joita on saatu aikaan niin sanotuissa polttokennoissa.

POLTTOKENNOENERGIA

▪ Polttokenno on laite, joka tuottaa sähköä vedystä, mutta ei polttamalla sitä vaan yhdistämällä sitä happeen hallitun kemiallisen reaktion aikana. Koska reaktiossa ei käytetä vetyä runsaasti sisältävää fossiilista polttoainetta vaan puhdasta vetyä, reaktion ainoat sivutuotteet ovat lämpö ja vesi.

Ensimmäisen polttokennon suunnitteli vuonna 1839 englantilainen tuomari ja fyysikko Sir William Grove. Polttokennot olivat kuitenkin kalliita rakentaa ja niiden polttoainetta ja osia oli vaikea saada. Idea jäi lepäämään, kunnes polttokennoista kehitettiin 1900-luvun puolivälissä amerikkalaisten avaruusalusten virtalähde. Niitä käytetään edelleen tähän tarkoitukseen, mutta nyt tätä tekniikkaa kehitetään tavanomaisempiin käyttötarkoituksiin.

Polttokennoista kehitellään nykyään autojen voimanlähteitä polttomoottorien tilalle, sähkölähteitä liikerakennuksiin ja asuintaloihin ja pienten sähkölaitteiden, kuten matkapuhelimien ja tietokoneiden, virtalähteitä. Tätä kirjoitusta laadittaessa polttokennolaitoksissa tuotettava sähkö oli kuitenkin yli neljä kertaa kalliimpaa kuin fossiilisilla polttoaineilla tuotettava energia. Silti tähän kehitteillä olevaan tekniikkaan sijoitetaan satoja miljoonia euroja.

On selvää, että puhtaammat energialähteet säästävät luontoa. Niiden laajamittaista käyttöönottoa on kuitenkin hillinnyt hinta. IEO2003-raportissa sanotaan: ”Energiankysynnän tuleva kasvu kohdistuu suurelta osin fossiilisiin polttoaineisiin (öljy, maakaasu ja kivihiili), koska fossiilisten polttoaineiden hintojen odotetaan pysyvän suhteellisen alhaisina eikä muista polttoaineista saatavan energian hinta tule olemaan kilpailukykyinen.”

[Kuva s. 9]

Polttokennoauto, 2004

[Lähdemerkintä]

Mercedes-Benz USA

[Kuvan lähdemerkintä s. 8]

DOE Photo