Sininen energia

- SUOLAISTA JA MAKEAA -

Ydinvoimalle todellinen kilpailija

Mitä on sininen energia? Se varmaankin useimman ensimmäinen kysymys, eikö? Mutta ei, se ei ole vesivoimaa eikä vuorovesienergiaa. No entä, mitä se sitten on? 


SININEN ENERGIA on Rutgers-yliopistossa Yhdysvalloissa kehitetty uusiutuvan energiatuotannon keksintö, joka antaa mahdollisuuden tuottaa sähköä, paikoissa, missä joet laskevat meriin. Tämä perustuu yksinkertaisesti ilmaistuna suolapitoisuuden eroihin joki- ja merivedessä. Tämä prosessi tapahtuu luonnollisesti tietyissä paikoissa planeetalla ja sitä voidaan käyttää puhtaan energian tuottamiseen. 


Sinisellä energialla on valtavasti potentiaalia: Nimittäin, jos sinistäenergiaa tuotettaisiin kaikkien jokien suistoissa, sähkötuotannon teho olisi noin 1,4 megajoulea kuutiota jokivettä kohden, kun se sekoitetaan samaan määrään merivettä. Tämä tarkoittaisi sitä, että sininen energia voisi arvioiden mukaan kattaa 80% maailman kaikesta sähköntuotannosta. Todellisuuden nimissä täytyy kuitenkin muistaa, että olisi mahdotonta valjastaa kaikkia jokisuistoja energiatuotannon piiriin.


Seuraavaksi käsittelemme sinisen energian toimintaperiaatetta.

Sinisenenergian sähköntuotannossa avainasemassa on merivedessä oleva suola, natriumkloridi (NaCl). Merivedessä natrium ja kloori-ionit ovat toisistaan erillään (ks. kuva alta)


Merivedessä sekä natrium- että kloori-ionit ovat toisistaan erillään // Shutterstock


Nämä kaksi alkuainetta erotetaan sitten eräänlaisella kalvolla, jonka läpi ainoastaan natriumionit pääsevät kulkemaan.  Näin kalvon toiselle puolelle syntyy positiivinen varaus ja toiselle puolelle negatiivinen varaus. Tämä osmoottisen ilmiön jännite-erot voidaan sitten hyödyntää yhdistämällä puolet elektrodeilla toisiinsa. 


Tämänlaiset kalvot eivät ole tavallaan uutta tekniikkaa, mutta se, mistä materiaalista ne on valmistettu on uudenlaista. Nimittäin ennen tällaiset kalvot valmistettiin boorinitriitistä tehdyistä nanoputkista. Niissä oli ongelma: Näissä putkissa natriumionien virtaus ei ole ollut tarpeeksi suurta ja syntynyt jännite jäi liian pieneksi, mikä johtui siitä, että näitä nanoputkia ei saatu tarpeeksi tiheään tähän kalvolle. 


SEN SIJAAN tässä uudessa keksinnössä nanoputket päällystetiin positiivisilla metalli-ioneilla, jolloin niistä saatiin magneettisia Tällöin saatiin 0,0065 millimetrin paksuinen kalvo, jossa oli 10 miljoonaa nanoputkea nelisenttimetriä kohti. Mikä hienointa; näin tämä sähköntuotanto on saatu nelinkertaistettua.

Suolainen ja makea vesi johdetaan ensin yhden filtterin läpi, jonka jälkeen ne kulkeutuvat kumpikin omaa putkeaan pitkin säiliöihin, jonka välissä on iso, puoliläpäisevä kalvo. Tästä syntyy toiselle puolelle negatiivinen ja toiselle positiivinen sähkövaraus. Sitten natriumionit jännitteineen kulkeutuvat turbiiniin, joka tuottaa sähköä.

No, mikä tekisi sinisestä energiasta sitten oikeastikin ydinvoiman kilpailija?


Sinisen energian hyötyjä on jo aikaisemmin mainittu uusiutuvuus ja käytännössä loputtomat mahdollisuudet. Sininen energia on oikeastaan niin vihreää energiaa, kuin energia voi olla. Se ei ole riippuvainen säästä eikä mistään ulkoisesta voimasta. Ja mikä parasta mereneliöille, se ei vahingoittasi niitä, koska lämpötila prosessin aikana nousisi vain ja ainoastaan puoli celsiusastetta. Tietysti se valtava energiatehokkuus on merkittävimmistä eduista sinisessä energiassa.


Kun tullaan huonoihin puoliin, se on kallista. Kustannukset ovat isot verrattuna perinteisiin voimalaitoksiin. Lisäksi on teknisiä ongelmia, joita on ylitettävä. On vaikeaa rakentaa suurta laitosta ja laskea se mereen jopa 110 metrin syvyyteen, mikä olisi vaatimus. Haasteena on myös suuret kalvot.


OMA MIELIPITEENI sinisestä energiasta on, että vaikka se on näinkin alkupuissa, pidän sitä jo nyt hyvinkin potentiaalisena energiatuotannonmuotona. Luulen, - tai ainakin toivon - että haasteet varmasti tullaan ratkomaan tulevaisuudessa, ja sinistä energiaa voitaisiin käyttää laajalti. Mutta ennen kuin voisi vastata, olisiko sininen energia ydinvoiman haastaja, tarvitsisi verrata tarkkoja lukuja silloin, kun sininen energia on päässyt kunnolla muotoonsa ja kehittynyt vielä enemmän. Mutta sen aika meille näyttää.