Helsingin Sanomissa oli tänään hyvä uusiutuvaan sähköntuotantoon liittyvä pääkirjoitustoimittajan kolumni.
Sääli vain, että pääväite on Suomen kannalta väärä:
”Ratkaisu on uusi eurooppalainen työnjako, jossa hyödynnettäisiin Etelä-Euroopan aurinkoa sekä pohjoisen vesivarantoja ja muita olemassa olevia voimaloita. Aurinkoenergialla voitaisiin tyydyttää merkittävä osa energiantarpeesta nykyistä huomattavasti edullisemmin – ja täysin puhtaasti. Pohjois-Euroopan vesivarastot sekä kaasu-, bio- ja ydinvoimalat takaisivat perustuotannon ja tasapainottavan tuotannon.”
Haastateltu lähde on Ruotsin Fortumin johtaja.
Se fakta, mikä artikkelissa unohdetaan, on että Suomessa on vesivoimaa kymmenesosa Ruotsista ja kahdeskymmensosa Norjasta. Suomelle siis jäisi ydinvoimaloiden perusvoiman rooli — ja kulut.
Mikäli Ruotsi pääsisi tilanteeseen, että se voisi tuotta vesivoimaa vain öisin ja saisi myytyä sen päivähinnalla Saksaan, se olisi tietysti hirvittävän hyvä ruotsalaisille.
Suomalaiset sen sijaan vain maksaisivat korotettua maksua Ruotsista tuotavasta vesivoimasta (jopa kolmannes kulutuksesta).
”Miten tähän pystyy vastaamaan? Menemällä mukaan, sanoo Fortumin johtoryhmän ruotsalaisjäsen.”
Mikä oli todistettava. Suomen valtion rahoilla olisi kiva rakentaa paksuja yhteyksiä Ruotsista Saksaan, kun se nostaa mukavasti sähkön hintaa Suomessa. Aivan niin tyhmä ei Suomen valtionkaan kannattaisi olla.
Aivan oikea on kuitenkin artikkelissa tietääkseni ensimmäistä kertaa Suomen lehdistössä esiin nostettu tärkeä fakta:
”Toinen ongelma puun energiakäytössä on se, että perinteinen metsäteollisuus kauhistuu uuden kilpailijan vaikutusta puun kantohintoihin.”
Kuten tässä blogissa on muutamaan kertaan laskettu, metsäteollisuuden sisäänostohinnoilla kuitupuu kannattaa polttaa sähköksi ennemminkin kuin myydä sellutehtaalle. Poltto myös hajautuisi paljon järkevämpiin pieniin yksiköihin, jolloin kuljetuskustannukset putoaisivat. Jos öljyn hinta nousee yhtään, tilanne muuttuu räikeästi polttamisen hyväksi.
On unohdettu eräs asia mitä me täällä Suomessa voisimme tehdä. Meillä on työttömiä, meillä on graniittista peruskalliota, meillä on aurinkoa kesällä. Nämä yhdistämällä me saamme edullista, päästötöntä ja turvallista energiaa itsellemme.
Niillä rahoilla, joita maksamme työttömille työttömyystukina tai tukitöinä, voimme maksaa TES-palkkaa ja rakennuttaa energiavarastoja, joista saamme kesäisin varastoitua aurinkoenergiaa talvisi käyttöömme.
Suomessa lankeaa jokaiselle neliömetrille vuodessa 1 000 kWh säteilyenergiaa, josta voimme kerätä n. 400 kWh suuntaamalla säteily tavallisilla tasopeilellä energiakontteihin, joille lämpöenergia kuljetetaan eristettyyn peruskalliovarastoon. Sopiva varastokoko on 300 x 300 m, jonne energia tuodaan rautateitse energiakonteilla 1 – 100 km:n etäisyydeltä. Kuljetus onnistuu kerätyllä energialla.
Energiakonttien lämpötila voi olla reilun 1 000 astetta ja energian määrä 30 MWh (2 x 4 x 6 m). Eristetyn kalliovaraston (150 x 300 x 300m) lämpötila olisi syyskesällä 600 astetta ja laskisi keväällä sataan asteeseen kun siitä otettaisiin energiaa 500 asteen verran (2 TWh).
Lähes ilmaista energiaa, eikö asia kannattaisi testata?
Tällainen suunnitelma on varmasti tulevaisuutta. Tuossa voi olla haasteena esim. 1000-asteisen kontin käsittely.
Vesi varastoi itseensä hyvin lämpöä, joten vaikka sitä ei voi lämmittää 100-asteista kuumemmaksi, se varastoi aika paljon lämpöä, ja sitä on paljon helpompi käsitellä.
Kiitos kun otit asian esille: löysin virheen aikaisemmasta lämmön varastointia koskevasta artikkelista. Graniitti on paljon parempi lämpövarasto, kuin olen aikaisemmin laskenut. Kirjoitan kohta oikaisun.
Onhan sillä vedellä etunsa joissakin paikoissa, mutta kaukolämpöön tarvitaan 60 – 115 asteista vettä, joten paljon sitä pitäisi lämmittää. Lämmittäminen hukkaa energiaa, joten parempi että lämpö on huomattavasti korkeampi. Meidän graniittinen peruskalliomme kykenee varastoimaan 600 astetta, joten keväälläkin saadaan vielä 150 asteista lämpöä käyttöön ja se riittää suoraan esim. kaukolämmön lähteeksi eli hyötysuhde on hyvä. Vastaavasti sähköntuotannon hyötysuhde on hyvä jos lämpöä on vähintään 250 astetta.
Mitä tulee 1000 asteisen kontin käsittelyyn, sehän on eristetty ja pintalämpötila ei ole montaa astetta ympäristön lämpötilaa korkeampi. Löytyy materiaaleja jotka kestävät sisällä olevan lämpötilan, joten en näe siinä ongelmia. Siirtohan onnistuu nosturilla, joten vain nostomekaniikan on kestettävä kuumuutta ja sitäkin voidaan jäähdyttää kestävyyden varmistamiseksi.
Huomasinkin jossakin tuon graniitin aliarvostuksen ja ihmettelin. No siihen löytyi sitten syy. Lämpöä graniitti varastoi kiitettävästi, lämmön siirto saisi olla parempi. Mutta siihen on tyydyttävä kun meillä on peruskalliossa ilmaiseksi graniittia vaikka kuinka paljon, sitä kannattaa käyttää. Kyllä kai se vesi on aina karkaamassa, peruskallio jököttää kiltisti paikoillaan. Vain eristeluolien louhiminen ja lämmönjohtoreikien poraaminen maksaa.
Anonyymille: suuresti epäilen, että saat kerättyä aurinkoenergiaa tuolla hyötysuhteella niin, että loppulämpötila olisi reilut 1000 astetta. Kontin nettomassaksikin tulisi n. 130 tonnia.
Energia on suhteellisen halpaa, vastakkaisista väitteistä huolimatta. Esim. Helsingin Energian kaukolämmön hinta vaihtelee 30-60 €/MWh välillä, asiakkaalle toimitettuna, sis. ALV. Tuon 30 MWh kontin sisältämä energian vertailuarvo on siis 900 €..1800 €, olettaen että se on kaikki myyntikelpoista (kontti jäähtyy, järjestelmässä muita häviöitä). Tuolla hinnalla ei makseta kovin paljon konttien siirtelyjä tai järjestelmän investointikuluja.
Työttömistä vielä: kyllä maailmasta löytyy paljon muitakin tuottavia sijoituksia, joilla olisi työllistävä vaikutus. Ongelma on vain siinä, että näitä sijoituksia varten ei ole rahaa. Lisäksi työttömyys on suurelta osalta rakenteellista, jossa osaaminen ja tarjonta ei ole tasapainossa. Ei kaikista ole rakennusmiehiksi.
Kohdistetun auringon säteily voi kuumentaa materiaalia tuhansiin asteisiin, joten lämpötila ei sinänsä ole ongelma. Toistaiseksi paras ajatus on kuumentaa n. 20 mm paksuja piilevyjä, jotka on edullisia valmistaa kun piin ei tarvitse olla puhdasta. Piin sulamislämpö on korkea, eikä piikarbidikaan ole poissuljettu materiaali, sekään ei ole arvokasta tuohon tarkoitukseen ja kestää yli 2000 astetta.
Kontin massaksi tulisi noin 100 tonnia, se on valittu tuohon painoluokkaan liikuttelun mahdollistamiseksi rautateillä. Konttihan ei ole tarkoitettu energian varastoimiseen, vaan siirtämiseen varastoon. Alkuun oli ajatuksena käyttää putkistoja, joissa energia olisi siirretty sulasuolan avulla, mutta se olisi paljon kalliimpi ratkaisu kun etäisyydet kerääjiltä varastoon olisivat kilometrejä, jopa satakin kilometriä. Energia varastoitaisiin eristettyyn peruskallioon n. 600 asteen syyslämpöön.
Kontit siirtyvät niiden sisältämällä energialla, yhden kontin energialla voidaan siirtää 49 muuta konttia 100 km varastoon ja takaisin. Konttihan voidaan suurimmaksi osaksi valmistaa työllisyystyönä hiekasta auringon energialla, joten sen kustannukset ovat hyvin pienet, vain rungon metalliosat, pyörät ja vastaavat. Eriste, säiliö, varastoiva materiaali voidaan valmistaa tavallisesta hiekasta. Jos kontti siirtää energiaa elämänsä aikana 1 TWh ja sen raaka-aineet maksavat 40 000 €, niin yhdelle megawattitunnille jää kontin osalta hintaa 0.04 €.
Kyllähän meillä rahaa on ja sitä jaetaan jo työttömille ja turhiin töihin palkatuille. Muutos tulisi siinä, ettei rahaa jaettaisi vastikkeettomasti, vaan työllistetyn ammatin mukaisena TES-palkkana, tehdyn työn mukaan. Kun tukia ei olisi, pian kaikki oppisivat että terve ja työikäinen saa rahansa pääosin tekemällä työtä josta saa palkan. Jos yrittäminen ei anna toimeentuloa, aina olisi mahdollisuus hankkia puuttuvat tulot siirtymällä palkkatyöhön, pääsääntöisesti yrityksiin. Mutta jos ne eivät tarjoa työtä, sitten yhteiskunta tarjoaa ainakin. Kaikille olisi siis työtä tarjolla TES-palkalla. Jos 5 % työttömistä tekisi rakennustöitä, sillä saataisiin rakennettua kaikille edullista energiaa parissa vuosikymmenessä. Loput 95 % työttömistä voisi tehdä sitten muuta.
Graniittikimpaleeseen voi porata reikiä, joihin työnnetään kuparitangot aina, kun lämpöä on saatavissa. Kuparitangot vedetään pois heti, kun aurinko menee pilveen. Graniitin lämmönjohtuminen on 1/200 osa kuparista, joten yön aikana lämpö tasaantuu pois kuumimmista kohdista ja lämmittäminen seuraavana päivänä on taas tehokasta.
Joku tuollainen ratkaisu voisi toimia.
Kupari on kallista, ilma on halpaa. Poraamalla kallioon reikiä ja puhaltamalla kuumaa ilmaa reikien läpi, saadaan graniittiin lämpöä riittävästi kesän aikana jotta koko möhkäleen lämpö nousee 600 asteeseen. Kun reiät porataan kierteisiksi, saadaan siirtopintaa kaksinkertainen määrä ja kierre "poraa" ilman läpi pienemmällä siirtoenergialla.
Kun aurinko paistaa, nostetaan piilevy (esim. 2 x 3 x 0.02 m) lämpöeristetystä energiakontista peileillä saatuun polttopisteeseen ja se kuumenee parissa minuutissa yli tuhanteen asteeseen. Sitten se lasketaan takaisin konttiin ja nostetaan seuraava kuumenemaan. Näin auringon energia saadaan kerättyä ja energia siirrettyä energiakonttien avulla varastoon, jossa se puretaan kallioon ilman avulla. Päivällä täytetyt energiakontit voivat rauhassa purkaa energiansa yön aikana, ollen taas aamulla valmiina uudelleen täytettäväksi.
Kun siirto ja varastointimateriaalit ovat hiekkaa, kalliota ja ilmaa, materiaalikustannukset ovat pienet.