Aurinkoenergia lyö itseään läpi?

Yhdysvaltain uusi johto lupailee taistelua ilmastonmuutosta vastaan ja irtautumista ulkomaisesta öljystä, joten aurinkovoima saattaa viimein kasvaa ulos lapsenkengistään. Viime vuonna öljyn barrelihinta kohosi 140 dollariin ennen kuin lähti laskuun talouden mukana. Samalla se muistutti uhista, joita tulevaisuuden sitominen öljyn kaltaiseen vaikeasti ennustettavaan tekijään sisältää.

tiistai 3. marraskuuta 2009

Yhdysvaltain uusi johto lupailee taistelua ilmastonmuutosta vastaan ja irtautumista ulkomaisesta öljystä, joten aurinkovoima saattaa viimein kasvaa ulos lapsenkengistään. Viime vuonna öljyn barrelihinta kohosi 140 dollariin ennen kuin lähti laskuun talouden mukana. Samalla se muistutti uhista, joita tulevaisuuden sitominen öljyn kaltaiseen vaikeasti ennustettavaan tekijään sisältää.

Washington käynnistelee valtavia infrastruktuurihankkeita peitotakseen pahimman laman vuosikymmeniin, ja energiahuolto on yksi uudistuskohteista. Presidentti Obama lupasi virkaanastujaispuheessaan ”valjastaa auringon ja tuulet ja maaperän vauhdittamaan autoja ja pyörittämään tehtaita”. Hänen budjettinsa vuodelle 2010 tavoittelee uusiutuvan energian kapasiteetin kaksinkertaistamista kolmessa vuodessa. Tuuliturbiinit ja biopolttoaineet ovat siinä tärkeitä tekijöitä, mutta mikään ei tarjoa niin paljon energiaa kuin aurinko.

”Geoterminen energia tai tuulienergia ovat rajallisia uusiutuvan energian lähteitä”, sanoi aurinkoenergiajärjestelmiin keskittyvän Fraunhofer-instituutin johtaja Eicke Weber minulle Saksan Freiburgissa viime syksynä. ”Koko ihmiskunnan kokonaisenergiantarve on noin 16 terawattia.” (Yksi terawatti vastaa biljoonaa wattia.) ”Vuoteen 2020 sen odotetaan kohoavan 20 terawattiin. Maa-alueille osuvan auringonvalon määrä on 120 000 terawattia. Tästä näkökulmasta aurinkoenergian määrä on käytännössä rajaton.”

Sen valjastamiseen on kaksi pääkeinoa. Ensimmäisellä tuotetaan höyryä joko parabolisilla peileillä kuten Nevadassa tai litteiden tietokoneohjattujen peilien eli heliostaattien kentällä, jotka keskittävät auringonvalon valtavan ”aurinkotornin” huipussa olevaan vastaanottimeen. Toinen tapa on tehdä valosta suoraan sähköä paneeleiksi kootuilla aurinkokennoilla. Valosähkötekniikkaa hyödyntävät kennot valmistetaan puolijohdemateriaaleista, esimerkiksi piistä.

Kummallakin tavalla on etunsa. Tällä hetkellä höyryntuotanto, jota kutsutaan myös keskittäväksi aurinkoenergiantuotannoksi tai aurinkolämmöksi, on tehokkaampaa kuin aurinkokennoteknologia – suurempi osuus tulevasta auringonvalosta muunnetaan sähköksi. Tarvitaan kuitenkin hehtaarikaupalla maata ja pitkät siirtolinjat, jotta sähkö saadaan markkinoille. Aurinkopaneeleita taas voidaan asentaa katoille juuri sinne, missä sähköä tarvitaan. Molemmilla tavoilla on se selkeä heikkous, että ne hiipuvat pilvisellä säällä ja ehtyvät öisin, mutta insinöörit kehittelevät jo järjestelmiä, joilla energiaa varastoidaan pimeiden tuntien varalle.

Optimistien mielestä aurinkovoimasta voisi tasaisen, vähittäisen kehittymisen ja valtion mittavien tukien avulla tulla yhtä taloudellista ja tehokasta kuin fossiilisista polttoaineista. Pessimistit taas sanovat kuulleensa tuon jutun aiemminkin, 30 vuotta sitten Jimmy Carterin presidenttikaudella. Silloinkin Yhdysvallat eli kansallista kriisiaikaa, jonka oli käynnistänyt arabimaiden öljyboikotti vuonna 1973. Presidentti Carter peräänkuulutti uutta kansallista energiapolitiikkaa, jossa aurinkoenergialla olisi tärkeä merkitys. Iranin islamilainen vallankumous vuonna 1979 sai öljyn hinnan jälleen nousuun, ja Carter asennutti sanansa mittaisena miehenä aurinkotoimisia vedenlämmittimiä Valkoisen talon katolle.

Muutaman vuoden sisällä siitä reilut 250 kilometriä Las Vegasista lounaaseen rakennettiin kaksi suurta peilikenttää, SEGS I ja II, ja niiden tuntumaan seitsemän muuta voimalaa, jotka ovat edelleen käytössä. Niiden noin miljoona peiliä tuottavat suunnilleen 650 hehtaarin alalla sähköä yhteensä 354 megawatin teholla. Kaukaa katsottuina ne näyttävät kangastuksilta.

Etsikkoaika ei riittänyt. Kun talous mukautui Iranin öljyshokkiin, polttoaineiden hinnat laskivat. Kun asia ei enää ollut niin päivänpolttava, tutkimusrahoituskin väheni ja aurinko jäi energiayhtälön pieneksi tekijäksi. SEGS-voimalat olivat vielä rakennusvaiheessa, kun presidentti Ronald Reagan poistatti Valkoisen talon aurinkolämmittimet. Ensimmäinen aurinkovallankumous päättyi. Nyt, kaksi vuosikymmentä myöhemmin, uusi aurinkovallankumous saattaa olla käynnistymässä.

Toinen Carterin kauden perintö, kansallinen uusiutuvan energian laboratorio (NREL), sijaitsee Coloradon Goldenissa. Yhdysvaltain tärkein valtiollinen aurinko-, tuuli- ja vetyenergian sekä muiden vaihtoehtoisten energialähteiden tutkimuskeskus valmistautuu uuteen nousuun. Kun kävin siellä viime syksynä, sinne rakennettiin uutta tutkimusaluetta ja päämajaa. Laboratoriot ja toimistot saavat pian sähkönsä vuoren laella toimivasta kahden hehtaarin laajuisesta aurinkopaneelikentästä, mutta se saattaa olla vasta alkua. Lapsipuolen asemassa elänyt NREL hyötyy lisärahasta, jota Obaman hallinto suuntaa uusiutuvaan energiaan. ”Tällä hetkellä aurinkoenergia muodostaa Yhdysvaltain sähköntuotannosta joitakin prosentin kymmenyksiä”, sanoi Robert Hawsey, yksi laboratorion johtomiehistä. ”Sen osuuden odotetaan kuitenkin kasvavan. Yhdysvaltain huippukulutuksesta voitaisiin vuonna 2030 kattaa aurinkovoimalla 10–20 prosenttia.”

Mutta ei ilman valtion tukea. Nevada Solar Onea ei olisi koskaan rakennettukaan, jollei osavaltio olisi asettanut tavoitteeksi uusiutuvan sähkön osuuden nostamista 20 prosenttiin vuoteen 2015 mennessä. (Lähes kolmekymmentä osavaltiota on jo asettanut omat uusiutuvan energian tavoitteensa, ja kongressi keskusteli tänä vuonna liittovaltiotason tavoitteista.) Huippukysynnän aikana – kuumana iltapäivänä Las Vegasissa, kun tuotantokustannukset ovat korkeimmillaan – aurinkovoima on lähes yhtä halpaa kuin kaasua polttavan naapurilaitoksen tuottama. Tosin vain siksi, että liittovaltion myöntämä 30 prosentin verohelpotus alentaa kuluja.

NREL:n insinöörit yrittävät alentaa aurinkosähkön kustannuksia ja tuen tarvetta. He tutkivat esimerkiksi kevyiden polymeerien käyttöä peileissä lasin sijaan sekä yrittävät kehittää talteenottoputkia, jotka imisivät itseensä enemmän auringonvaloa ja hukkaisivat vähemmän lämpöä. He ratkovat myös aurinkovoiman suurinta ongelmaa: kuinka osa päivän mittaan tuotetusta lämmöstä saataisiin säilöttyä myöhempään käyttöön.

Viime vuonna Espanjan Guadixissa Granadasta itään avattiin ensimmäinen kaupallinen aurinkovoimala, joka hyödyntää lämmön varastointia. Päiväsaikaan peilikenttään osuvalla auringonvalolla lämmitetään sulasuolaa. Kun suola illan mittaan jäähtyy, se luovuttaa lämpöä, jolla voidaan valmistaa lisää höyryä. Myös Solanan voimalaitoksessa Arizonassa aiotaan käyttää sulasuolaa lämmön varastointiin, ja kun laitos liitetään verkkoon vuonna 2012, kahdeksan neliökilometrin laajuinen peilikenttä tuottaa 280 megawattia energiaa Phoenixin ja Tucsonin kaupungeille. Solanaa rakentaa espanjalainen Abengoa Solar, mikä kertoo siitä, kuinka pahasti Yhdysvallat on jäänyt junasta alan teknologian kehittämisessä.

Ehkä sinua kiinnostaa...

Ehkä tämä kiinnostaa sinua ...