Veden liikkeen valjastaminen on yksi vanhimmista tavoista, joilla ihmiset ovat tuottaneet voimaa. Vesivoiman osuus on nykyään noin 20 prosenttia maailman sähköstä, mikä on pysynyt samana 1990-luvun jälkeen.
Asiaan liittyvä sisältö
- Viisi villää tapaa juoda autiomaassa
- Kööpenhamina saattaa asentaa satamaansa jättiläisen, energiaa keräävän ankan
- Vedenalaiset leijat voivat käyttää valtameren virtauksia puhtaan energian luomiseen
Mutta jopa silloin, kun patoa ei ole, vesi on avain tuottamaan suurin osa maailman sähköstä. Kaasu-, hiili-, ydinvoimalaitoksissa ja monissa muissa voimalaitoksissa polttoainetta käytetään tosiasiassa veden muuttamiseen höyryksi, ja generaattorit muuntavat höyryn energian sähköksi. Tämän vuoden maailman vesiviikon kunniaksi tässä on joitain odottamattomia tapoja, joilla vesi on tärkeässä asemassa nykyaikaisessa energiantuotannossa, ja joitain yllättävistä vedenkäytöistä tulevaisuuden mahdollisissa energialähteissä:
Sadevoima
Sadepisarassa ei ehkä ole paljon energiaa - muuten he olisivat varmasti loukkaantuneet. Mutta ranskalaiset tutkijat ovat keksineet tavan valjastaa käytettävissä olevat asiat. Ranskan atomienergiakomission joukkue rakensi laitteen erityisellä muovilla, joka muuntaa sitä sateenpisaran värähtelevän energian sähköksi. Tällainen keksintö ei voinut tuottaa paljon virtaa: alavirta tuotti jopa 12 milliwattia, tai tarpeeksi pari standardilaserosoitinta. Järjestelmällä olisi kuitenkin etu aurinkoon nähden, koska se toimisi pimeässä ja tietysti sateen myrskyssä.
Vetypolttoaine
Polttokenno-nimisen laitteen avulla vety voidaan muuttaa sähköksi. Mutta vaikka alkuainetta on runsaasti, pelkästään puhtaan vedyn saaminen on jo pitkään ollut haaste. Nykyään lähes koko maailman tarjonta tulee fossiilisista polttoaineista, lähinnä maakaasusta. Tutkijat ovat kuitenkin yrittäneet jakaa vetyä vedestä käyttämättä enemmän energiaa kuin polttokenno pystyy tuottamaan. Joissakin hankkeissa tutkitaan esimerkiksi bakteereja ja aurinkolämpötekniikoita.
Merivedestä peräisin oleva polttoaine
Äärimmäisissä vetyvoiman kierteissä Yhdysvaltain merivoimat ilmoittivat aiemmin tänä vuonna, että ne ovat kehittäneet menetelmän meriveden muuttamiseksi suihkumoottoripolttoaineeksi. Prosessi alkaa käyttämällä sähköä veden jakamiseen vedyksi ja hapeksi. Sitten vety yhdistetään hiilidioksidin kanssa, joka oli liuotettu veteen hiilivedyn, nimeltään lentopetrolin, tuottamiseksi. Mutta jokainen, joka etsii valtameriä ratkaisuna kaikkiin energiaongelmiin, tulee pettymään. Prosessi on energiaintensiivinen ja oikeasti vain vaihtoehto, jos sinulla on ydinvoimaloita oleva alus käsillä ja tarvitset ilmassa suihkukoneita enemmän kuin kannen sähköä.
Auringon ja tuulen hybridi
Rakenna todella korkea tornin ylähuuli, puhalta sitten hieno vesisumu vettä huulen yli. Sumu imee lämmön ilmasta ja haihtuu. Tuloksena on viileä, tiheä ilma, joka virtaa rakenteen pohjalle, missä se johdetaan valtavien sähköä tuottavien tuuliturbiinien läpi. Tämä menetelmä, joka patentoitiin vuonna 1975, toimii parhaiten kuumissa, kuivissa paikoissa ja vaatii paljon vettä. Se saa vihdoin ensimmäisen testin vuonna 2018, ja torni on korkeampi kuin Arizonassa rakennettava Empire State Building -viiva.
Maalämpö
Geoterminen energia riippuu lämmöstä maan sisältä energian tuottamiseksi. Mutta ei voi yksinkertaisesti kytkeä leivänpaahdinta lähimpään magmantaskuun. Joissakin paikoissa, kuten Islannissa ja Kaliforniassa, seisminen toiminta hajottaa kivet ja antaa veden kiertää geologisten kuormituspisteiden lähellä. Sitten höyry nousee luonnollisesti pintaan, missä se voi ajaa generaattoreita. Kohteissa, joissa kuumia kiviä on syvemmin pinnan alla, kylmä vesi voidaan pumpata alas lämmitettävien kaivojen kautta ja kuuma vesi voidaan uuteta muista kaivoista. Jotkut rakennukset käyttävät jopa geotermistä lämpöpumppua, mutta energian siirtämiseen ne perustuvat yleensä ilmaan tai jäätymisenestoaineeseen, ei veteen.
biopolttoaineet
Perinteiset biopolttoaineet, kuten puu, eivät tarvitse lisävettä ennen sadonkorjuuta. Mutta monet uudemmista biopolttoaineiden lähteistä juovat jopa enemmän vettä kuin luonto tarjoaa. Viljakasveja, kuten maissia ja sokeriruokaa, kasvatetaan nyt erityisesti etanolin tuottamiseksi, ja ne vaativat kastelua. Yhden arvion mukaan jopa 8 prosenttia Yhdysvaltain makeasta vedestä voi mennä tällaiseen biopolttoaineen tuotantoon vuoteen 2030 mennessä.
Fracking
Hydraulisessa vedessä pumpataan vettä syvälle maan alle, jotta saadaan aikaan halkeamia, jotka mahdollistavat pääsyn juuttuneeseen öljyyn tai maakaasuun. Jokainen kaivo voi vaatia jopa 7 miljoonaa gallonaa vettä kaiken fossiilisen polttoaineen vapauttamiseksi. Joillakin alueilla, kuten Kaliforniassa ja Texasissa, veden suuntaaminen purkamiseen kuluttaa jo rasitettuja tarvikkeita. Tällainen jännite voi kasvaa, sanoo World Resources Institute uuden raportin mukaan, jossa todetaan, että 40 prosentilla maista, joilla on murtamiseen sopivia alueita, on jo rajalliset vesivarat.
