Energiaa vuorovesistä

Herätkää!-lehden Kanadan-kirjeenvaihtajalta

ENERGIA! Nyky-yhteiskunnassa on kyltymätön tarve siitä. Sen jälkeen kun öljyn hinta nousi jyrkästi vuoden 1973 öljyn vientisulun vuoksi, tiedemiehet ovat etsineet vaihtoehtoja fossiilisille polttoaineille. Äskettäin käyty Persianlahden sota osoitti, miten vakavasti kansat suhtautuivat mahdollisiin häiriöihin Lähi-idän öljytoimituksissa.

Nykyään tutkitaan uudestaan niitä aikoinaan ehdotettuja kokeiluhankkeita, jotka sysättiin sivuun, kun ajat eivät olleet niin kriittisiä kuin nykyään. Miten on esimerkiksi valtamerien mahtavien vuorovesien laita? Voitaisiinko ne hyödyntää taloudellisesti ja saada tuottamaan sähköä?

Joitakin vuosia sitten kanadalaiset insinöörit alkoivat kiinnittää huomiota Fundynlahden ainutlaatuiseen vuorovesi-ilmiöön. Lahti sijaitsee Atlantin rannikolla kahden Kanadan provinssin, Nova Scotian ja New Brunswickin, välissä. Lahden kuuluisat vuoroveden vaihtelut ovat suurimpia maailmassa: veden korkeuden vaihtelu on peräti 16 metriä. Ranskassa ja Neuvostoliitossa vuorovesienergiaa tuottavia laitoksia oli jo toiminnassa, joten miksei niitä voisi olla myös Kanadassa?

Niinpä esiteltiin toteuttamiskelpoinen suunnitelma sellaisen laitoksen rakentamiseksi, joka tuottaisi 4800 megawattia sähköenergiaa. (Vertailun vuoksi voidaan sanoa, että lähistöllä olevan New Brunswickin ydinvoimalan teho on vain 600 megawattia.) Tällaisen vuorovesivoimalahankkeen kustannusarvio on kuitenkin tähtitieteellinen: 5 miljardia Kanadan dollaria eli noin 17–18 miljardia Suomen markkaa.

Koevoimala

Hallitus aloitti varovaisesti ja rahoitti koevoimalan rakentamisen rakennussuunnitelmien ja tehon kokeilemiseksi. Laitosta kutsutaan ”Annapolisin vuorovesienergiahankkeeksi”, ja se sijaitsee Annapolisjoen poikki rakennetussa padossa. Tämä joki virtaa Annapolissyvänteeseen, vuoroveden vaikutuksen alaiseen jokialtaaseen, josta vesi juoksee Nova Scotiassa sijaitsevan Annapolis Royal -nimisen kaupungin lähistöllä Fundynlahteen. Noin 200 miljoonaa markkaa maksanut voimala alkoi tuottaa sähköä vuonna 1984.

Eräänä äskeisenä vuotena Annapolisin vuorovesienergiahanketta kävi katsomassa yli 40000 ihmistä, joista jotkut tulivat niinkin kaukaa kuin Siperiasta ja Kiinasta. Ensi silmäyksellä laitoksen ulkomuoto voi kuitenkin tuottaa pettymyksen, sillä nähtävissä ei ole muuta kuin yksinkertainen kaksikerroksinen, pengermän päällä oleva betonirakennus. Se ei juurikaan näytä Pohjois-Amerikan ensimmäiseltä vuorovesivoimalalta.

Nähtävissä ei ole myöskään monilukuista, kiireisistä insinööreistä koostuvaa henkilökuntaa. Laitoksessa tarvitaan vain jonkin verran huoltohenkilöstöä päivystämiseen, sillä voimalaa käytetään noin sadan kilometrin päässä olevien tietokoneiden avulla. Silti voimala tuottaa noin 30 miljoonaa kilowattituntia energiaa vuodessa, mikä kattaa 8000 kotitalouden energiantarpeen. Miten se saa tämän aikaan?

Miten se toimii?

Laitoksen menestymisen salaisuus on kätkettynä 30 metriä vedenpinnan alapuolella olevaan kaivantoon: vesikäyttöinen turbiini. Sen toimintaperiaate on yllättävän yksinkertainen. Turbiini on sijoitettu pieneen saareen, joka on liitetty rannikkoon molemmista päistään patovalleja muistuttavilla pengermillä. Nousuveden aikaan vesi virtaa Annapolissyvänteestä padon sulkujen läpi suureen patoaltaaseen, joka on padon yläjuoksun puolella. Veden ollessa korkeimmillaan sulkuportit suljetaan.

Kun vesi laskee padon alajuoksun puolella (jopa 4,6 metriä), sulkuportit avautuvat ja patoaltaassa oleva vesi virtaa takaisin Annapolissyvänteeseen turbiinin läpi. Syöksyvä vesi pyörittää turbiinia ja näin syntyy sähköä. Koska laitos toimii silloin, kun vesi virtaa padosta ulos, se tuottaa energiaa päivässä vain 11–12 tunnin ajan.

Olosuhteiden asettamiin haasteisiin vastaamiseksi kehitettiin koeturbiini, jonka läpimitta on 7,6 metriä. Generaattorin magneettinavat, jotka tuottavat sähköä turbiinin pyöriessä, on kiinnitetty turbiinin juoksupyörän kehään ja näin ne pyörivät juoksupyörän mukana. (Tavanomaiset turbiinit pyörittävät yleensä akselia, joka käyttää generaattoria.) Näin koko turbiinikoneisto menee pienempään tilaan ja turbiini toimii tehokkaasti veden virtausnopeuden ollessa suhteellisen alhainen.

Eikö veden suolapitoisuus aiheuta ongelmia näille laitteille? Suolaisen veden syövyttävä vaikutus on ollut suuri ongelma. Insinöörit ovat kuitenkin koettaneet voittaa ongelman johtamalla heikon sähkövirran veden läpikulkupaikkaan syöpymisen ehkäisemiseksi.

Vuorovesienergian tulevaisuus

Jos Fundynlahteen suunniteltu suurempi vuorovesivoimala joskus rakennetaan, siihen tulee yli sata turbiinia, jotka ovat suunnilleen Annapolisin turbiinin kokoisia. Ne tullaan sijoittamaan lahden itäpuolisen haaran poikki kulkevaan kahdeksan kilometriä pitkään pengermään.

Fundynlahden osittainen patoaminen sähköenergian saamiseksi voi kuitenkin aiheuttaa vakavia ongelmia. Ensinnäkin suunnattomat rakennuskustannukset tuottavat päänvaivaa. Ympäristöhaitat ovat myös huolenaihe. Mahdolliset Fundynlahden vuoroveden vaihtelussa tapahtuvat useiden senttimetrien muutokset voivat aiheuttaa sen, että laajat rannikkoalueet joutuvat suolaisen veden valtaan. Kalojen luonnolliset vaellusreitit voisivat myös muuttua, esimerkiksi kantasillin paluu makeaan veteen voisi estyä.

Joka tapauksessa Pohjois-Amerikan ensimmäinen vuorovesivoimala, Annapolisin koevoimala, jatkaa energian tuottamista itäisen Kanadan sähköverkkoon. Tämä on kuitenkin vain pienen pieni edistysaskel tämän kansakunnan suuren energiantarpeen tyydyttämiseksi.

[Kuva s. 26]

Patoallas

Vuorovesivoimala laskee veden takaisin lahteen, kun vuorovesi laskee

Sulut, joiden avulla veden virtaamista säädellään, avautuvat vuoroveden päästämiseksi patoaltaaseen ja sulkeutuvat altaan pitämiseksi täynnä

Fundynlahti

[Lähdemerkintä]

Nova Scotia Power Corporationin luvalla