Ympäristö
&
Kehitys
ry

Etusivu > Energia > Sade

Jorma Kivistö

Sateentekoa tuulimyllyillä

Ihmiset ovat unelmoineet sateen tekemisestä ainakin kymmenen tuhatta vuotta, eli yhtä kauan kuin maataloutta on harjoitettu. Tähänastiset sateentekokokeilut ovat kuitenkin ainoastaan lisänneet pilviin ylimääräisiä vesipisaroiden tiivistymiskeskuksia, ja tällä tavoin vaikuttaneet siihen, mihin kohtaan sateet ovat langenneet. Ne eivät siis ole lisänneet minkään laajemman maantieteellisen alueen yhteenlaskettua kokonaissademäärää.

Saksalainen professori Ludvig Elsbett esitti kuitenkin jo 1980-luvulla ajatuksen, jonka avulla saattaisi olla mahdollista lisätä yhteenlaskettuja sademääriä. Parhaiten turbodieselin keksijänä tunnettu Elsbett ehdotti ylimääräisen sateen tuottamista eräänlaisten Saharaan rannikolle pystytettyjen jättiläissprinklerien avulla.

Kasvisöljykäyttöiset sprinklerit olisivat suihkuttaneet merivettä ilmaan hienojakoisena sumuna. Tällöin tietyllä alueella olevien, vettä haihduttavien vesipintojen pinta-ala olisi noin 200 000-kertaistunut, jos pisarakoko olisi ollut keskimäärin 30 mikrometriä. Sprinklerien ympärille olisi muodostunut eräänlainen merisuolan tuotantoalue johon suola olisi pudonnut, mutta haihtunut makea vesi olisi jatkanut matkaansa ja levinnyt tuhansia kertoja laajemmalle alueelle.

Elsbett ehdotti, että Saharassa kasvatettaisiin menetelmän avulla maapähkinöitä ja muita kasvisöljyä dieselmoottorien polttoaineiksi tuottavia kasveja. Ideaan liittyi kuitenkin muun muassa se ongelma, että Saharassa asuu vain kaksi miljoonaa ihmistä. Siellä ei siis ole tarpeeksi työvoimaa näin suurisuuntaista viljelyä varten.

Skotlantilainen Stephen Salter esitti vuonna 2002 hiukan toisenlaisen muunnelman samasta ajatuksesta. Salter ehdotti 40-metriä korkeiden pystyakselisten Darrieus-roottorien asettamista kelluville alustoille riittävän kauas merelle, niin että suola tippuisi takaisin mereen ennen kuin syntyvä sumu ehtisi mantereen päälle. Salterin Darrieus-roottorit olisivat toimineet tuulivoimalla, ja kukin 100 kilowatin roottori olisi suihkuttanut ilmaan noin 680 kiloa vettä sekunnissa silloin kuin tuulen nopeus olisi ollut 8 metriä sekunnissa. Salterin ehdotuksen suurin ongelma on hinta: jokainen tämän tyyppinen tuulimylly olisi maksanut noin 300 000 dollaria.

Ympäristö ja kehitys ry ryhtyi keväällä 2004 suunnittelemaan projektia, jonka pohjana on uudenlainen synteesi Elsbettin ja Salterin ideoista, mutta johon on yhdistetty myös aivan uusia elementtejä. Elsbettiltä on otettu ideat sprinklereiden sijoittamisesta maalle ja veden käyttämisestä biodieselin tuotantoon. Salterilta on otettu ajatukset sprinklerien käyttämisestä tuulivoimalla ja suolan putoamisen vauhdittamisesta antamalla sille pieni positiivinen sähkövaraus silloin kun se kulkee sprinklerin suuttimen läpi (maaperällä on heikko negatiivinen sähkövaraus).

Jos menetelmän avulla voidaan laskea erilaisten merestä otettavien suolojen hintaa, saavutetaan useita eri etuja. Jos magnesiumin hinta laskee, autoteollisuus alkaa käyttää sitä enemmän, jolloin autojen polttoaineen kulutus laskee painon vähenemisen myötä ja autojen käyttöikä pitenee magnesiumin hyvän korroosion kestävyyden ansiosta. Riittävän halpa magesiumkloridi – jota on 3,5 prosenttia merien suoloista – mahdollistaisi magnesiumkloridin käytön tiesuolana, mikä vähentäisi talvisen tiesuolauksen autoille aiheuttamia ruostevaurioita ja pidentäisi autojen käyttöikää. Kaliumkloridi on yksi maatalouden tärkeistä peruslannoitteista. Tavallisen pöytäsuolan korvaaminen merisuolalla on puolestaan kansanterveyden näkökulmasta edullista. Merisuola ei nosta verenpainetta yhtä paljon kuin tavallinen vuorisuola, koska ihmiset käyttävät sitä pienempiä määriä merisuolan voimakkaamman maun takia, ja koska siinä on natriumin lisäksi myös kaliumia, kalsiumia ja magnesiumia, sekä pienempiä määriä kaikkia muita hivenaineita.

Niin sanottu Enfield-Andreau-roottori on ranskalais-englantilainen tuulimyllykonstruktio, jossa on ontto varsi ja ontot lavat. Tästä syystä roottorin pyörimisliikkeen synnyttämää keskipakoisvoimaa hyödyntäen voidaan pumpata vettä ylöspäin ja vesi voidaan suihkuttaa ilmaan hienojakoisena sumuna lapojen kärkiin asennettavien suuttimien läpi. Enfield-Andreau-tuulimyllyt eivät koskaan edenneet edes sarjavalmistukseen. Niitä rakennettiin ainoastaan yksi prototyyppi, joka sittemmin vietiin Algeriaan, missä se toimi pitkän aikaa ennen kuin se lopulta romutettiin. Alustavien laskelmien mukaan tämäntyyppisten 100 kilowatin tuulimyllyjen tuotanto Pakistanissa tai Intiassa maksaisi alle 4 000 Euroa kappaleelta, mikä on noin 20 prosenttia vastaavan kokoisen sähkön tuotantoon käytettävän tuulimyllyn valmistuskustannuksista Etelä-Aasian oloissa ja noin 80 kertaa vähemmän kuin mitä Stephen Salterin esityksen mukaiset Darrieus-tuulimyllyt maksaisivat.

Ympäristö ja kehitys ry pyrkii vuonna 2005 tai vuonna 2006 käynnistämään asiaan liittyviä kokeiluja joko Intiassa tai Pakistanissa. Kokeiden tärkein tavoite on tutkia, miten paljon suolaa leviää millekin etäisyydelle asti erilaisissa tuuliolosuhteissa, erilaisella pisarakoolla ja ilman sähkövarausta/pienellä positiivisella sähkövarauksella. On tärkeää varmistaa, että alue jolla menetelmä ei vähennä maaperän suolapitoisuutta vaan lisää sitä, jää riittävän pieneksi.

Koska ehdotettu lähestymistapa tuottaisi ennakkolaskelmien mukaan makeaa vettä 10 000 tai jopa 100 000 kertaa halvemmalla kuin suolanpoistolaitokset, menetelmän tehoa on tarvittaessa mahdollista pienentää jopa varsin paljon suolan leviämisen vähentämiseksi (pisarakokoa kasvattamalla, ruiskutuskorkeutta vähentämällä ja/tai suolan sähkövarausta vahvistamalla) ilman että menetelmästä vielä tulee liian kallis. Hyvin harvoissa tilanteissa on mahdollista operoida näin monen kokonaisen kertaluokan suuruisen marginaalin puitteissa!

Projektin ehkä keskeisin yksittäinen tavoite on torjua visiota, jonka mukaan kolmannen maailman talousveden tuotanto pitäisi jatkossa yhä suuremmalta osin perustaa rannikoille rakennettavista ydinvoimaloista sähkönsä saavien suolanpoistolaitosten varaan. Monet maat ovat viime aikoina innostuneet tästä mahdollisuudesta huolestuttavassa määrin. Yhden vesikuution tuottaminen käänteisosmoosilla vaatii noin 6 kilowattituntia sähköä.

Jos kokeet onnistuvat, niistä saattaisi myös olla apua Etelä-Aasian yhä epätoivoisemmaksi käyvään vesitilanteeseen. Intia ja Pakistan ovat ikään kuin kahden tulen välissä, sillä samalla kun niiden pohjavesivaroja käytetään monta kertaa pohjaveden uusiutumisvauhtia nopeammin, iso osa niiden suurimpien jokien kuivakautisista virtaamista tulee nopeasti sulavista jäätiköistä Himalajalta. Vaikka Intia ja Pakistan siis käyttävät koko ajan suuria määriä ”fossiilista” pohjavettä ja jäätiköiden kutistumisen vapauttamaa vettä, vesipula pahenee koko ajan. Joissakin osavaltioissa yli puolet sähköstä käytetään veden pumppaamiseen pinnalle jopa yli kilometrin syvyydestä, ja joissakin osavaltioissa 95 prosenttia pienviljelijöiden kaivoista on kuivunut kokonaan.