Kategoriat
fysiikka vihreä teknologia

Modulaarinen pienydinreaktori

modulaarinen pienydinreaktori
Valmis modulaarinen pienydinreaktori voidaan toimittaa määränpäähänsä vaikka rekan kyydissä.

Ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa modulaariset pienydinreaktorit (Small Modular Reactor; SMR) ovat yksi lisä keinopalettiin energiantuotannon hiilipäästöjen vähentämiseksi. Jos SMR-reaktori ei tuota hiilidioksidia, se ei myöskään tuota pienhiukkaspäästöjä, mikä puolestaan on itsessäänkin kansanterveydellisesti merkittävä asia.

Modulaarinen pienydinreaktori on, kuten arvata saattaa, perinteisempää suurta ydinreaktoria pienikokoisempi. Karkeasti voisi sanoa, että nykyaikainen suuri reaktori on yli gigawatin kokoluokkaa pienen ollessa noin sadan megawatin luokkaa.

Merkittävää on se, että tietynlainen SMR-reaktori voi ongelmatilanteessa itse jäähdyttää itsensä jopa ilman sähköä. Tämä lisää kyseisen teknologian kustannustehokkuutta verrattuna suurempiin reaktoreihin, jotka vaativat moninkertaiset varajärjestelmät ongelmatilanteiden varalle. Järjestelmän yksinkertaistuminen on myös turvallisuutta lisäävä tekijä.

Mielenkiintoista on myös se, ettei SMR-reaktoria pienen kokonsa vuoksi tarvitse rakentaa toimituspaikalla. Tehtaalla valmistunut moduuli siirtyy määränpäähänsä jopa rekan kyydissä. Tämä voisi olla sysäys uuden teollisuudenalan synnylle myös Suomessa virkistäen samalla satamakaupunkeja. Mikäpä olisi parempi paikka tällaisia reaktoreita valmistavalle tehtaalle kuin paikka, josta ne voidaan helposti laivata maailmanmarkkinoille? Useamman reaktorimoduulin yhdistelmällä saadaan aikaiseksi myös laajempia laitoskokonaisuuksia.

Modulaarinen pienydinreaktori sopii sähköntarpeen tyydyttämisen lisäksi vaikkapa kaukolämmön tuotantoon.

SMR-reaktori istuu hyvin myös eri energiantuotantoteknologioista koostuvaan hybridimalliin, joka voisi pitää sisällään SMR-reaktoreita, aurinkokennoja, tuuli- ja vesiturbiineja sekä polttokenno-, akku-, lämpöpumppu– sekä älyverkkoteknologiaa.

Kategoriat
kemia vihreä teknologia

Maakaasu siirtymäpolttoaineena

Cornellin yliopiston professori Lawrence M. Cathlesin mukaan maakaasu on hyvä energialähde taisteltaessa ilmastonmuutosta vastaan ja siirryttäessä kohti vähähiilistä tuuli-, aurinko- ja ydinvoimaenergiataloutta. Korvaamalla hiili ja osa öljyn tuotannosta maakaasulla voidaan saavuttaa merkittävä hyöty ilmaston lämpenemisen hyväksi.

Kasvuhuoneilmiön näkökulmasta olisi paras korvata hiilivoimalat ydinvoimaloilla, tuulivoimapuistoilla ja aurinkopaneeleilla, mutta hiilivoimaloiden korvaaminen maakaasuasemilla on nopeampaa, halvempaa ja maakaasulla saavutettu hyöty on kuitenkin 40 prosenttia vähähiilisten energialähteiden hyödystä. Maakaasu sopiikin hyvin siirtymäpolttoaineeksi.

Lähde: http://www.pressoffice.cornell.edu

Kategoriat
kemia vihreä teknologia

Aurinkosähkön varastointi kemiallisena energiana

Maailman laajuinen energiankulutus tulee vähintään kaksinkertaistumaan seuraavan vuosisadan aikana. Tänä päivänä 80% käytetystä energiasta on tuotettu fossiilisista polttoaineista. Ihmisperäisen ilmastonmuutoksen rajoittamiseksi onkin tärkeää siirtyä fossiilisista energiasta kohti aurinkopohjaisia järjestelmiä. Tällaisessa energiantuotannossa on suuri merkitys tehokkaalla energian varastoinnilla, jolla ratkaistaan energiamuotoon liittyvät epäsäännöllisyystekijät. Aurinkoenergia voidaan varastoida kemiallisena energiana, mistä ensimmäisenä tulee mieleen veden hajottaminen aurinkosähköllä elektrolyysin avulla vedyksi. Valitettavasti vedyn kuljetukseen ja varastointiin liittyy suuria ongelmia. Alkoholeilla ja nestemäisillä hiilivedyillä ei ole vastaavia ongelmia. Erityisesti nestemäiset hiilivedyt soveltuvat aurinkopolttoaineeksi niiden korkean energiatiheyden vuoksi.

Aurinkopolttoaineita voidaan tuottaa olemassa olevilla menetelmillä. Aurinkoenergia voidaan muuttaa polttoaineeksi lähemmäs kymmenen prosentin hyötysuhteella, kun hiilidioksidista ja vedestä valmistetaan nestemäistä hiilivetyjä. Saavutettu hyötysuhde on merkittävä verrattuna muihin kehitteillä oleviin teknologioihin, mutta haastetta riittää vielä kustannusten laskemisessa ja hyötysuhteen parantamisessa edelleen.

Aurinkosähkön varastointi kemiallisena energiana

Lähde: W. Haije, H. Geerlings, Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 8609–8610

Käänteinen vesi–kaasu-vaihtoreaktio
Fischer–Tropsch-prosessi