Sähköhuolto

Tulevaisuuden sähköjärjestelmät

Pitkät syklit

Maailman energiatuotannossa on havaittavissa pitkiä syklejä, joiden mukaan vuosisatojen energiahuolto kulkee. Alun perin tultiin toimeen pelkästään uusiutuvia energialähteitä, lähinnä puuta käyttämällä. Puun avulla lämmitettiin asuntoja ja tehtiin ruokaa. Näin tapahtuu vieläkin monessa alikehittyneessä yhteiskunnassa, joissa ei ole sähköä. Myöhemmin puuta on opittu käyttämään myös sähkön tuotantoon. Tässä suhteessa Suomi on edelläkävijämaa.

Hiilen aikakausi

Höyrykoneiden vallankumous toi mukaan myös kivihiilen 1800-luvulla ja 1880-luvulla kiviilestä tule tärkein kaupallinen energialähde. Höyrykoneiden avulla alkoi myös maailman teollinen vallankumous. Kun höyryturpiinit otettiin käyttöön, hiilestä tuli sähköntuotannon tärkein energialähde 1900-luvun alkuvuosina. Edelleenkin hiili on säilyttänyt asemansa sähköntuotannon tärkeimpänä energialähteenä. Noin 45 % maailman sähköntuottanosta perustuu edelleen kiinteisiin polttoaineisiin.

Hiilivetyjen aikakausi

Kivihiilikautta kesti noin 90 vuotta. 1960-luvulla öljystä tuli maailman tärkein energialähde. Öljy sopi ihanteellisesti myös junien, laivojen ja autojen polttoaineeksi. Öljystä tuli myös yleisin kiinteistöjen lämmityksen polttoaine. Mantereella öljyvarannot hupenevat kuitenkin jatkuvasti ja tuotanto siirtyy yhä syvemmille vesille. Tämän takia öljyn hinta on noussut jatkuvasti ja aina välillä hyppäyksellisesti. Hinnan nousu on siirtämässä öljyn käytön lähinnä liikenteen polttoaineeksi. Sähköntuotannossa öljy on jäämässä pääasiassa vain huippu- ja varavoimalaitosten polttoaineeksi.

Maailma on siirtymässä koko ajan kevyempien energiamuotojen suuntaan. Energian vetyosuus on kasvanut jatkuvasti. Jos trendi jatkuu samanlaisena, maakaasusta on tulossa tärkein energialähde noin vuonna 2050. Maakaasun (CH4) energiasisällöstä puolet on hiiltä ja puolet vetyä. Maakaasun osuus maailman sähköntuotannosta kasvaa koko ajan. Se nousee nykyisestä noin 25 %:n osuudesta noin 30 - 35 %:iin vuosisadan puolivälissä.

Kohti aurinkoenergiaa

Aurinko on tuottanut tähän mennessä lähes kaiken käyttämämme energia välillisesti. Fossiiliset polttoaineet ovat kauan sitten varastoitunutta aurinkoenergiaa. Nyt me käytämme tuon varaston loppuun seuraavien kahden vuosisadan aikana. Sen jälkeen jää jäljelle vain aurinkoenergia ja ydinvoima.

Auringosta voidaan tulevaisuudessa konvertoida suoraan tai välillisesti kaikki se energia, jonka ihmiskunta tarvitsee. Bioenergia on tämän päivän tärkein välillinen aurinkoenergiamuoto. Vesivoima ja tuulivoima perustuvat myös auringon säteilyyn välillisesti. Tänään maailman sähköntuotannosta noin 10 % perustuu uusiutuviin energialähteisiin. Tulevaisuudessa yhä suurempi osuus sähköstä tuotetaan tuulivoimalla tai aurinkokennojen avulla suoraa auringon säteilyä hyödyntäen. Aurinkoenergiasta tulee tärkein energialähde siellä, missä aurinko paistaa runsaasti. Aurinkoenergiaa opitaan tuottamaan monilla tavoilla. Tärkeimmät uudet aurinkoenergian muodot tulevaisuudessa ovat aurinkokennot ja biovoiman viljely.

Ydinvoiman uudet mahdollisuudet

Ydinvoiman vahvuus on alueilla, joissa on pitkä kylmä talvi ja auringon laajamittainen hyödyntäminen vaikeaa. Ydinvoiman uusi muoto on fuusioenergia, jonka avulla sähköä voidaan tuottaa meriveden sisältämistä deuteriumista ja tritiumista aivan kuin merivesi olisi yhtä arvokasta kuin öljy tänä päivänä. Fuusioenergia on vasta kokeiluasteella ja on mahdotonta sanoa, milloin sen avulla voidaan tuottaa merkittäviä määriä sähköenergiaa. Sama fuusioreaktio on kuitenkin käynnissä auringossa, joten lähes kaikki maailman energiamuodot pohjautuvat joka tapauksessa fuusioon.