Ülijuhtivad merekaablid toovad maailmale rohelise elektri

Päikese- ja tuuleenergia peavad jõudma seinapistikupesadesse kiiremini. Nüüd veavad insenerid Euroopas uute elektronkiirteede kaableid.

Võimalik, et üks uus India leiutis toob tervele maailmale sekunditega rohelise energia, vahendab ajakiri Imeline Teadus.

Vaevalt et pistikut pistikupessa torgates mõtled kõigile neile elektronidele, mis mööda juhet laualampi või röstrisse tulvavad. Selleks, et saiaviil röstitud saaks ja tuba valge oleks, on need elektronid koos triljonite teistega rännanud pika maa läbi peente kaablite.

Paljud nende kaaslased on sellel teekonnal siiski lootusetult kaotsi läinud, sest vaskkaablid – olgugi et vask on hea elektrijuht – on justkui kleepuv siirup, mis elektronide vaba liikumist takistab.

Kaableid ja juhtmeid on ümber Maa aga keritud miljonite kilomeetrite jagu ning ligi kümnendik maailmas toodetavast elektrist läheb teekonnal tarbijani kaotsi.

Kliimamuutuse probleemist lähtuvalt on mitmel pool maailmas kavas vahetada aegamööda fossiilsed kütused energiaallikatena välja roheliste taastuvate energiaallikate vastu, nagu tuul ja päike.

Et roheenergiat maksimaalse efektiivsusega ära kasutada, peab olema võimalus seda hästi salvestada. Teiseks tuleb rohe­elekter võimalikult kiiresti ja minimaalsete kadudega tarbijani toimetada. See nõuab vasktraadist paremaid materjale. Teisisõnu huvitab energeetikuid, kuidas luua ulatuslik ülijuhtivatest materjalidest elektrienergia kiirtee.

Esimesed elektrijaamad maailmas rajati 19. sajandi lõpus. Üks esimesi oli Londonis asuv Holborni viadukti elektrijaam, mis alustas tööd 1882. aastal. Seal põletati elektri saamiseks kivisütt ning jaam andis voolu tehaste, hotellide ja tänavate valgustamiseks.

Soojuselektrijaamad olid tollal võrreldes tänastega üsna väikesed, kuid ehkki ajaga on need suuremaks ja võimsamaks saanud, pole nende tööpõhimõte kuigi palju muutunud.

Euroopa suurim söeelektrijaam on Poola Elektrownia Bełchatów, mis toodab aastas 28 teravatt-tundi ehk 28 miljardit kilovatt-tundi, tarvitades kütusena pruunsütt. See vastab rohkem kui viie miljoni majapidamise aastasele elektritarbimisele.

Elektrownia Bełchatówis ja kõigis teistes traditsioonilistes elektrijaamades toodab elektrit generaator, mida käitab auruturbiin. Kui Poola köökides valmista­takse õhtusööki ja elektritarve suureneb, tuleb – lihtsustatult öeldes – kateldesse rohkem sütt kühveldada.

Söe põletamisel vabaneb kasvuhoone­gaasi süsihappegaasi, mis süvendab kasvuhooneefekti. Poola soojuselektrijaamad on ühed suuremad saastajad, näiteks mainitud Bełchatówi jaamas põletatakse Briti õhu­kvaliteedi veebisaidi airqualitynews.com andmeil tonn sütt sekundis.

Client Earthi teatel on jaam 1988. aastal käiku andmisest saadik paisanud atmosfääri miljard tonni süsihappegaasi, mis teeb sellest saasta­vaima jaama maailmas.

Taastuvatest energiaallikatest elektrit tootes jõuab kasvuhoonegaase atmosfääri palju vähem, aga nende puhul on probleem selles, et tootmine ja suurem nõudlus ei ole sünkroonis. Piltlikult: kui miljonid poolakad tahavad õhtul telerit vaadata või pühapäeva hommikul pannkooke praadida, aga ilm on pilves ja tuulevaikne, kas siis jäävad saated vaatamata ja koogid söömata?

Peale uudsete salvestite seisneb osa lahendusest ka varasemast märksa tõhusamates kaablites, mille kaudu saab elektrit suunata kiiresti sinna, kus seda tarvis on.

On juba projekte, mille puhul võib rääkida Euroopa elektrivõrgu ümberehitamisest. Üks selliseid on Viking Link, mille ehitasid Taani ja Briti energiaettevõtted ning mis on 740 kilomeetri pikkune üle Põhja­mere viiv merekaabel.

Samalaadset allveekaablit North Sea Link pannakse ka Norra ja Inglismaa vahele ning pikki allveekaableid, mis riikide elektrivõrke ühendavad, on rajatud varemgi; üks selliseid on Norrat ja Hollandit ühendav 580kilomeetrine NorNed.

Ka Eestit ja Põhjamaade energiavõrku ühendavad merepõhjas elektrikaablid – need on meie põhjarannikult Soome viivad Estlink ja Estlink 2. Esimene neist, 105 kilomeetrit pikk, on töös 2006. aastast ja teine, 171 kilomeetrit pikk, 2014. aastast.

Kui Viking Link 2023. aastal valmis saab, saavad taanlased ja britid vahetada elektrienergiat mahus 1400 megavatti. See tähendab, et kui tuul Briti tuulikud tööle paneb, saavad nad ülejääva energia saata Euroopa mandriossa. Ning kui front jõuab 36 tundi hiljem Taani meretuuleparki Põhja­meres, saavad taanlased jälle elektrit Ühendkuningriigi tarbijale tagasi saata.

Oodatavasti transpordib Viking Link alates 2030. aastast igal aastal edasi-tagasi 9 teravatt-tundi (TWh). See vastab umbes 1,5 miljoni majapidamise energiatarbele.

Euroopat risti ja põiki ületavad kaablid tagavad, et Poola pliidid saavad Briti meretuulikutelt energiat, kui seal puhub tuul, ja et britid saavad kodus kokata näiteks Hispaania päikeseenergiaga enne, kui hispaan­lased töölt koju jõuavad.

Tulevikus on merekaablid veel palju pikemad. Näiteks Gröönimaal on suur hüdro­energiapotentsiaal – mitte seetõttu, et mandrijää sulab, vaid seetõttu, et seal sajab palju ja vihm koguneb suurtesse järvedesse ranniku lähedal.

Tänapäeval on saarel viis väikest hüdroelektrijaama, kuna rohkem pole lihtsalt tarvis, aga kui neil oleks merekaabliühendus Islandi ja edasi Šotimaa või Inglismaaga (ja sealtkaudu juba ülejäänud Euroopaga), võiks maailma suurimalt saarelt pärit energiat saata Euroopa mandrile.

Tõsi, projekti teeb keeruliseks kaablite pikkus, kui arvestada, et Islandi ja Gröönimaa vahemaa on 1629 kilomeetrit ja Islandilt Šotimaale on üle 1200 kilomeetri.

Loe merekaablite tulevikust ja kiirest energiavahetusest septembri Imelisest Teadusest!