Mistä voima saadaan
MONIEN perheiden nykyisin kuluttama sähkövoima on suorastaan mielikuvituksellinen. Esimerkiksi sähköpaistinpannun ja television käyttäminen yhtä aikaa vaatii yhtä paljon voimaa kuin lähtee kahden vetohevosen valjakosta! Ja se on paljon voimaa. Keskinkertainen työhevonen vetää valjaillaan 75 kilon voimalla.
Sähkövoimaa tai oikeammin -tehoa mitataan wateissa ja kilowateissa. Televisio kuluttaa voimaa 300 wattia ja sähköpaistinpannu 1200 wattia. Toiset laitteet tarvitsevat vielä enemmän voimaa – pyykinkuivauskone lähes 5000 wattia ja sähköliesi yli 12000.
Käytetyn sähkön määrää mitataan kilowattitunneissa. Täten kilowattitunti vastaa yhden kilowatin tehoisen virran yhden tunnin aikana tekemää työtä. Mutta paljonko kilowatti tekee työtä tunnissa?
Se tekee hämmästyttävän määrän työtä. Työhevosen on laskettu tekevän tunnissa työmäärän, joka vastaa 270000 kilon nostamista yhden metrin korkeudelle maasta. Kilowatin suuruinen teho tekee työtä yhdessä tunnissa vielä noin kolmanneksen enemmän kuin se.
Kulutus ja kustannukset
Erään New Yorkin kaupunginosan keskiarvoperhe kuluttaa päivittäin keskimäärin 17 kilowattituntia sähköä eli lähes 23 hevosvoimatuntia. Se merkitsee, että keskiarvoperhe käyttää melkein yhtä paljon sähkövoimaa kuin hevonen tuottaisi työskentelemällä kellon ympäri päivästä toiseen, koskaan lopettamatta tai väsymättä.
Joissakin New Yorkin kaupungin osissa tämä voima maksaa perheelle hieman yli 12 penniä kilowattitunnilta eli vähän yli kaksi markkaa päivässä 17 kilowattitunnista. Eräissä muissa osissa maata tuo energiamäärä maksaa kuitenkin paljon vähemmän – ainoastaan noin 4 penniä kilowattitunnilta. Kulutuksen lisääntyessä kilowattitunnin hinta lisäksi laskee. Näin ollen teollisuuden suurkuluttajat maksavat vain murto-osan siitä, mitä pienkuluttajat maksavat.
Tämän verrattain halvan, helppokäyttöisen voiman muodon kysyntä on ollut ilmiömäistä. Vuonna 1970 Yhdysvallat kulutti noin 1550000000000 kilowattituntia – noin viisi kertaa niin paljon kuin vuonna 1950! Kulutuksen nousu vuodesta 1969 vuoteen 1970 oli 9,2 prosenttia. Yhdysvallat tuottaa maailman sähkövoimasta noin 35 prosenttia ja Neuvostoliitto 15 prosenttia.
Teollisuus on Yhdysvalloissa suurin kuluttaja. Edisonin sähköntutkimuslaitoksen mukaan teollisuus käyttää noin 41 prosenttia tuotetusta sähköstä. Asuntojen käyttöön menee 32 prosenttia, kun taas myymälät, ostoskeskukset, virastorakennukset, sairaalat ja muut kaupalliset yritykset käyttävät 23 prosenttia. Loput 4 prosenttia pitää toiminnassa katuvalot, maanalaiset yms.
Mistä tämä mielikuvituksellinen sähkövoiman määrä tulee?
Miten sähköä tuotetaan
Suurin osa sähköstä tuotetaan ”fossiilipolttoaineiksi” nimitetyistä öljystä, hiilestä ja luonnonkaasusta. Näitä polttoaineita poltetaan voimaloiden valtavissa tulipesissä. Tulipesä kuumentaa vesikattilaa, joka tuottaa tulistettua höyryä. Höyry syöksyy sitten 1600 kilometrin tuntinopeudella valtavaan turbiiniin ja pyörittää sen siipipyöriä. Vesivoimaloissa käytetään höyryn asemesta putoavaa vettä pyörittämään turbiinia. Turbiini käyttää sitten generaattoria, joka tuottaa sähköä.
Yhdysvalloissa tuotetaan yli 80 prosenttia sähköstä höyryvoimalaitoksissa, kun taas vesivoimalat tuottavat suurimman osan lopusta. Ensimmäinen höyryvoimala käynnistyi 90 vuotta sitten New Yorkin kaupungissa. Nykyään koko maassa on noin 3400 voimalaa.
Sähkön tuottaminen höyryturbiinimenetelmällä on todellisuudessa aika tehotonta. Muunnettaessa vain noin kolmannes hiilen, öljyn tai kaasun energiasta muuttuu sähköksi. Toiset kaksi kolmasosaa energiasta karkaa hukkalämmön ja muiden saasteiden muodossa. Lisäksi jopa 20 prosenttia kehitetystä sähköstä menetetään siirrettäessä sitä voimalasta käyttöpaikkaan.
Sähkövoimalaitosten fossiilipolttoaineen kulutus on tyrmistyttävää. Suuri hiiltä polttoaineenaan käyttävä voimala saattaa polttaa yli 600 tonnia hiiltä tunnissa! Hiiltä käytetään kehittämään lähes puolet Yhdysvaltain sähköstä, ja putoava vesi, luonnonkaasu ja öljy tuottavat suurimman osan lopusta.
Sähkö on tietenkin vain yksi energian muoto. Energian kysyntä autojen kuljettamiseksi, lentokoneiden lennättämiseksi, lämmön varaamiseksi koteihin jne. lisääntyy myös. Näihin tarkoituksiin öljy ja luonnonkaasu ovat tärkeimmät energianlähteet.
Vahinkoa ympäristölle
Näistä eri polttoaineista kivihiili on ympäristölle vahingollisinta. Esimerkiksi eräs Yhdysvaltain Virginia Electric and Power Companyn voimala, joka kuluttaa noin 10000 tonnia hiiltä päivässä, kehittää joka tunti noin 60 tonnia lentotuhkaa ja noin 20 tonnia ärsyttävää rikkidioksidikaasua, joista suurin osa tupruaa ilmaan! Aikaisemmin tänä vuonna ryhdyttiin oikeudenkäyntiin Delmarva Power and Light Companya vastaan Delaware Cityssä Yhdysvalloissa siksi, että se ryöpytti taivaalle joka vuosi 74000 tonnia rikkidioksidia.
Kuvaillessaan ilman saastumisen ongelmaa atomienergiakomission puheenjohtaja James R. Schlesinger huomautti äskettäin: ”Fossiilipolttoainetta käyttävät voimalat ovat syypäät suurimpaan osaan ilmakehän rikkidioksideista ja sangen huomattavaan osaan typpioksideista – ainehiukkasista puhumattakaan.”
Ympäristöä vahingoittaa myös tapa, jolla hiiltä louhitaan. Viime vuonna Yhdysvalloissa kaivettiin noin 44 prosenttia hiilestä avolouhoksista, mikä autioitti tuhansia hehtaareja eräistä kauneimmista vuoristoseuduista. Tätä tapaa vastaan esitetyistä viimeaikaisista vastalauseista on tyypillinen se, jonka kongressin jäsen Ken Hechler esitti viime helmikuussa:
”Hiili- ja voimaparonit ja eräät lännen lainsäätäjät yrittävät orjuuttaa Appalakkien osavaltioiden ihmiset ja repiä kukkulamme ja saastuttaa virtamme tyydyttääkseen suurten kaupunkien voimannälkää. Olemme tulleet siihen pisteeseen, että aiomme nousta taistelemaan tätä politiikkaa vastaan.”
Kuitenkaan luopuminen hiilen käytöstä sähkövoimalaitoksissa, minkä New Yorkin kaupunki huomattavin kustannuksin saattoi päätökseen tänä vuonna, ei ratkaise pulmaa, sillä öljy ja kaasukin saastuttavat. Öljynkin rikki purkautuu ilmaan, ja luonnonkaasusta lähtee poltettaessa typen oksideja. Lisäpulman muodostaa sähkövoimaloista tuleva hukkalämpö, joka vapautuu läheisiin jokiin ja järviin kohottaen toisinaan vaarallisesti niiden lämpötilaa.
Johtuuko nykyinen voimakriisi tästä ympäristöön kohdistuvasta uhkasta? Vai onko sillä vielä vakavampia aiheuttajia?