Suomalainen energiablogi

Kun saksalaiset ohittivat Nasan – ja se on oikeasti merkittävää

Olin tänään lukemassa jotain, mikä sai minut aidosti innostumaan. Energia-teknologian maailmassa tapahtuu hiljaisia vallankumouksia, ja tämä ansaitsee huomiota.

Karlsruhe Institute of Technologyn tutkijat Saksassa saavuttivat jotain, mitä harva osasi odottaa. Heidän vetykaasuturbiininsa pyöri 303 sekuntia – yli viisi minuuttia. Sen lisäksi se tuotti sähköä. Entinen ennätys? Nasan hallussa ollut 250 sekuntia.

Eli kyllä, saksalaiset kukistivat Nasan.

Mutta se ei ole edes se kiinnostavin osa.

Kompressorin taakka

Tiedätkö, miten autossa on turbo? Perinteiset kaasuturbiinit toimivat samantyyppisesti: ilma täytyy puristaa kasaan ennen kuin se sekoitetaan polttoaineeseen ja sytytetään. Ongelmana on, että noin puolet turbiinin koko tehosta menee pelkästään tuon kompressorin pyörittämiseen.

Mieti hetki. Puolet tuottamastaan energiasta menee omaan sisäiseen käyttöön. Ei kovin järkevää, eihän?

KIT:n tiimi lähti aivan eri suuntaan. Sen sijaan, että ilmaa puristettaisiin mekaanisesti ennen palamista, heidän suunnitelmassaan paine syntyy palamiskammion sisällä. Kyse on niin sanotusta painevoittoisesta palamisesta. Ajattele sitä pienenä, hallittuna räjähdyksenä tietyssä rytmissä – detonaaatioaaltoina, jotka luovat paineen luonnollisesti ilman kompressoria.

Miksi juuri vety?

Teknologia voisi periaatteessa toimia monilla polttoaineilla, mutta vety sopii tähän erityisen hyvin. Se reagoi uskomattoman nopeasti ja pystyy tuottamaan vakaat paineenkorotukset, jotka tekevät koko systeemistä toimivan. Ja tässä tulee se kaunis osa: vetyä voi tuottaa uusiutuvalla energialla. Eli kyse ei ole vain turbiinien tehokkaammaksi tekemisestä – vaan puhtaan energian tuottamisen tekemisestä todella kannattavaksi suuressa mittakaavassa.

Professori Daniel Banuti KIT:stä tiivisti asian osuvasti: "Tämä on tärkeä askel kohti erittäin tehokasta ja joustavaa vetyenergiaa fossiilivapaassa energiajärjestelmässä."

Miksi tällä on väliä?

Kompressorin poistaminen voisi tarkoittaa:

• Vähemmän energiaa hukkaan prosessissa
• Vähemmän liikkuvia osia (eli vähemmän korjattavaa)
• Potentiaalisesti kevyempiä ja halvempia turbiineja
• Korkeampaa kokonaistehokkuutta

Tutkijat ratkaisivat myös toisen kinkkisen ongelman: miten muuttaa nuo voimakkaat palamisreaktiot hyödylliseksi sähköksi samalla, kun kaikki pysyy vakaana. Osoittautuu, että hallittuja räjähdyksiä on vaikea muuttaa hellävaraiseksi ja tasaiseksi energiaksi. Mutta he onnistuivat.

Mitä tämä voi johtaa?

Lähitulevaisuudessa tämä voi mullistaa sähköntuotannon voimalaitoksissa. Pidemmällä aikavälillä? Ilmailua. Kuvittele suihkumoottorit, jotka eivät tarvitse massiivisia mekaanisia kompressoreita, voisivat olla kevyempiä, tehokkaampia ja toimia vedyn sijaan kerosiinin sijaan.

Olemme vielä alkuvaiheessa, ja edessä on runsaasti insinöörityötä. Mutta kun katsoo tutkijoiden rikkovan Nasan ennätyksen täysin erilaisella lähestymistavalla palamiseen? Sellainen tiede saa minut uskomaan energia-avaruuden tulevaisuuteen.

Joskus suurimmat läpimurrot eivät synny tekemällä jotain isompaa, vaan miettimällä uusiksi, miten se oikeasti toimii.