Turbiinien sijoittaminen Japanin rannikolle, missä merivesi virtaa hyvin voimakkaasti, on osoittautunut loistavaksi ideaksi.
Ajatus on itse asiassa niin hyvä, että japanilaisyhtiö IHI Corp on kymmenen vuoden kehityshankkeen jälkeen valmis upottamaan levottomiin vesiin 330 tonnin meriturbiinin, joka voi teoriassa tuottaa ympäristöystävällistä sähköä jopa 205 gigawatin teholla.
Kapasiteetti vastaa yli 13 000:ta maalla toimivaa suurta tuulivoimalaa, ja sillä on mahdollista tyydyttää jopa 100 miljoonan kotitalouden sähköntarve.
Vedenalaisia voimalaitoksia
Kyse on kuitenkin teoreettisista mahdollisuuksista, sillä historia on osoittanut, että meren virtauksia on vaikea kesyttää sähköntuotantoon niin, että kuluttajat saavat verkosta virtaa tietokoneisiinsa, televisioihinsa ja lamppuihinsa.
Kaikesta huolimatta IHI Corpin 330 tonnin painoinen koemalli voi olla ensimmäinen askel matkalla kohti vedenalaisia voimalaitoksia. Prototyypistä käytetään merenpinnan alaisiin virtauksiin viittaavaa nimeä Kairyu.
Kairyu perustuu turbiiniin, joka kiinnitetään merenpohjaan ja joka kelluu vedessä noin 50 metrin syvyydessä.
Turbiinin 20 metriä pitkä runko kääntyy kulloinkin eniten energiaa tuottavaan suuntaan, jotta virtaus pääsee pyörittämään mahdollisimman tehokkaasti 11-metrisiä lapoja. Teho on 100 kilowattia.
Suuremman tuotantokyvyn saavuttamiseksi IHI Corp rakentaa 2030-luvun alkuun mennessä kookkaampia meriturbiineja, joissa käytetään jopa 20 metriä pitkiä lapoja. Tavoitteena on kahden gigawatin teho.
Kun vedenalaiset jättiläiset muodostavat senkaltaisen verkon kuin merituulipuistojen voimalat, syntyy voimalaitos, jonka nettosähköteho on edellä mainittu 205 gigawattia.
Monta epävarmuustekijää
Vielä ei voida olla varmoja siitä, että turbiinien mittasuhteita voidaan kasvattaa ja turbiineja voidaan yhdistää ongelmattomasti suurvoimalaitokseksi.
Meriveden virtausten sisältämästä energiasta voidaan parhaassa tapauksessa ottaa talteen 50–70 prosenttia. Niin sanottu kapasiteettikerroin kertoo, kuinka paljon voimala tuottaa vuoden aikana sähköä suhteessa sen teoreettiseen maksimiin. Tuulivoiman osalta se on noin 30 ja aurinkoenergian osalta noin 15 prosenttia.
IHI Corp suunnittelee rakentavansa seuraavien kymmenen vuoden aikana voimaloita, joihin kuuluvissa meriturbiineissa on kaksi kertaa niin pitkät lavat kuin kuvan koemallissa. Tehon on tarkoitus kymmenkertaistua.
Lisäksi on varmistettava, että merenpinnan tuntumassa toimivat turbiinit pysyvät ehjinä, kun Tyynimeri myrskyää esimerkiksi sykloneiksi kutsuttujen voimakkaiden matalapaineiden aikana.
IHI Corpin tavoitteena on luoda voimalaitoksena toimiva turbiiniverkko ensi vuosikymmenen alkuun mennessä.
Jos visio toteutuu, Japani voi saada jopa 60 prosenttia tarvitsemastaan sähköstä meriturbiineista. Etenkin maan teollisuus kuluttaa sitä runsaasti.
Vaihtoehtoja ydinvoimalle
Japanissa on jo vuosia panostettu uusiutuviin energialähteisiin, ja siellä tuotetaan kolmanneksi eniten aurinkosähköä Kiinan ja Yhdysvaltojen jälkeen.
NS Energy -lehden mukaan Japanin aurinkovoimalat tuottivat vuonna 2021 sähköä 63,2 gigawattituntia. Määrä vastaa kolmasosaa merivirtauksissa piilevästä potentiaalista.
Tuulivoiman osuus on jäänyt Japanissa selvästi pienemmäksi. Keväällä 2011 tapahtuneen maanjäristyksen jälkeen sattunut Fukushiman ydinvoimalaonnettomuus on kuitenkin pitänyt yllä suurta kiinnostusta eri uusiutuvia energialähteitä kohtaan.
Fukushiman ydinreaktoreiden teho oli noin viisi gigawattia. Japanissa sijaitsevan maailman suurimman ydinvoimalan, Kashiwazakin–Kariwan ydinvoimalaitoksen, teho oli kahdeksisen gigawattia. Sitäkään ei ole käynnistetty onnettomuuden jälkeen.
Ei siis ole ihme, että energiaa janoava maa etsii vaihtoehtoja ydinvoimalle myös merestä.