Käänteinen vesitorni energiavarastona

Nyt paukkupakkasilla tehtiin Suomessa uusi ennätys sähkönkulutuksessa (Helsingin Sanomat 7.1.2015).

Olen keskustellut energian varastoinnista paljon eri ihmisten kanssa. Melko usein ihmetellään miksei Suomessa varastoida sähköä tällaista tilannetta varten kun sitä tarvitaan paljon? Energian varastointi on jostain syystä inhimillisesti hankala hahmottaa. Käsittelin aiemmin aihetta vertaamalla pohjoismaista vesivoimaa amerikkalaisiin sähköakkukapasiteetteihin (Litium-ioni vai vesiakut). Jatketaan samalla teemalla. Yritän kuitenkin hakea inhimillisesti hahmotettavia vertailukohtia energiamäärille.

Haarukoin tässä kirjoituksessa energiavarastoa eräänlaisena käänteisenä vesivoimana - eli syvään veteen upotettavana kellukkeena. Säilötyn energian määrän kannalta ei ole juuri eroa nostaako kuutiometrin vettä kilometrin korkeuteen, vai upottaako kuutiometrin kellukkeen kilometrin syvyyteen. Toisin kuin Norjassa tai Ruotsissa, Suomessa ei ole kovin paljon korkeita mäkiä. Toisaalta meillä sen sijaan on melko paljon vesistöjä joista osa syviäkin. Tästä syystä vesistöön upotettavat kellukkeet voisivat teoriassa olla suomalainen erityistapa varastoida energiaa tuhansien järvien maassamme.

Mutta kuinka suuria näistä kellukkeista tai nostettavista vesimääristä energiana tulee? Minkä kokoinen kelluke voisi säilöä saman verran energiaa kuin Tesla PowerWall kotiakkuun mahtuu (10 kWh)? Eri kokoisia energiavarastoja on alla olevassa kuvassa. Kuvan euromäärät on tehty suhteuttamalla kokoluokat Tesla PowerWall akun hinta (10 kWh vs 4000 €).


Kuva: sähköakkujen suhteutus vesistöön upotettaviin kellukkeisiin

Ylin rivi eli Teslan kotiakku vastaa 5,2 metrin halkaisijan vesipallon nostamista 50 metrin korkeuteen (Laskutoimitus). Sellainen vesimäärä painaa noin 73 000 kg eli 73 tonnia (Laskutoimitus).

Toisessa ääripäässä eli alin rivi on pohjoismaisen vesivoiman varastoima energiamäärä. Vesivoiman 100 TWh energiavarasto vastaa 2600 metrin halkaisijan vesipallon nostamista neljän kilometrin korkeuteen. Tällaisen vesipallon tilavuus olisi 9,2 kuutiokilometria vettä.

Pohjoismaisen vesivoiman varastoima energiamäärä vastaa kymmentä miljardia Teslan kotiakkua tai hieman yli miljardia Tesla Model S akkua. Sähköakkuna pohjoismainen vesikapasiteetti maksaisi huikeat 40 000 miljardia euroa.

Tällä hetkellä trendikkäin ehdotettu tapa uudenlaiseksi energiavarastoksi on jonkin polttoaineen valmistus ilmasta sähkön avulla (Ikiliikkuja ilmasta). En pidä sitä huonon hyötysuhteen vuoksi järkevänä ratkaisuna. Siinä ei myöskään hyödynnetä Suomen erityispiirteitä fiksulla tavalla.

Kommentit