Uutishuone

Artikkeli
Release date
Ydinenergiaan perustuvan huijauskoodin avulla voisimme elää verraten yltäkylläistä elämää ainakin energian suhteen.

Uraanin voi nähdä jonkinlaisena universumin huijauskoodina. Kuva: iStock

Uraani on universumin huijauskoodi

Tulevaisuudessa yksi pieni uraanipolttoainetta sisältävä pelletti voi riittää koko elämän sähköautoiluun.

Huijauskoodit ovat tuttuja tietokone- tai konsolipelejä pelaaville ja usein myös heidän perheenjäsenilleen. Huijauskoodin avulla pelaaja saa suhteetonta etua muihin pelaajiin nähden, ja usein myös pelin läpäisy helpottuu merkittävästi.

Ihmiskunta on omassa tosielämän Sivilisaatio-pelissään oppinut vuosisatojen saatossa hyödyntämään koko ajan tehokkaampia ja tiiviimpiä energialähteitä, jotka ovat mahdollistaneet yhä korkeamman elintason. Euroopassa energiatiheämmän kivihiilen poltto alkoi syrjäyttää biomassan käyttöä jo 1600- ja 1700-luvuilla. Kivihiiltä käytetään monissa maissa edelleen mittavasti, mutta siitä on myös siirrytty öljyyn, nestekaasuihin ja maakaasuun. Ne kaikki ovat kivihiiltä puhtaampia, monikäyttöisempiä ja tiiviimpiä polttoaineita.

Pieniä askeleita suuressa kuvassa

Ihmiskunnan ottamat askeleet energiantuotannon kehityksessä ovat kuitenkin olleet toistaiseksi hyvin pieniä. Kivihiili on parhaimmillaan pari kertaa biomassaa tiiviimpää energiaa, ja öljy puolestaan vain hieman hyvälaatuista kivihiiltä tiiviimpää.

Pienet askeleet ovat olleet silti isossa kuvassa merkittäviä. Aivan kuin suositun Minecraft-pelin hahmo olisi siirtynyt puumiekasta kivimiekkaan, siitä rautamiekkaan ja lopulta kenties timanttimiekkaan – niinpä, mutta pelin ei ole tarkoituskaan olla realistinen!

Parhaimmillaan satojen vuosien kehityksessä on saatu kymmenkertainen parannus polttoaineiden laatuun ja energiatiheyteen. Energiatiheyttä voidaan mitata joko tilavuuteen tai massaan suhteutettuna, ja mittauksen tulos voi vaihdella merkittävästikin. Esimerkiksi kaasut ovat energiatiheitä massaan mutta eivät tilavuuteen nähden, sillä ne vievät kaasumaisina paljon tilaa. Puupolttoaineen, kivihiilen tai turpeen energiatiheyteen vaikuttaa sen kosteusprosentti, sillä kostea puu painaa enemmän ja vapauttaa yleensä vähemmän energiaa hyötykäyttöön.

Kuten polttoaineen nimestä voi päätellä, siitä energia vapautetaan polttamalla eli kemiallisella reaktiolla. Samalla vapautuu ilmakehää lämmittävää hiilidioksidia ja terveydelle vaarallisia ilmansaasteita. Laadukkaammat polttoaineet vapauttavat vähemmän hiilidioksidia ja ilmansaasteita.

Tiheää ydinenergiaa – huijauskoodi löytyy uraanin ytimestä

Uraanipolttoaineesta energia vapautuu, kun raskaan atomin ydintä koossa pitävä voima rikotaan ja samalla pieni osa atomin massasta muuttuu lämpöenergiaksi. Auringossa käy toisin päin, kun energiaa vapautuu kahden kevyen atomin yhdistyessä. Ydinreaktiossa ei vapaudu kasvihuonekaasuja tai ilmansaasteita.

Ydinenergiaan perustuvan huijauskoodin avulla voisimme elää verraten yltäkylläistä elämää ainakin energian suhteen.

Uraanin voi nähdä jonkinlaisena universumin huijauskoodina. Se, mikä tekee siitä huijauskoodin, on sen energiatiheys. Uraanissa on ydinenergiaa jopa pari miljoonaa kertaa tiheämmässä muodossa kuin parhaissa kemiallisissa polttoaineissa. Välissä ei ole mitään. Jos tätä katsotaan kehityksen silmin, ensin liikutaan vuosisatoja askel askeleelta aina hieman entistä parempiin energialähteisiin ja sitten: pam! Uraanin hyödyntäminen on loikka miljoona kertaa parempaan – ja vieläpä päästöttömään – polttoaineeseen.

Sähköauton pelletillä pääsee päästöttä, halvemmalla ja pidemmälle

Vaikka nykyisin käytössä olevat reaktorit eivät käytä uraanin ydinenergiasta kuin noin sadasosan, on vaikutus silti häkellyttävä. Asiaa voi havainnollistaa sähköautoilulla.

Sähköauto vie karkeasti 20 kilowattituntia (kWh) energiaa sadalla kilometrillä, ellei aja pihistellen tai säästele lämmityksessä ja ilmastoinnissa. Sama energiamäärä kuluu perheen saunaillassa, jos 10 kW tehoinen kiuas on päällä kaksi tuntia. Tällainen energiamäärä maksaa siirtomaksuineen ja veroineen noin kolme euroa (15 senttiä/kWh). Samalla rahalla pääsee bensiinikäyttöisellä autolla noin 30 kilometriä.

Jos vuodessa ajaa sähköautolla 20 000 kilometriä eli hieman keskimääräistä enemmän, kuluu sähköä 4 000 kWh. Vuoden ajoon tarvitaan arviolta vain yksi polttoainepelletti modernissa reaktorissa. Reaktorityypin ja sen käyttämien polttoainepellettien koon mukaan vaihteluväli on 2000–5000 kWh/pelletti. Joka tapauksessa yhdellä lakupalan kokoisella polttoainepelletillä voi ajaa karkeasti arvioiden sähköauton koko vuoden ajot. Samaan ajomäärään kuluisi auton kulutuksen mukaan bensiiniä noin puolitoista kuutiota, tai 1 500 litraa. Yksi pelletti kattaisi suunnilleen myös perheen asumisen lämmitystarpeen yhdeksi vuodeksi kaukolämpöverkossa tai lämpöpumppua käyttäen.

Sähköautovalmistaja Teslan ”miljoonan mailin” akustosta on kohuttu paljon. Akun avulla pääsisi ajamaan noin 1,6 miljoonaa kilometriä ilman, että se menettäisi merkittävästi kapasiteettiaan. Yhdellä latauksella pääsisi ajamaan 500 kilometriä, joten akuston elinkaaren aikana lataussyklejä kertyisi noin 3 200. Tällaisella akulla ajaisi siis 50 vuoden ajan 32 000 kilometriä vuodessa – sillä rohkealla oletuksella, että myös auton muut osat kestäisivät.

Miten paljon energiaa tarvittaisiin? Karkeasti arvioituna noin 320 megawattituntia, eli 320 000 kilowattituntia tai lähes neljä vuotta saunomista yötä päivää. Modernissa reaktorissa vastaavan energiamäärän valmistamiseen kuluisi noin 80 polttoainepellettiä. Normaali ajaja pääsisi todennäköisesti puolella tästä, siis reilulla kourallisella pellettejä.

Yksi pelletti voisi riittää koko elämän sähköautoiluun

Tulevaisuudessa siirrymme asteittain seuraavan sukupolven hyötöreaktoreihin. Ne pystyvät hyödyntämään uraanissa olevan tiiviin ydinenergian nykyreaktoreita paljon tarkemmin: tällöin yksi pelletti voisi riittää koko elämän sähköautoiluun. Yhden ihmisen elinaikanaan käyttämä lämpö, sähkö ja muu energia voitaisiin tuottaa muutamalla pelletillä, ja tästä syntynyt jäte mahtuisi hyvin housuntaskuun. Hyvä puoli olisi myös se, että hyötöreaktorit voivat aikanaan kierrättää nykyisten reaktoreiden käytetyn polttoaineen, joten uraani ei mene hukkaan nykyisissäkään reaktoreissa.

Tällaiseen ydinenergiaan perustuvan huijauskoodin avulla voisimme elää verraten yltäkylläistä elämää, ainakin energian suhteen, ilman merkittävää ympäristöhaittaa. Juuri energiankulutuksella on merkittävä rooli kaiken muun kulutuksen taustalla. Sen sijaan että vapautamme elämämme aikana satoja tonneja hiilidioksidia ja ilmansaasteita ilmakehään, ydinvoimasta syntynyt jäte mahtuisi pitkän elämämme päätyttyä mukanamme arkkuun.

Ydinjäte on tietenkin järkevintä ja turvallisinta säilyttää sopivassa vesialtaassa, suojatussa kanisterissa ja myöhemmin vaikka loppusijoitusluolassa. Tämäkin on verraten helppoa järjestää, sillä jätettä on universumin miljoonakertaisen huijauskoodin vuoksi todella vähän.