Hyppää pääsisältöön

Juomavesi on uusi öljy – aaltoenergialla vettä jokaiselle?

pyöreä vesipisara lähestyy veden pintaa, makro
pyöreä vesipisara lähestyy veden pintaa, makro Kuva: Pixabay / public domain prisma studio

Pitkät lämpimät suihkut ja pyykkikone pyörii tauotta. Siihen on suomalainen tottunut. Joka päivä noin sataviisikymmentä litraa puhdasta juomavettä menee viemäriin. Täällä tuhansien järvien maassa maailman vesipula saattaa tuntua kaukaiselta ongelmalta, mutta muualla maailmassa asiat eivät ole yhtä hyvin: YK:n arvion mukaan jopa 1,8 miljardia ihmistä on ilman kunnollista juomavettä. Ilmastonmuutos ei paranna tilannetta ja uusia ratkaisuja on keksittävä.

Makeasta vedestä vain kolmasosa – siis prosentti maapallon kaikesta vedestä – on helposti hyödynnettävissä ja sen pitäisi riittää kaikille!

Juomavettä merivedestä

Albatrossilla on erikoinen suolanpoistorauhanen lähellä silmää, ja näin ollen se on kykenevä juomaan merivettä. Ihminen sitä vastoin joutuu kehittämään hieman erilaisia rauhasia, jotta suola saadaan erotettua merivedestä

Meriveden muuttaminen juomavedeksi ei ole uusi keksintö. Jo 1970-luvulta lähtien lääketiede ja teollisuus ovat valmistaneet omiin tarpeisiinsa kliinistä vettä merivedestä. Sen maku poikkeaa tavallisesta juomavedestä, sillä se ei sisällä mineraaleja ja varsinainen veden maku puuttuu.

Mökkikäyttöön on nykypäivänä olemassa pieniä meriveden puhdistusyksiköitä. Järjestelmä lisää makuun tarvittavat mineraalit prosessin loppuvaiheessa. Kotirantaan asennettava pienvesipuhdistamo vaatii alkuinvestoinnin lisäksi pieniä huoltotoimenpiteitä ja erillisen sähköntuotannon. Suuressa mittakaavassa juuri energiansaanti on iso kysymysmerkki.

Aaltovoimasta energianlähde vesilaitoksille

Aalto-yliopisto on kehittänyt AaltoRO-nimisen järjestelmän, jolla on mahdollista muuttaa merivesi juomakelpoiseksi. Järjestelmä toimintaperiaate on seuraava: aaltovoimala paineistaa merivettä valittuun paineeseen saakka, jonka jälkeen se siirretään keskipaineputkistoa pitkin mantereella sijaitsevaan käänteisosmoosilaitokseen. Laitos erottaa makean veden merivedestä. RO on lyhennys sanoista reverse osmosis, käänteisosmoosi.

Käänteinen osmoosi tarkoittaa prosessin keinotekoisesta kääntämistä paineen avulla. Käänteisosmoosikalvon läpi pakotettu suolainen vesi erottuu niin, että makea vesi menee kalvosta läpi paineettomalle puolelle ja suola sekä muut epäpuhtaudet jäävät paineistetulle puolelle.

- AaltoRO-projekti lähti liikkeelle Aallossa kehitetystä merivesipumppukonseptista, joka soveltuisi hyvin aaltovoimakäyttöön. Pumpun tuottoa voisi säätää kulloinkin käytettävissä olevan tehon mukaan. Lisäksi merivettä paineistettaisiin suoraan, tekemättä aaltovoimalla ensin sähköä, jolloin vältetään konversiohäviöitä, kertoo tohtori Olof Calonius Aalto-yliopiston konetekniikan osastolta.

Havainnekuva AaltoRO-järjestelmästä jolla valmistetaan merivedestä juomavettä
AaltoRO-järjestelmällä merivedestä poistetaan suolaa aaltoenergian avulla juomaveden valmistamiseksi. Havainnekuva AaltoRO-järjestelmästä jolla valmistetaan merivedestä juomavettä Kuva: Aalto-yliopisto/Markus Ylänen prisma studio

Markus Ylänen tutki diplomityössään hankkeen kannattavuutta ja totesi kuuden alueen sopivan AaltoRo:lle. Alueet valikoituvat niiden aaltovoiman, veden tarpeen ja sähkön hinnan perusteella. Alueet olivat Yhdysvaltain länsiosat, Etelä-Afrikka, Chile, Havaiji ja Australia, Kaikissa mainituissa valtioissa AaltoRo todettiin kaupallisesti kannattavaksi. Yksi laitos voisi tuottaa makeaa vettä 750 000 mozambikilaiselle.

Ensimmäinen merivesivoimala käynnistyi Australiassa

- AaltoRO-projektin jälkeen meillä on ollut pienehkö kaupallistamismahdollisuuksia luodannut projekti, jossa katsottiin, löytyisikö kyseiselle pumppukonseptille muita markkinanäkymiä. Esimerkiksi tuulivoima voisi tarjota RO-pumpulle laajemmat markkinat kuin vasta käynnistysvaiheessa oleva aaltovoima. Tietyissä maissa myös aurinkovoima voi tarjota hyvän teholähteen RO-laitokselle. Lähi-Itä ja Pohjois-Afrikka ovat tyypillisiä esimerkkejä. Projektissa teknisenä haasteena oli pumppukonseptin konvertointi näille toisille voiman lähteille paremmin sopivaksi. Uusi prototyyppi on olemassa ja parhaillaan on pohdinnassa, saadaanko pumppukonseptin ympärille koottua yrittäjähenkistä tiimiä laitteen tuotteistamiseksi. Siirtyminen pumppukonseptista isompaan kuvaan, eli makean veden (tai juomaveden) tuotantoon, vaatii useiden muiden seikkojen hallintaa, mieluiten vesilaitosprojekteihin erikoistuneita toimijoita, Olof Calonius selventää.

hyökyaalto
hyökyaalto Kuva: Pixabay / public domain prisma studio

Maailman ensimmäinen aaltovoimalla toimivan vesilaitoksen rakentaminen käynnistyi vuonna 2014 Australian Perthissä. Carnegie Wave Energy Limitedin kehittämä järjestelmä (CETO) toimi aluksi apusähköllä, mutta vuoden 2015 helmikuussa se saatiin ensimmäistä kertaa tuottamaan aaltoenergialla merivedestä makeaa vettä. Käänteisosmoosiin perustuva laite tuottaa parhaimmillaan päivässä sataviisikymmentä kuutiota puhdasta vettä. Halvalla ei vesivoimala noussut. Kokonaiskustannukset prototyyppivaiheesta lopulliseen CETO-järjestelmään maksoivat 118 miljoonaa australian dollaria.

Keksijöillä on monia lähestymistapoja puhtaan veden tuottamiseksi

Tasapainopyörä Segwayn keksijä Dean Kamen haluaa ratkaista maailman vesikriisin ja hänkin etsii ratkaisua merivedestä. Kamen on saavuttanut jo kaiken materialla mitattuna, mutta elämänmittainen haave puhtaan veden tuottamiseksi - jokaiselle ihmiselle - on vielä kesken. Tästä haaveesta kertoo tuore dokumenttielokuva.

Kamenin ratkaisu on laite nimeltä Slingshot (suomeksi ritsa), jonka nimi symboloi Daavidin taistelua Goljattia vastaan.

Slingshot perustuu tislaukseen, jonka periaate on yksinkertainen. Meriveden annetaan kiehua, jolloin vesimolekyylit höyrystyvät, kun taas meriveden suola (tai esimerkiksi hiekka) ei. Sitten vesihöyryn painetta nostetaan kompressorissa, jolloin siinä olevat bakteerit ja virukset tuhoutuvat. Sitten vesihöyry jäähdytetään, jolloin se tiivistyy takaisin nesteeksi ja näin saadaan puhdasta – suolatonta – vettä.

Vesi on 21. vuosisadan öljy

Keksintöjä on tehty pienessä ja isossa mittakaavassa. Erilaiset ruohonjuuritason innovaatiot voivat auttaa pieniä yhteisöjä tai ihan yksittäisiä ihmisiä. Sveitsiläinen yritys on lähtenyt kaupallisesti hyödyntämään likaisen veden puhtaaksi muuttavaa pilliä. Retkeilijöiden suosiossa oleva lisävaruste onkin osoittanut hyödyllisyytensä myös luonnonkatastrofien aiheuttamissa akuuteissa vesikriiseissä. Yhdellä pillillä juo noin tuhat litraa suodatettua vettä, eli se riittää yhdelle ihmiselle vuodeksi. Pilliä on viety mm. Pakistanin ja Thaimaan tulva-alueille, sekä Haitin ja Ecuadorin maanjäristysten yhteydessä. Kenties pilli ei ole lopullinen vastaus maailman juomavesiongelmiin, mutta se kertoo, että yritystä on, kaupallisella- sekä humanitäärisellä puolella.

YK vahvisti jo vuonna 1966 ihmisoikeussopimuksessaan, että vesi on jokaisen ihmisen ihmisoikeus. Tästä olisi hyvä pitää kiinni.

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Tiede