Kari Lilja, TkT, Erikoistutkija; Sirpa Sandelin, TkT, Yliopettaja
Tämän viikon alkajaisiksi sain palata muistoissani reilusti yli 40 vuotta ajassa taaksepäin. Moisen taantuman aiheutti Satakunnan kansan artikkeli lämpökaivoista ja niiden maaperää viilentävästä efektistä (SK 19.4.2021). Olen itse monesti pohtinut, mitä maaperässä todella tapahtuu, jos sieltä poistetaan lämpöä vuosikausia enemmän, kuin mitä sinne johtuu maapallon ytimestä, auringosta ja suomalaisen lyhyen kesän jäähdytyksen tuottamana paluulämpönä.
Jäähtyyhän se.
Geologian tutkimuskeskuksen laskelmien mukaan yhden 300 metriä syvän lämpökaivon teho riittää Helsingin korkeudella paritalon lämmittämiseen 50 vuoden ajaksi. Sen jälkeen tarvitaan muutama vuosi tehon palautumiseen. Jos kokonainen Helsingin kokoinen kaupunki lämmitettäisiin maalämmöllä, kaivoja tarvittaisiin 552 000 ja niitä jouduttaisiin poraamaan Helsingin alueelle 20 metrin välein. 50 vuoden kuluttua kaupunki olisi kylmä ja autio, ja pimeys liikkuisi raunioiden yllä. Ja nyt tarvittaisiinkin 800 vuotta ennen kuin maalämpöä voitaisiin nykytekniikalla hyödyntää uudelleen. Helsinki vaipuisi lähes ikiroutaan.
No, toki voidaan porata syvemmälle.
Mitä syvemmälle porataan, sitä suurempi on hyötysuhde ja pienempi maaperän jäähtymisen pysyvä ja kertautuva komponentti. Syvälle poraaminen on vain edelleen teknisesti haastavaa ja kallista. Lisäksi lämmönvaihtimessa tarvittavan nesteen pumppaaminen vaatii sitä enemmän tehoa, mitä syvemmällä se joutuu käymään – tai toisin sanoen, mitä korkeamman kynnyksen yli sen joutuu nostamaan. Mutta kunhan tekniikan saa toimimaan, lämmön tuotanto on todennäköisesti kannattavampaa ja varmempaa kuin muilla vaihtoehtoisilla CO2-päästöttömillä energiamuodoilla. Ydinvoimaa ehkä lukuun ottamatta.
Mutta, ja nyt tulee se mutta, joka yhdessä jättituulimyllyistä kertovan saman lehden edellisessä numerossa (SK 18.4.2021) olleen jutun kanssa vei ajatukseni ja muistikuvani lukioaikoihin: Uudessa ja käyttökelpoisessa, pienessä mittakaavassa koetellussakin tekniikassa voi olla yllättäviä piirteitä, jotka paljastuvat vasta aikojen kuluttua, kun käyttö on laajentunut, tekniikan mittakaava kasvanut ja sovellukset ulottuvat uusille alueille. Lukiossa ollessani tuulivoima oli IN, kiitos muutaman maailmalla tapahtuneen ydinvoimalaonnettomuuden ja vähältä-piti-tilanteen. Harrisburg ja Three Mile Island täyttivät otsikot valmistautuessamme abivuoteen, ja äidinkielen opettajamme kirjoitutti meillä ympäristöaiheisia aineita arvellen, että niitä pakkaa kirjoituksiinkin tulla. No, useimmat kirjoittivat tuulivoimasta hyvin myötäsukaisesti ja vastustivat ydinvoimaa, joten kun yksi poikkeava ääni joukossa rohkeni epäillä tuulivoiman ympäristöystävällisyyttä pitkällä tähtäimellä ja ennusti, että tulevaisuudessa tuulivoimaa vastaan protestoidaan ja sitä vaaditaan kiellettäväksi, luokkatoverien antamat vertaisarviot olivat murskaavia.
Tänään tuulivoimaa vastustava yleisönosastokirjoitus on pikemminkin sääntö kuin poikkeus.
Tuulivoimaloiden sanotaan olevan kohtalokkaita linnuille, aiheuttavan infraääntä, joka saa ihmiset voimaan pahoin, niiden valovälkkeen kerrotaan aiheuttavan epileptisia kohtauksia ja siipien häiritsevän televisiolähetyksiä. Ainoastaan viimeksi mainittu, häiriöt tietyille radiosignaaleille, on kyetty osoittamaan. Suunnitellut jättimäiset kolmannen sukupolven voimalat puolestaan vaikuttavat maisemaan jo melkoisesti. Mielenkiintoista tulee olemaan nähdä, vaikuttavatko ne paikalliseen ilmastoon, tuuleen ja ilmavirtauksiin, kuten vuosikymmeniä sitten rohkenin spekuloida.
Jaa, niin, se maalämpö.
Siinä on kyse hieman samasta ilmiöstä. Pienessä mittakaavassa maalämmön käyttö on luontoystävällistä, energiatehokasta ja suotavaa. Mutta miten on syvälle kallioon ulottuvien energiakaivojen kanssa. Ensimmäisinä mieleen tulevat porakaivoissa yleisesti tavattavat ongelmat, eli radon, joka on radioaktiivinen kaasu, ja kalliossa olevat mahdolliset siirtymät ja murskevyöhykkeet, joita pitkin pohjavesi pääsee liikkumaan ja häiritsemään lämmön kertymistä. Jäätyessään vesi voi jopa rikkoa putkistoja. Mutta ongelma, jota en ole nähnyt vielä missään pohdittavan, on, mitä laajan yhtämittaisen ja ehjän kallioperän huomattava jäähtyminen aiheuttaa kallioperän sisäiseen dynamiikkaan.
Jäähtyminen aiheuttaa kutistumista. Myös kivessä. Esimerkiksi graniitissa yhden asteen lämpötilanmuutos aiheuttaa pituussuunnassa 0,008 mm pituuden muutoksen metriä kohden. Kahdeksan tuhannesosamillimetriä tuntuu toki pieneltä, mutta jännitykset, joita peruskallioon tuostakin liikkeestä syntyy, voivat olla valtavia.
Syntyykö uusia siirroksia ja murtumia, tai lisääntyvätkö maanjäristykset? Se jää nähtäväksi.
Joka tapauksessa esimerkit osoittivat, kuinka helppoa on unohtaa ja jättää selvittämättä osa uuden idean tai keksinnön potentiaalisista vaikutuksista, jos idealle on olemassa yhteiskunnallinen tilaus. Kasvihuoneilmiön ja ilmaston lämpenemisen vastaiselle toiminnalle tuo tilaus on, ja siihen laitetaan hyvin mielellään merkiksi ”Kestävä kehitys”.
Kestävä kehitys kattaa kuitenkin paljon muutakin kuin ilmastokysymykset. Ympäristön saastumiseen, köyhyyteen, epätasa-arvoisuuteen ja terveyteen, epätasaisesti jakautuneeseen taloudelliseen kasvuun ja vaurauteen sekä muihin globaaleihin epäkohtiin liittyvät ongelmat ovat laaja-alaisia. Niiden ratkaisuyrityksiäkin pitäisi tarkastella laaja-alaisesti eikä vain tyytyä helppoon ja hyvältä näyttävään, yhtä ongelmaa kerrallaan torjuvaan ratkaisuun. Aito kestävä kehitys on mahdollista vain silloin, kun me lähestymme sen tavoitteita mahdollisimman laajalla rintamalla ja erilaiset näkökohdat huomioiden sekä myös kestävään kehitykseen liittyvä riskejä ja niiden eliminointimahdollisuuksia arvioiden.
Kestävän kehityksen tavoitteita voi ja osin tuleekin lähestyä pala palalta, mutta silloinkaan ei pidä siiloutua ja kulkea laput silmillä, vaan pitää nähdä, millä tavalla, ja mihin kaikkiin asioihin, suunnitelluilla toimenpiteillä voi olla vaikutusta.
Artikkeli on kirjoitettu Euroopan unionin Erasmus + -ohjelman rahoittaman WWW&CE -hankkeen puitteissa. Vastuu artikkelissa esitetyistä näkemyksistä on yksinomaan kirjoittajilla.
