Rubriigiarhiiv: Globaalne kliimamuutus

Energeetika,Globaalne kliimamuutus

Põlev jää – metaanhüdraat

2 kommentaari

Vee molekuli ehitus põhjustab vee fenomenaalseid füüsikalisi omadusi. Vee molekulide vaheliste vesiniksidemete tõttu moodustub erinevatel temperatuuridel suur hulk erinevaid ruumilisi struktuure – dodekaeedreid, ikosaeedreid jne. Nendesse ruumilistesse strukuuridesse võivad sobiva temperatuuri ja rõhu tingimustes sattuda teiste ainete molekule (lämmastik, hapnik, vesinik, krüptoon, argoon, ksenoon, metaan ja kõrgemad süsivesinikud) – tekivad tahked gaashüdraadid.
Põlev jää
Gaashüdraatidest on kindlasti kõige huvipakkuvamaks metaanhüdraat. Metaanhüdraadis sisalduv metaan tekib orgaanilise aine lagunemisel mikrobioloogiliselt või abiootiliselt orgaanilise aine redutseerumisel umbes 110 kraadi juures. Sobiva rõhu ja temperatuuri tingimustes ookeani põhjas tekibki vabanevast metaanist metaanhüdraat. Metaanhüdraati leidub peamiselt šelfidel ja kõrgematel laiuskraadidel igikeltsa piirkondades. Potentsiaalse kütusena on metaan vägagi atraktiivne. Üsna tagasihoidlikes hinnangutes ületavad metaanhüdraadi varud ülejäänud fossiilseid kütuseid ligi kaks korda. Huvitav on fakt, et ühest kuupmeetrist metaanhüdraadist eraldub tavatingimustes umbes 160 kuupmeetrit metaani. Probleemseks osutub aga metaanhüdraadi kätte saamine. Senimaani pole suudetud luua perspektiivseid tehnoloogiaid kuidas metaanhüdraati kätte saada. Ühed eesrindlikumad antud küsimusega tegelejad on maavarade vaese Jaapani teadlased. Kuna metaanhüdraat asub üsna sügaval merepõhjas, siis paneb see inseneride taibukuse tugevasti proovile.

Metaanhüdraadi stabiilsus sõltub temperatuurist ja rõhust. Juhul kui merevee tase peaks langema, siis rõhk langeb ja metaanhüdraadist võib eralduma hakata metaani. Merevee temperatuuri tõus viib samade tagajärgedeni.
clathbwp

Jooniselt on näha, et kui temperatuur tõuseks ligikaudu 4 kraadi, siis muutuks mitmesaja meetri paksune kiht ebastaabiilseks. Arvatakse, et jääaegade lõppemine võib olla seotud metaanhüdraadiga. Jääajal hakkab merevee tase langema, sest järjest rohkem ja rohkem vett satub moodustuvatesse jääkilpidesse ning suured metaanhüdraadi lademed muutuvad ebastabiilseks ja vabastavad suures koguses metaani atmosfääri. Metaan on umbes 21 korda efektiivsem kasvuhoonegaas kui süsihappegaas.Teiseltpool kardedakse, et kliima soojenemisest tingitud merevee tõusu tõttu võivad hakata sulama polaaraladel olevad metaanhüdraadi lademed ja selle tõttu võib kliima veelgi soojeneda.
gas-hydrates-6

Metaanhüdraat on väga huvitav loodusnähtus. Võibolla on jääaegade ja jäävaheaegade vaheldumine seotud just metaanhüdraadi tekke ja lagunemisega. Ligikaudu 8000 aastat tagasi toimus Norra rannikul ulatuslik veealune maalihe, mis hõlmas Islandiga võrraldava suurusega maa-ala. Selle tagajärjel vallandus suur hulk metaani atmosfääri, kuna piirkonnas leidub üsna palju metaanhüdraati. Seda kinnitab Gröönimaa jääpuursüdamikest tehtud analüüs, mis näitas, et samal ajal tõusis märgatavalt atmosfääri metaani sisaldus. On spekuleeritud, et antud sündmus võis olla üheks peamiseks põhjuseks, mis lõpetas holotseeni külma perioodi. Teisestküljest ei püsi metaan atmosfääris kuigi kaua, ta oksüdeerub süsihappegaasiks umbes kümne aasta jooksul.

Kasutatud allikad:

Karik, H. Looduslik vesi ja hämmastavad imeveed. Tallinn, Koolibri 2006
http://hol.sagepub.com/cgi/content/abstract/17/3/291
http://my.opera.com/nielsol/blog/2008/09/24/the-storegga-submarine-landslide-and-tsunami
http://www.horisont.ee/arhiiv_2000_2002/h2002n2l5.html
http://marine.usgs.gov/fact-sheets/gas-hydrates/title.html
http://ethomas.web.wesleyan.edu/ees123/clathrate.htm

Energeetika,Globaalne kliimamuutus,Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia,Loodus- ja keskkonnakaitse,Ökoloogia

Tuuleenergia võlu ja valu

17 kommentaari

Tuuleenergiat nähakse peamise Euroopa Liidus peamise energiaallikana, mille abil vähendada taastumatute energiaallikate tarbimist. Seda lihtsalt sellepärast, et antud laiuskraadidel on elektrit tuulest toota palju hõlpsam (ka odavam) kui päikesest. Tuul puhub ka peaaegu igal pool (tõusu-mõõna ja bioenergia rakendused pigem lokaalsed). Tuule energia peamise miinusena tuuakse välja tema kõikumine. Skeptikud küsivad pidevalt, mis saab kui väljas on talvel -20oC ja tuult ei puhu paar nädalat.Ka sellisele olukorrale on võimalik leida erinevaid lahendusi, kuid mitte sellest ei tahtnud ma kirjutada.

Hiljuti käis meediast läbi uudis kuidas hiidlased sõdivad suure tuulepargi vastu mis rikub nende merevaadet. Ka Virumaale Kullengale planeeritav tuulepark tekitab kohalike elanike vastaseisu. Ühelt poolt ma saan nendest inimestest täiesti aru, kes tahavad loodusliku elukeskkonna säilimist, et säiliks vaade, kus meri kaob silmapiiri taha. Ning tuulepark võib rikkuda nii mõnegi hingematvalt ilusa vaate. Teisalt kui tahetakse rakendada mastaapseid plaane, mille kohastelt ainuüksi Eestis Energia rajatavate tuulikute koguvõimsus on 1 GW (pool Narva põlevkivi jaamade võimsusest), siis paraku on ei jää just palju kohti, kust pilku merele keerates, ei oleks tuulikuid näha. Siit tekivad kohe konfliktid, ühelt poolt me soovime tuuleenergiat teisalt ei taha näha tuulikuid. Tekib jälle otsustamise koht, millest kirjutasin ka „Looduskaitsealade tulu ja kulu“ teema all. Kas me hindame rohkem saadavat elektrit või vaadet ja kohalike elanike heaolu. Paratamatult pole Eestis nii asustamata rannikuid, mis ei oleks looduskaitsealad ning kus tuulikute rajamine kedagi ei mõjutaks. Praeguse olukorra jätkudes on oodata pea iga uue tuuliku rajamisel kohalike elanike vastaseisu ja kohtuskäike. Kas energianälg paneb meid harjuma mereäärsete tuuleparkidega või leitakse lahendusi kuskilt mujalt?

Arvamus,Energeetika,Globaalne kliimamuutus,Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia

Kas vesinikauto päästab nafta sõltuvusest?

2 kommentaari

Hetkel liigub toornafta hind kuskil 40 dollari ümbruses barreli kohta juulis taheti ühe barreli eest saada 147 dollarit. Tõenäoliselt ei ole kaugel aeg kui nõudluse suurenedes ja varude järjest vähenedes hakkab naftahind jälle uusi rekordeid püstitama ning inimesed odavamaid alternatiive otsima. Biodiislist kirjutas juba Martin nüüd natuke „utoopilisemast“ vesinikütusest.

Tänapäeval tegelevad paljud suured autotootjad vesinikul töötavate autode väljatöötamisega, müügile pole need siiski jõudnud (liikvel on üksikud bussid). Eesmärk on aga õilis, sest piltlikult öeldes toimub kütuselemendis protsess kus vesinik ja hapnik ühinevad ning tekib vesi ja protsessi käigus vabaneb teatud hulk energiat. Ja nii ongi, ei mingeid jääke peale H2O. Protsessis vabaneb energia elektrina ning autot liigutavad edasi tavalised elektrimootorid. Sisuliselt ongi vesinik autode puhul tegemist elektriautodega ainult energia salvestina ei kasutata akusid, vaid energia „toodetakse“ jooksvalt. Lisaks keskkonnasõbralikkusele onvesinik autod ka vaiksemad ning erksamad (gaasi pedaali vajutades ei ole viivitust nagu sisepõlemismootoritega autodel).

Aga, et vesinik autod muutuksid tänavatel tavaliseks peavad teadlased lahendama mitmeid probleeme. Kõigepealt tuleb märkida vesinikautode kõrge hinna. Auto kütuseelemendis leidub kuni 100 grammi plaatina, tänastes hindades on see metallikogus väärt üle 36 000 krooni. Selleks tuleb leida mõni muu katalüsaator ja/või vähendada oluliselt kasutatava plaatina hulka. Kui hinda mitte arvestada siis tänaste plaatina kaevandamisvõimsuste korral ei ole mõeldavgi massiline vesinikautode tootmine, sest lihtsalt ei jõuta piisavalt plaatina kaevandada.

Tänasel päeval toodetakse vesiniku peamiselt metaanist, ning protsessis vabaneb CO. Seega pole saadud vesinik karvavõrdki keskkonnasõbralik. Eesmärgiks onmuidugi toota vesiniku taastuvatest energiaallikatest. Kui aga vaadata kui tühiväikse osa annavad taastuvad energiaallikad praegu elektri tootmisest ning massiline vesiniku tootmine suurendaks elektri tarbimist veel enamgi siis keskkonnasõbraliku vesiniku juurde on veel pikk tee käia.

Sellega aga vesiniku kütusena kasutamise probleemid ei lõppe. Kui akutoitega autos kasutatakse efektiivselt ära ~70 % siis vesinikelemendi korral saadakse kätte kõigest veerand vesiniku tootmiseks kulutatud energiast, sest lisanduvad energia kulutused vesiniku transportimisele, kokkupressimisele ning ka kütuseelemendis toimuvale elektrolüüsile.

Ja probleemidega edasi. Kui võtta kasutusele vesiniku kütusega autod on vaja välja arendada tohutul hulgal infrastruktuuri. Võrreldes eelnevate muredega on see küll suhteliselt väike kuid miljardeid eurosid on vaja kulutada ka vesiniku transportimiseks (tankerid ja torud), tanklate ehitamiseks jms.

Vaadates vesinikuauto ees seisvaid probleeme siis on raske uskuda, et lähitulevikus saaks neist meie naftaikkest vabastaja.

Arvamus,Globaalne kliimamuutus,Jätkusuutlik areng,Loodus- ja keskkonnakaitse

Kas tänapäeva indulgentsid on CO2 kvoodid?

2 kommentaari

Peab tunnistama, et teatud keskkonnamaksude kehtestamisega osatakse äri teha ja seeläbi on soovitud efekt hoopis vastupidine. Tundub, et siin maailmas ei ole midagi uut. Kui keskajal jõukam inimene tahtis patuks vabaks saada, ostis ta indulgentse. Tänapäeval ostavad jõukamad riigid “patust” vabakssaamise tarbeks süsihappegaasi kvoote.

Tõesti võivad tulevikus kõige suuremateks tarbijateks saada Hiina, India, Brasiilia…  Analoogiaid keskaegse kirikuga võiks leida veel. Keskkoolis Boccaccio Dekameroni lahates tuli välja, et kõige liiderlikumad olid just kirikusulased. Huvitav on see, et tänapäeval loevad eelmainitud vähemarenenud riikidele tarbimise kohta moraali lääneriigid, kes oma majandusliku taseme on saavutanud keskkonna arvelt. Minul isikult tekib siinkohal eetiline dilemma. Kas on eetiline, olles ise läbi keskkonna kuritarvitamise rikastunud, dikteerida teistele riikidel, mida nad tegema peaksid? Samas teisest küljes võivad olla Hiina, India, Brasiilia ja teiste vähem arenenud riikide järjest suuremal tarbimisel olla keskkonnale pöördumatu mõju…

Ka väiksemas pildis võime erinevate keskkonnapiirangute-  ja maksudega jõuda sama situatsioonini. Suurettevõtted kellel on suhteliselt palju kapitali, saavad oma tegevust kiiresti muuta, osta uusi keskkonnasäästlike vahendeid ja tehnoloogiaid oma äri jätkamiseks. Väikeettevõtted jäävad hätta. Ettevõtlust alustada oleks oluliselt keerulisem ja kallim, see omakorda aeglustaks majandustegevust riigis. Lõhe rikkamate ja vaestevahel võib selletõttu veelgi suureneda. Samas ka vastuolud erinevate ühiskonna kihtide vahel, kuna praegused edukad ettevõtted on ju tegelikult suuresti oma algkapitali teeninud keskkonna arvelt.

Olen nõus, et ühteist saab ära teha ning arvan, et ühtteist tulebki ära teha. Võibolla tuleks keskenduda lihtsalt rohkem konkreetsete probleemide lahendamisele ja vähem globaalsetele probleemidele, mille põhjustes ja tagajärgedes pole kõik teadlasedki ühel nõul.