Olen aikaisemmin väittänyt, että graniitti on todella huono lämpövarasto.
Voin ripoitella tuhkaa päälleni ja toistaa sata kertaa, ettei taulukkolaskimen tuloksiin pidä luottaa tarkastamatta. Lähtötiedot olivat oikein, mutta taulukkolaskimen kaava näkymättömissä graniitti-rivillä oli aivan väärä.
Graniitti on aivan kelvollinen lämpövarasto ja se todennäköisesti kestää hyvin lämmön nostamisen satoihin asteisiin paremmin kuin moni muu materiaali.
Tässä siis tarkastettu eri aineiden lämpövarastointikyky:
om.lämpö paino tilavuus hinta
kJ/Kkg kg/kWh dm³/kWh eur/kWh
(10C) (10C) (10C)
Vesi 4,18 86 86 0,24
Rauta 0,45 799 102 400 (vrt. <200 jos myy)
Alumiini 0,90 400 148 400
Graniitti 0,75 480 182 ?
Betoni 0,75 480 192 38
Kahi-tiili 0,84 428 238 60
Lyijy 0,13 2767 244 4200
Hiekka 0,83 433 248 2
Puu 1,50 240 480 150* (vrt. <15 jos myy)
Ilma** 0,71 507 422m³ 0
* höyläämätön sahatavara 300e/m³
** vakiotilavuudessa
Taulukossa on siis tieto, kuinka monta kiloa tai litraa tarvitaan ko. ainetta yhden kilowattitunnin lämpöenergian tallettamiseen kymmenen asteen lämpötilanmuutoksella.
Graniitti on aika lähellä betonia lämpövarastona.
Niin kuin eilisen artikkelin kommentoija kirjoittaa, tuhat astetta lämmitetty kuutiometri graniittia varastoi 550 kWh energiaa. Tämä vastaa sähkön kuluttajahintana 55 euroa. Kontillinen (2 x 4 x 6 m) lämmitettyä graniittia olisi todellakin luokkaa 26 MWh eli kuluttajalle 2600 eurolla energiaa (pari omakotitaloa pysyisi lämpöisenä talven yli). Tosin kontilla on painoa silloin hulppeat 127 tonnia eli sisältö pitäisi jakaa kolmeen täysperävaunurekkaan.
Omakotitalon voisi lämmittää tuomalla sen keskelle kerran kuukaudessa kymmenen tonnin lastin graniittia (vajaa neljä kuutiota), jonka lämpö on 1000 astetta. Tämä kulkee kevyellä nosturikuorma-autolla, tosin nosturin kantavuus on vain 1-3 tonnia eli maksimissaan kuutio kerrallaan. Hinta on kilpailukykyinen, jos se on alle 200 euroa / lasti.
Monet lämmön ja sähkön varastoimistavat ovat tällä hetkellä juuri kannattavuusrajalla. Niitä todellakin pitäisi kokeilla juuri nyt.
Julkisuudessa ollaan huolestuneita rekkarallista, joka syntyy jos Helsingin Energia siirtyy käyttämään biopolttoainetta. 26 MWh siirtämiseen tarvitaan siis 127 nettotonnia 1000-asteista sulaa graniittia (sinänsä mielestäni täysin epärealistista), kun taas vastaavan lämpöarvon omaava polttopuukuorma painaa 6,3 tonnia.
Ei pojat, propellihatut taas päähän ja takaisin piirustuslaudan ääreen.
Tuossa on nyt syntynyt väärinymmärrys energiakontin ja peruskalliovaraston suhteen. Ajatus on siis sellainen, että auringon energiaa kerättäisiin alueilla jossa ei ole mitään tärkeää eli käytännössä jossakin maaseudulla. Sinne rakennettaisiin peilikenttiä tuottamattomille maille (missä metsä ei oikein kasva), joista "kerättäisiin" auringon säteilyenergiaa energiakontteihin.
Yhdelle neliölle peruskalliota voidaan varastoida energiaa n. 30 000 kWh/a, mutta yhdeltä neliöltä voidaan saada auringonenergiaa vain 100 kWh/a, joten keräyskentän pinta-alan on oltava 300 kertaa suurempi kuin varaston tarvitsema pinta-ala. Siksi keräyskentät joutuvat sijaitsemaan kauempana asutuskeskuksista, joissa on riittävästi tilaa keräämiseen.
Alueilla, joissa tällaisia alueita on lähellä asutuskeskuksia, energiakontin siirtomatka itse energiavarastoon olisi kilometrejä (suljettu reitti), mutta pääkaupunkiseudun ollessa tiheään rakennettu, sopivia alueita ei löydy riittävästi kovin läheltä, joten matkaa saattaisi tulla satakin kilometriä. Energiavarasto olisi peruskallio asutuskeskuksen läheisyydessä, johon olisi porattu reikiä ilman kierrolle ja eristykselle.
Energiakontin siirto tapahtuu edullisimmin rautateitse, se kannattaa rakentaa aivan siihen tarkoitukseen (koska siirtonopeuden ei tarvitse olla kovin suuri, voidaan käyttää heikompaakin rataa). Yhden kontin sisältämällä energialla veturi voi vetää 50 energiakonttia n. sadan kilometrin etäisyydelle. Siirtoon ei siis tarvittaisi ulkopuolista energiaa, kontin sisältämä energia riittää veturille (turbiini). Eli pienemmillä etäisyyksillä siirtoon tarvittavan energian määrä on mitätön ja pääkaupunkiseudullekin kohtuullinen.
Energiakontti olisi kallis energian kausivarastointiin, lisäksi se vuotaa energiansa parissa viikossa harakoille. Sen vuoksi sitä käytettäisiin vain energian siirtoon sinne missä energiaa tarvitaan eli energiavarastoihin. Vapaata peruskalliota löytyy kaikkialta, myös pääkaupunkiseudun laitamilta. Kun energia siirretään kesäaikaan eristettyyn peruskallioon, se on sitten sähköyhtiöiden ja kaukolämpöyritysten käytettävissä eli yhteiskunta myisi lämpöenergiaa olemassa oleville kaukolämmön jakelijoille ja sähköntuottajille, jotka sitten siirtäisivät lämmön ja sähkön asiakkailleen nykyiseen tapaan. Yhteiskunta saisi tämän energian työttömien tekemänä työnä, josta työllistetyille maksettaisiin TESsin mukainen tuntipalkka, kullekin oman ammattinsa mukaan. Kun yhteiskunta saa tulot energian myynnistä, sen ei tarvitse enää verottaa energiasta.
Energiavarasto olisi siis maan alla (lähellä energian käyttöpaikkaa) oleva peruskallio, johon porattaisiin reikiä lämmön siirron saamiseksi kallioon ilman avulla. Jos otetaan lämpövarastoksi palanen peruskalliota, jonka koko on 300 x 300 ja siihen louhittaisiin reunoille kivivillaa varten tilat sekä 150 metrin syvyyteen pohjalle samoin, saadaan energiavarasto joka voi varastoida energiaa n. 2 TWh. Eli itse varastoivaa materiaali ei tarvitse siirtää, tarvitsee vain porata tai louhia reikiä joilla tuo eristetään ja minkä kautta lämpöä kuljettavaa ilmaa siirretään. Toisin sanoen varaston hinta MWh:a kohden on hyvin pieni ja sillä saadaan kesän auringonsäteilyn energia käytettäväksi kylmään talviaikaan (tietenkin ympäri vuoden).
Pienessä mittakaavassa tuo ei toimi, sillä eristettävän pinta-alan osuus varastoitavasta energiasta nousee suureksi. Omakotitaloa varten ei siis kannata eristää alla olevaa kalliota (eikä se edes toimisi, vaan varasto olisi tyhjä parin viikon kuluttua), vaan kallion koon on oltava vähintään 100 x 100 x 100 metriä. Toisin sanoen yksi varasto esim. 5 000 – 50 000 rakennusta kohden. Mitä suurempi, sen edullisempi eristyksen kannalta.
Tuosta lämmöstä voidaan tuottaa myös sähköä ja haja-asutusalueilla asuntojen lämmityksen voi hoitaa sähkön avulla. Näin varastoidusta energiasta saadaan sekä sähkö että lämpö hyvällä hyötysuhteella, edullisesti ja päästöttömästi.
Sen verran korjausta tuohon energiakontin varastointimateriaaliin, se ei siis olisi graniittia, vaan piitä. Syystä että piin lämpötilankesto on suurempi, sen lämmönjohtavuus on sata kertaa parempi kuin graniitilla ja sitä voidaan valaa levyiksi, jonka absorptio on hyvä. Lisäksi sitä voidaan valmistaa riittävän puhtaana sulattamalla tavallsita hiekkaa, mitään puolijohteissa tarvittavaa puhtauttahan ei tarvita.
Saadaan siis hyvin yksinkertainen tapa kerätä polttopisteessä oleva lämpöenergia materiaaliin ja siirtää se varastoon maan alle, jossa varastoiva materiaali olisi peruskallion graniitti.
Energiakontin piilevy olisi kooltaan n. 2 x 3 x 0.02 m. Kun ne puretaan varastoon, saadaan purkupinta-alaa yhdestä kontista 7000 m2. Kontti sisältää siirrettävää energiaa 10 – 20 MWh (varaston lämpötilasta riippuen), joten yhden neliömetrin on luovutettava ilmaan energiaa 1.5 kWh. Purkaminen on siis nopeaa ja pian energia on siirtynyt peruskallioon, jonka jälkeen kontti voidaan viedä uudelleen kuumennettavaksi.