Roheline maailm kui helesinine unistus

Termotuumaenergia ohjamine

1985. aastal alustati USA, Venemaa, Jaapani ja Kanada ühisprojekti ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), millega loodetakse taltsutada ülikuum plasma ja saavutada stabiilne termotuumareaktsioon.

Tegemist on ühe maailma kõigi aegade kalleima teadusliku rajatisega. ITER ehitatak-

se Lõuna-Prantsusmaale Cadarache’i-nimelisse paika, ühte riigi tuumakeskusse. Seda hakkavad rahastama Hiina, Euroopa Liit, Jaapan, India, Lõuna-Korea, Venemaa ja USA. Ehitus on alanud ega ole ka, sest raha on koomale tõmmatud. Töövalmis peaks see saama 2016. aastaks.

ITER on teaduslik projekt, mitte tuumajaama ehitus. Selle eesmärk on hoida 7–15 minuti vältel 100 miljoni kraadisel temperatuuril kütust, milleks on vesiniku rasked isotoobid deuteerium ja triitium, ning saada seejuures 500 megavatti võimsust. Praegune maailmarekord on jaapanlaste JT-60 käes vaid 24 sekundiga.

ITER loodab oma suurusele ja tugevamatele ülijuhtmagnetitele. Kuid see seab kasutatavatele materjalidele suuri nõudmisi. Mingit kasutust pole toodetavale energiale ette nähtud. Ja polegi täpselt teada, kuidas seadmest näiteks soojust kätte saada, et see siis elektriks muundada.

Päikesevalgus purki

Päikesepatareid ehk täpsema nimega fotogalvaanilised elemendid suudavad muundada päikesekiirguse otse elektriks. Neid kasutatakse maailmas juba suhteliselt laialt, kuid neil on ka üks tuntud häda – elektrienergia kõrge hind. Lootus on rajatud üliõhukestele kiledele, mida oleks odavam toota ja mis toimiksid tõhusamalt.

Odavale kandjale, näiteks klaasile kantud õhukeste kristalliliste ränikilede puhul ühendatakse traditsioonilise ränitehnoloogia hüved – suur tootlikkus ja energiatõhusus – võimalusega säästa materjali. Kuid selliste kilede tootmine on alles aeganõudev ja väga keeruline.

Kilesid sadestatakse kas plasmaolekus viibivas keskkonnas või siis metallkandjale, näiteks alumiiniumile, mis soodustab nanokile moodustumist. Sadestatavad kiled on keerulise struktuuriga ja nende tekitamine on keeruline, ent sellest aitavad välja elektroonilised seadmed, mis on ülikeerulised ja hirmkallid ning mida juhitakse eranditult arvutitega. Silicon Valley firma Solar City rendib juba päikesepaneele välja, ent annab elektri tasuta.

Plasmaga rämpsust lahti

Plasma-gasifitseerimine on jäätmetest energia saamine plasma abil. See on justkui välk pudelis: plasma tohutu temperatuur, 7000 kraadi, mis on kõrgem kui Päikese pinnal, lammutab molekulidevahelised sidemed ja muudab jäätmed süngaasiks – süsinikoksiidi ja vesiniku seguks. Kõik muu muudetakse inertseks tahkeks aineks ehk räbuks. Gasifitseerimine ei suuda aga veel hinna poolest võistelda jäätmete ladestamise ega isegi tavalise põletamisega.

Laevandus teeb muret

Saastamine on vähemalt Euroopas kolinud maalt merele. Maal paiknevad tööstusettevõtted saastavad üha vähem õhku vääveldioksiidiga – viimase veerandsajandiga on see umbes viis korda vähenenud. Samuti on vähenenud lämmastikuoksiidide ja mittemetaansete lenduvate orgaaniliste ühendite õhkupaiskamine. Peenosakeste kohta pole seevastu selget pilti, siiski arvatakse, et nende tootmine väheneb. Kui jätta kõrvale Eesti, kellele Euroopa Komisjon saatis möödunud aasta 29. oktoobril viimase kirjaliku hoiatuse – koos Sloveenia ja Rootsiga, kes samuti ei pidanud kinni peenosakeste jaoks määratud õhu kvaliteedi standarditest. Standardid jõustusid 2005. aastal ja ükski kolmest riigist ei ole palunud ajapikendust.

Kuid Euroopa vete rahvusvaheline laevandus saastab üha hoogsamalt õhku. Viimase 20 aastaga on vääveldioksiidi õh-kupaiskamine suurenenud poolteist korda, sama lugu on lämmastikoksiididega. Laevanduse arvele läheb umbes küm-nendik Euroopa õhu saastest. Eesti on selles kindlalt esiküm-nes. Laevadel kasutatakse tunduvalt väävlirikkamat kütust, ka on põlemisrežiim optimaalsest kaugel.

Patarei ja aku

Kui Alessandro Volta 1799. aastal patarei leiutas, ei teadnud ta päris täpselt, kuidas see töötab. Katse ja eksituse meetodit kasutades jõudis ta metallelektroodideni ja märjast papist elektrolüüdini nende vahel. Keegi ei teadnud siis midagi aatomitest, elektronidest, ioonidest. Kuid patarei sai valmis ja töötab umbes sama põhimõtte järgi siiani. Elektrilaeng rändab eri ainete vahel. Kuid samanimelised laengud tõukuvad ja nõnda ei suuda elektrood enda peale kuigi palju elektrone koguda.

Et asi toimiks, lähebki vaja elektrolüüti, läbi mille liiguvad positiivsed ioonid katoodile. Kõige tavalisemal liitium-ioonpatareil, mis toidab meie mobiiltelefone ja sülearvuteid, on liitiumiga rikastatud grafiidist tehtud anood ja seda saab laadida, pannes voolu tagurpidi liikuma. Kuid siiani on jäänud unistuseks valmistada piisava mahutavusega patareisid, millega näiteks elektriautod saaksid läbida mõistliku vahemaa mõistliku kiiruse ja hinnaga.

Abi pole olnud ka aeg-ajalt palju laineid löönud kütuseelemendist. Siiski saab kütuseelementi kasutada lihtsamates sõidukites, mis hakkavad näiteks teenindama lennuvälju ja miks mitte ka lennukeid ruleerima. Vähemasti loodetakse seda Saksamaa atmosfääri- ja kosmoseuuringute keskuses, kus selliseid kütuseelemente välja töötatakse.

Kleeplint ja kirjaklamber

Mõned leiutised on nõnda lihtsad ja kindlad, et ongi olemuselt väga säästlikud. Kleeplint leiutati selleks, et kinnitada 1930. aastatel leiutatud tsellofaani, mille sisse sai toitu paremini ja nähtavamalt pakkida. Küsimus oli kindlat laadi liimis, mille kleepimisvõime sõltuks rõhust. See on materjal, mis jääb oma omadustelt tahke ja vedela oleku vahele ning peab veel võimaldama linti lahti kerida. Kes mäletab veneaegseid kleeplinte, see teab, et ega säärase liimi tootmine ei ole just kerge.

Kuid kleeplint on üllatanud teadlasi ka üsna ootamatust küljest. Nii selgus, et kui kleeplinti vaakumis kiiresti lahti rullida, hakkab selle vahelt kiirgama röntgenkiirgust – mille valgel võib isegi oma sõrmeluid pildistada. Lahtirullimisel tekib elektrilaenguid ja hüppavad elektronid tekitavad röntgenkiirgust. Õhu käes pimedas ruumis küll röntgenkiirgust ei kiirga, ent helesiniselt hakkab rull helendama küll. Ka on kleeplindiga suudetud rebida pliiatsisöest välja imeõhukesi grafiidiliistakuid.

Teine rohemõtlemise musternäide on kirjaklamber, mis tuli nüüdsel kujul kasutusele umbes 120 aasta eest ja mida ei patenteeritud, sest tollal polnud veel võtta sobivat metalltraati. Praegu tehakse kirjaklambreid kõikmõeldavatest materjalidest ja nende uusleiutajad saadavad iga kuu patenteerimiseks kümnete kaupa uusi ideid. Enne nüüdset kirjaklambrit kinnitati paberilehti T-kujulise nööpnõelaga. Kuid võib-olla pole kirjaklamber sugugi nii roheline toode. On esitatud statistikat, et tegelikult kasutatakse 80 protsenti kirjaklambreid hoopis muuks otstarbeks kui paberlehtede kinnitamiseks. Milleks, võib igaüks ise meenutada. Google aga pakub kirjaklambri kohta 148 miljonit viidet.