UPMTimber

Tuulimyllyjen paluu tulevaisuuteen

Tuulimyllyjen paluu tulevaisuuteen

Ruotsalaisyhtiö Modvion suunnittelee paluuta perinteisiin materiaaleihin rakentamalla tuuliturbiinin teräksen sijaan puusta. Modvionin uusi turbiinimalli enteilee mielenkiintoisia mahdollisuuksia tulevaisuuden tuulienergialle.

Tuuliturbiineista tulee useimmille mieleen teräsrakenteet, joita lähes kaikki nykyiset tuulivoimalat hyödyntävät uusiutuvan tuulienergian tuottamisessa. Terästeollisuuden väittämistä huolimatta tuuliturbiineja ei kuitenkaan ole pakko rakentaa juuri teräksestä. Teknisiin puumateriaaleihin ja modulaarisiin rakenteisiin erikoistuneen ruotsalaisyhtiö Modvionin mukaan tuuliturbiinitornin rakentaminen puusta ei ole ainoastaan mahdollista vaan jopa kannattavaa.

Energia-alan tulevaisuudentutkija Jim Carrol huomauttaa, että puun käyttö tuuliturbiinien rakennusmateriaalina liittyy kahteen suurempaan trendiin: materiaalitieteiden kiihtyvään kehitykseen ja puun hyödyntämiseen rakennustekniikassa tavoilla, jotka olivat ennen mahdottomia.

image99ujw.png

Halvempi, helpompi ja kevyempi

Koska Modvionin modulaariset tornit koostuvat perinteisiä terästorneja kevyemmistä osista, niiden kuljettaminen on helpompaa ja skaalaaminen kustannustehokkaampaa.

”Perinteiset tornit kuljetetaan rakennuspaikalle sylinterimäisissä osissa, mikä aiheuttaa sitä enemmän logistisia ongelmia, mitä korkeammaksi tornit rakennetaan. Modvionin tornien osat on suunniteltu modulaarisiksi, mikä mahdollistaa toimivan kuljetuksen ja huomattavasti korkeampien tornien rakentamisen”, kertoo Modvionin toimitusjohtaja Otto Lundman viitaten siihen, että puutorneilla saavutetaan suurin hyöty, kun niiden korkeus ylittää 120 metriä.

Vaikka teräs on tilavuuteen suhteutettuna puuta lujempaa, Modvionin viilupuu- ja liimapuutuotteet ovat massayksikköön suhteutettuna 55 prosenttia terästä lujempia. Lisäksi Modvionin materiaalit ovat kustannustehokkaampia, ja niillä on sama kantokyky kuin teräksellä.

”Modvionin tornit vastaavat lujuusominaisuuksiltaan terästorneja, mutta painavat kolmasosan vähemmän ja ovat edullisempia valmistaa”, Lundman toteaa.

Itse asiassa Modvionin teknologia mahdollistaa tuuliturbiinin rakennuskustannusten leikkaamisen jopa kaksinumeroisilla prosenttiluvuilla. Lisäksi puulla on lujuuden ja kustannustehokkuuden ohella muitakin etuja. Puun paikallinen saatavuus myötävaikuttaa alueelliseen työllisyyteen ja talouteen toisin kuin teräs, joka joudutaan usein toimittamaan kaukaa.

Chalmersin teknillisen korkeakoulun puurakenteisiin erikoistuneen rakennustekniikan apulaisprofessori Robert Jockwerin mukaan puu pärjää terästä paremmin merellisissä ilmastoissa, joissa suolaveden haittavaikutukset näkyvät teräksessä.

”Suolavedellä ei varsinaisesti ole negatiivisia vaikutuksia puulle. Sitä ei pidä päästää kastelemaan puuta, mutta ilmassa oleva suola ei aiheuta ongelmia. Merellisissä ilmastoissa puu voi olla terästä parempi rakennusmateriaali.”

imagegvxv.png

Ympäristöhyödyt

Korvaamalla teräksiset tuuliturbiinit puisilla saavutetaan ympäristöhyötyjä, sillä niiden valmistusprosessissa syntyy vähemmän hiilidioksidipäästöjä. Arvioiden mukaan puutornin rakentamisessa säästyy noin 2 000 tonnia hiilidioksidipäästöjä.

Koska puut ovat luonnostaan hiilinieluja, puisista tuuliturbiineista on mahdollista tehdä jopa hiilineutraaleja. Puun kasvaessaan sitoma hiili toimii vastapainona tuuliturbiinin muiden osien valmistuksessa syntyville hiilidioksidipäästöille. Chalmersin teknillisen korkeakoulun kestävään energiantuotantoon erikoistunut sähkötekniikan professori Ola Carlson, joka on myös Ruotsin tuulivoimakeskuksen SWPTC:n johtaja, kutsuukin puuta ”täydelliseksi hiilinieluksi”.

Kun puutorni aikanaan saavuttaa elinkaarensa lopun, se voidaan kierrättää kokonaan. Sitä vastoin perinteisten tuuliturbiinien lavat valmistetaan yleisimmin lasi- tai hiilikuitua sisältävistä komposiittimateriaaleista, minkä vuoksi niiden kierrättäminen on hankalaa eikä niillä ole juurikaan uudelleenkäyttöarvoa. Tämän seurauksena tuuliturbiinien lavat päätyvät yleensä noin 20–25-vuotisen elinkaarensa päätteeksi kaatopaikoille.

Voimmeko siis odottaa puisten tuuliturbiinien olevan yleinen näky tulevaisuudessa? Professori Carlson suhtautuu puutorneihin niiden ilmeisistä hyödyistä huolimatta varovaisesti.

”Uudenlaisten puumateriaalien käyttö vaatii runsaasti mekaanisia testejä, jotta voidaan varmistua niiden lujuudesta ja suunnitelmien toimivuudesta.”

Professori Jockwer puolestaan uskoo, että viilupuun käyttöön tuuliturbiinitornien kantavissa rakenteissa liittyy vielä ratkaisemattomia kysymyksiä, sillä se eroaa materiaalin aiemmista sovelluksista. Joka tapauksessa keväällä 2020 valmistuva ensimmäinen puinen tuuliturbiini on edistysaskel matkalla kohti hiilineutraalia energiantuotantoa.

Teksti: Lorelei Yang
Kuvat: Modvion