Kolumnit 15.11.2018

”En yhtään ihmettelisi, vaikka useimpiin Suomen tulisijoihin olisi jo 20–30 vuoden päästä liitetty 50–200 watin verran lämpösähköisiä elementtejä”, kirjoittaa Risto Isomäki.

Tallinnalainen Thomas Johan Seebeck teki vuonna 1821 oudon havainnon. Kun kahdesta eri metallista tehdyn silmukan toista päätä lämmitettiin, kompassin neula kääntyi silmukkaa kohti.

Seebeck ei ymmärtänyt, mihin havainto liittyi. Myöhemmät fyysikoiden sukupolvet osoittivat, että kaksimetallisen silmukan toisen pään lämmittäminen synnytti siihen heikon sähkövirran. Ilmiö oli vielä voimakkaampi, jos metallit korvattiin sopivilla puolijohteilla.

Tällaisia lämpötilaeroja sähköksi muuttavia puolijohde­kennoja, termoelektrisiä pareja tai generaattoreita tai tuttavallisemmin ”tegejä”, pidettiin pitkään pelkkinä merkityksettöminä erikoisuuksina. Ne olivat niin kalliita, ettei niitä kannattanut käyttää kuin poikkeuksellisissa erikoisolosuhteissa kuten avaruusluotaimissa.

Sittemmin tilanne on muuttunut. Kyse on ollut pitkälti samanlaisesta ilmiöstä kuin on aiemmin tapahtunut aurinkopaneelien kohdalla. Lämpösähköisten generaattorien hinnat ovat pikkuhiljaa laskeneet sitä mukaa kuin tuotanto on kasvanut. Tämän myötä yhä uusista sovelluksista on tullut taloudellisesti järkeviä, mikä on tehnyt mahdolliseksi vielä pidempien sarjojen tuotannon.


Tällä hetkellä Yhdysvalloissa monien termoelektristen sähkögeneraattorien wattihinta on jo alle kolmen dollarin. Kokonaiset järjestelmät maksavat enemmän, mutta niidenkään kustannukset eivät enää ole mahdottomalla tasolla. Esimerkiksi puuta polttavaan kamiinaan kiinnitettävän vesijäähdytteisen mallin, joka sisältää useita lämpösähköisiä elementtejä ja pystyy maksimissaan tuottamaan 100 wattia sähköä, saa nykyään jo noin 600 dollarilla.

Summa kuulostaa edelleen korkealta, kun sitä vertaa aurinkopaneelien hintaan. Sadan watin nimellistehon teg voi kuitenkin tuottaa jopa 40–50 kilowattituntia sähköä kuukaudessa silloin, kun tulisijaa käytetään 16–20 tuntia päivässä. Sadan watin aurinkopaneeli tuottaa Etelä-Suomessa vuoden aikana tyypillisesti noin 90 kilowattituntia sähköä, ja suurin osa tästä saadaan kevään ja kesän aikana.

Lämpösähköisen elementin jokainen nimelliswatti vastaa siis koko vuotta koskevassa vertailussa joitakin aurinkopaneelin watteja, ja talven pimeinä kuukausina se on musertavan ylivoimainen. Aurinkopaneelit kun tuottavat marras-tammikuussa vain hyvin vähän sähköä silloinkin, kun aurinko paistaa.

Edes 50 kilowattituntia kuukaudessa ei tietenkään ole mikään huikea sähkömäärä, mutta kyllä silläkin jo aika paljon tekee, varsinkin pitkän sähkökatkon aikana. Led-valot ja -televisiot sekä huippueristetyt jääkaapit ovat nykyään erittäin energiapihejä. Kännykät ja kannettavat tietokoneet lataa vielä pienemmällä sähkömäärällä.


Termoelektristen sähkögeneraattorien saatavilla olevat sovellukset alkavat olla jo niin houkuttelevia, että niiden kysyntä kasvaa nyt nopeasti. Tämä epäilemättä johtaa uusiin hinnanpudotuksiin, niin kuin aurinkopaneelienkin kohdalla on käynyt. Myös tuotannon keskittyminen harvempiin käsiin voi vaikuttaa samaan suuntaan. Esimerkiksi Kiinan Alibaba-verkkokaupassa oli myytävänä peräti 1 557 erilaista lämpösähköistä tuotetta, kun viimeksi vilkaisin.

En siis yhtään ihmettelisi, vaikka useimpiin Suomen tulisijoihin olisi jo 20–30 vuoden päästä liitetty 50–200 watin verran lämpösähköisiä elementtejä. Paljoakaan suurempia määriä sähköä ei tällä tavalla valitettavasti ole mahdollista tuottaa ilman uusia teknologisia läpimurtoja. Nykyiset tegit pystyvät muuttamaan vain 3–6 prosenttia puunpolton vapauttamasta lämmöstä sähköksi. Näillä näkymin tulisijat ovat myös tulevaisuudessa ensisijaisesti lämmön eivätkä sähkön lähteitä.

Alan kiinnostavin suomalainen tuote lienee Hawun ja Savotan telttoja varten kehittämä sähkökamiina. Se saattaa olla maailman ensimmäinen teg-sovellus, joka pystyy puuta polttamalla tuottamaan muutaman watin sähköä ilman tuuletinta tai muuta aktiivista jäähdytysjärjestelmää.


Aarre-lehden kolumnisti kirjailija Risto Isomäki (s. 1961) tunnetaan tieteisromaaneistaan, tietokirjoistaan ja tiedeaiheisista lehtiartikkeleistaan.