9. heinäkuuta 2011

E=mc²

Kenties maailman tunnetuimmalla yhtälöllä voidaan laskea kuinka paljon energiaa vapautuu, kun aine muuttuu energiaksi. Tällaista aineen "katoamista" tapahtuu esimerkiksi ydinreaktioissa, jolloin kappaleen massa on suurempi ennen reaktiota kuin sen jälkeen. Osa aineesta on muuttunut energiaksi.

E on energia, m on kappaleen massa ja c on valonnopeus, joka on tunnetusti melko suuri luku (300 000 000 m/s), yhtälössä se on kaiken lisäksi korotettu toiseen potenssiin. Kokeillaanpa:

Kuinka paljon energiaa on kilo ainetta?


E = mc² = 1 kg * 300 000 000 m/s * 300 000 000 m/s = 90 000 000 000 000 000 J

Melko tähtitieteellinen luku, terawattitunneiksi muutettuna tämä on 25 TWh. Vertailun vuoksi Suomen energiankulutus vuodessa on noin 400 TWh. Suomen vuotuinen energiankulutus vastaa siis vain 16 kg ainetta.

Yhtälö selittää miksi ydinaseet ovat niin tuhoisia. Tavallisissa räjähteissä aineet muuttuvat toisiksi (palavat), mutta ydinaseissa osa aineesta muuttuu energiaksi.

Historian suurin ydinräjäytys, neuvostoliittolainen Tsar-Bomba oli 50 megatonnia. 50 megatonnia tarkoittaa, että samanlaista jälkeä olisi saatu räjäyttämällä 50 miljoonaa tonnia TNT:tä. Kaikki toisessa maailmansodassa käytetyt räjähteet vastaavat vain 5 megatonnia, joka antaa kuvaa räjäytyksen mittasuhteista. 27 tonnin painoinen pommi vastasi 50 000 000 tonnia tavallisia räjähteitä.

Samalla tavalla kuin ydinaseet eroavat tavallisista räjähteistä, ydinenergia eroaa tavallisista aineiden palamiseen perustuvista energiamuodoista. Hiilivoimalassa kivihiili muuttuu palamisjätteiksi (mm. hiilidioksidi), kun taas ydinvoimalassa osa aineesta muuttuu energiaksi.

Yhtälö selittää myös J. M. Korhosen mainion kuvan Kuinka kuljettaa gigawattipäivä?. 850 junavaunullista puuta vastaa kahvikupillista uraania 4. sukupolven reaktoriin. Kumpi kuulostaa ekologisemmalta?

Ydinpolttoaineen valtavan energiasisällön ansiosta ydinenergia on ehkä ainoa energianlähde, jonka skaala riittäisi korvaamaan fossiiliset polttoaineet. Ilmapiirin ydinvoimaa kohtaan soisi muuttuvan positiivisemmaksi, sillä aika alkaa käymään vähiin.

7. heinäkuuta 2011

Swing Producer

Swing producer - "puskurituottaja" - on raaka-aineiden tuotannossa tuottaja, joka pystyy kontrolloimaan raaka-aineen hintaa. Puskurituottajalla on ylimääräistä kapasiteettia, jonka avulla se hallitsee hintaa lisäämällä ja vähentämällä tarjontaa. Hinnan karatessa tavoitteen yläpuolelle voi swing producer ottaa ylimääräistä kapasiteettiaan käyttöön, jolloin hinta palaa takaisin tavoitteeseen.

Kaikki toimii sulavammin, kun raaka-aineiden hinnat pysyvät vakaina. Esimerkiksi yritysten budjetit ja suunnitelmat onnistuvat paremmin, kun hintojen vaihtelu on pientä. Siksi puskurituottajien tehtävänä on ollut vakauttaa markkinoita - estää hintapiikkien syntyminen. Erityisesti öljyn kohdalla hintojen vakaus on tuottajille edullista, koska liian kallis öljy johtaa taantumaan ja kysynnän laskuun.

Öljyn puskurituottajana toimi aina 1970-luvun alkuun asti Yhdysvallat. USA koki kuitenkin oman öljyhuippunsa tuohon aikaan, jolloin valtikka siirtyi Saudi-Arabialle jolla se on edelleen. Vai onko?

Saudi-Arabian ylimääräinen kapasiteetti kulutettu loppuun?


Latest Saudi Oil Stats - 30.6.2011 Early Warning -blogi

Saudi-Arabian poraustornien ja -lauttojen lukumäärä on pysynyt ainakin vuodesta 1995 vakaana samaan aikaan kun tuotanto on vaihdellut. Tämä viittaa juurikin ylimääräiseen kapasiteettiin, jota puskurituottajalla kuuluukin olla. Uusia torneja ei tarvita: tuotantoa voidaan lisätä hanat avaamalla.

Vuodesta 2005 tornien lukumäärä lähti kuitenkin nousuun. Samoihin aikoihin öljyn hinta aloitti matkansa kohti 2008 hintapiikkiä, jonka muodostumisen olisi puskurituottajan pitänyt estää. Onko ylimääräinen kapasiteetti kulutettu loppuun?

Tapaus Libya


Libyan sotatila johti maaliskuussa maan öljyntuotannon katkeamiseen, jolloin tuotannosta tippui n. 1 Mb/d pois. Katseet kääntyivät Saudi-Arabiaan, jonka piti paikata menetetty kapasiteetti.

Maaliskuun jälkeen on tullut jo huhti- ja toukokuun tilastot eikä tuotanto ole liikahtanut 9 Mb/d kohdalta mihinkään. Samalla öljyn hintaan on muodostunut seuraava yli 100 dollarin ylittävä hintapiikki. Myös Saudi-Arabian torniluku on lähtenyt keväällä jälleen rajuun nousuun. Ilmeisesti tuotannon lisääminen ei onnistu ilman uusia reikiä?

Strategiset öljyvarastot käyttöön


Kesäkuun lopulla OECD-maiden strategisista öljyvarastoista (1500 Mb) päätettiin ottaa käyttöön yhteensä 60 Mb, 30 päivän aikana. Syynä Libyan tuotannon menetyksestä johtuva hintojen nousu, jonka Saudi-Arabian oletettiin hoitavan. Tämän epäonnistuttua strategisia öljyvarastoja on nähtävästi käytetty puskurituottajan korvikkeena.

Näyttäisikö tämä siltä, että Saudi-Arabian ylimääräinen kapasiteetti on todellakin kulutettu loppuun? Onko Saudi-Arabia omalla öljyhuipullaan?