Globaalne turbiiniturg
Turbiinide ja nendega seotud toodete, näiteks mootorite ja generaatorite ülemaailmse turu väärtus oli 2012. aastal üle 100 miljardi dollari. Nõudlust soodustab tugev kasv lennukite tootmises ja energiatootmises. Kuigi 70% ülemaailmsest turust on koondunud Põhja-Ameerikasse ja Euroopasse, on Hiinas kõige tugevam kasv. Hiina on hakanud tootma oma turbiine, mida ajendab tuuleturbiinide nõudlus. Taani on ainus riik, millel on tuuleturbiinide ekspordi tõttu kaubandusülejääk.
Turbiinidel on kolm peamist turusegmenti: ainult lennukite jõul kasutatavad turbiinmootorid, elektri tootmiseks kasutatavad gaasiturbiinid ja tuuleturbiinid. Tuuleturbiinide nõudlus ületab gaasiturbiinide nõudluse 2012. aastaks. 2010. aastal müüdi tänapäevaseid tuuleturbiine 1,5 miljoni dollari eest megavati kohta. Kui Ameerika Ühendriigid paigaldaksid 20% oma energiavarustusest tuuleenergiast, oleks see 250 miljardi dollari suurune turg. Globaalne tuuleturbiinide turg püstitas 2011. aastal uue rekordi, ulatudes kogumahuni 42 gigavatti (GW). 2012. aastal oli ülemaailmne koguvõimsus 239 GW. Hiina oli juba paigaldanud koguvõimsust 63 GW.
Tuuleturbiinide tootjad reageerivad spetsiifilisele nõudlusele vertikaalteljega tuuleturbiinide (VAWT) ja horisontaalteljega tuuleturbiinidega (HAWT). Nõudluse kasv on kindel ja haruldaste muldmetallide piirava teguri ületamiseks on sektoris vaja põhimõttelisi uuendusi. Tööstuslik tuuleturbiin kasutab üle tonni magneteid, millest 35% on neodüüm. Tänapäeval toodab Hiina 95% sellest haruldasest muldmetallist. Haruldaste muldmetallide eraldamiseks pumbatakse agressiivsed happed puuraugutaolistesse kaevudesse, kus kemikaalid lahustavad kõik ladestused. Seejärel pumbatakse suspensioon tiikidesse, mis kujutab endast märkimisväärset tööalast ja keskkonnaalast ohtu. Tuuleenergia sektori pideva arenguga on vaja uusi allikaid, uusi protsesse ja uut tüüpi materjale.
Innovatsioon
Mitmed kiiresti kasvavad rohelised tööstusharud sõltuvad haruldastest muldmetallidest. Toyota vajab oma populaarse Priuse hübriidmootori jaoks 2–4 naela neodüümi ja düsproosiumi ning oma aku jaoks lantaani. Hiina haruldaste muldmetallide turu tugevust näitas akutootja BYD areng edukaks autotootjaks. 2011. aastaks oli Hiinas Shenzhenis asuv BYD elektritaksode park, mille sõiduulatus oli 300 kilomeetrit, kogunud 6 miljonit kilomeetrit, kusjuures iga sõiduk läbis keskmiselt üle 160 000 kilomeetri. Nende eksklusiivne juurdepääs haruldastele muldmetallidele annab vajaliku hoova turule sisenemiseks. Just selles rohelise tööstusharu üldiselt ja eriti energiatootmise arenevas konkurentsimaastikus pakub Shawn Frayne'i avastus põhimõtteliselt uue lähenemisviisi. Ta leiutas aerodünaamilise ujuvusenergia genereerimise, mis töötab ilma haruldaste muldmetallideta. Lõppkokkuvõttes võiks see elektrigeneraator töötada ilma igasuguse metallita, isegi mitte vase või roostevaba teraseta.
MIT-i füüsika eriala lõpetanud Shawn Frayne jälgis, kuidas tuulerõhk tekitab piklikes lintides ja trossides vibratsioone. Ta uuris seda aerodünaamilist jõudu, mis võib silda ehitada ja hävitada, nagu juhtus Tacoma Narrowsi sillaga 1940. aastatel – nähtus, mis oli kõigile ehitusinseneridele hästi teada. See kogemus õpetas ekspertidele, kuidas projekteerida konstruktsioone, mis on võimelised sellele loodusjõule vastu pidama. Shawn valis teistsuguse lähenemisviisi, kujutledes ette, kuidas vooluga töötada, kavandades süsteemi, mis kogub tuule liikumisjõudu ja muustab selle elektriks ilma turbiini vajaduseta.
Selle mitmekülgse leiutaja ja pakendite ning vee puhastamise valdkonna kommertsialiseerimiseks mõeldud patentide portfelli omaniku loominguline meel on Hongkongis juurdunud. Pärast Ameerika riskikapitalifondide leiget vastuvõttu asus Shawn elama sellesse Hiina linnriiki, kus ta koos meeskonnaga arendab viise elektri tootmiseks ilma pöörleva liikumiseta ja potentsiaalselt isegi ilma haruldaste muldmetallideta. Kuigi teadus on hästi välja kujunenud, on pärast kolmeaastast katse-eksituse meetodit üleminek kommertsrakendustele ilmnemas.
Esimene rahavoog
Haruldaste muldmetallide eemaldamine tuuleturbiinide võrrandist – turbiini enda eemaldamise teel – on revolutsiooniline innovatsioon. Kuigi laiaulatuslik turuletoomine võib võtta veel kümme aastat või isegi terve põlvkonna, on Hongkongis asuva idufirma Humdingeri jaoks selged sihtmärgid mitmed nišiturud. Miniatuurne tuulevöö on potentsiaalselt esimene kommertsrakendus. See pisike seade suudab asendada andurite patareisid. Kuna anduri tööks vajaliku energia genereerimiseks piisab väikesest tuuleiilist kiirusega vaid 10 km/h, võiks tuulevöö oma eluea jooksul asendada 100 patareid ja nende vahetamiseks vajaliku tööjõu.
Globaalne andurite turg õitseb. Alates tulekahjuanduritest ja ilmastiku jälgimisest kuni temperatuuri ja pH registreerimiseni tugineb tänapäeva ühiskond suuresti kümnete parameetrite kaug- ja sõltumatule mõõtmisele. Võimalus loobuda patareitoitel töötavatest anduritest koos võimalusega jääda võrgust sõltumatuks loob uue ärivõimaluse, mis ehitab ärimudeli olemasoleva põhjal – see on sinise majanduse põhiprintsiip.
Võimalus
Turbiinide, magnetite ja tulevikus isegi kõigi metallide kaotamine ning samal ajal aerodünaamilisi vibratsioone tekitava tuuleenergia abil elektri tootmine avab laia valiku võimalusi kohalikuks energia tootmiseks ja tarbimiseks. Kuigi aeroelastsete vibratsioonide abil toodetud elektrienergia praegune hind on juba praegu samaväärne kõigi traditsiooniliste allikate energiaga, ulatub see võimalus ilmsest kaugemale. Võib tekkida täiesti uus energiakontseptsioon, millel on spetsiifilised rakendused budistlikus maailmas.
Selle energiat genereeriva seadme esimene laiaulatuslik rakendamine võiks vabalt aset leida Bhutanis. Iga laps nendes Himaalaja riikides kasvab suureks tuuleenergia otsijaks. Miks? Kuna budistid palvetavad lippe tuules lehvitades, on võtmetähtsusega teada, kus tuul on. Iga lipumasti külge võiks kinnitada ujuki külge kinnitatud nööri, mis palve ajal elektrit genereeriks. Piklikule ribale – tuulevööle – võiks isegi palveid maalida. See oleks „püha energia“ ülim vorm: mida rohkem tuult, seda rohkem elektrit, seda rohkem palveid!
Üks miljon lipumasti annab 12 vatti tunnis tuuleenergia elemendi kohta, mis teeb kokku 360 megavatti potentsiaali, mis oleks kättesaadav mägipiirkondadele, kui iga lipumast muudetaks elektriks. See võiks isegi saada trendiks võrku ühendatud linnades, kus kodanikud sooviksid ühendada energia vaimsuse ja jätkusuutlikkusega.
