Trådlöshet är tidens melodi. Allting är laddbart och mobilt numera, tack vare litium-jon-batteritekniken, som befriade elektroniken från väggströmmens navelsträng.
Men samtidigt som trådlösheten, i kombination med satellitbaserat internet och annat häftigt, gör oss mer mobila än någonsin med vår teknologi, fortsätter vi vara beroende av kablar.
Tänk på skrämselhickan då någon av våra undervattenskablar skärs av, om det sedan handlar om avsiktligt sabotage eller inte. Kablarna är en strategisk resurs som samhället är beroende av. Det finns hundratusentals kilometer elkabel på världens havsbottnar, och nätet blir bara tätare.
Ändå är det här elektriska spindelnätet inte särskilt gammalt. Finland sin första högspända undervattenskabel så sent som 1989. Sjökabeln, känd som Fenno-Skan 1, var vid invigningen världens längsta i sitt slag, med en längd på cirka 200 kilometer mellan Finland och Sverige. Den var också världsledande både vad gäller överföringseffekt och spänning, med en inledande överföringskapacitet på 350 megawatt.
Norden har faktiskt varit något av en pionjär när det kommer till sjökablar. Världens första undervattenskabel för elöverföring installerades 1954, mellan Gotland och det svenska fastlandet. Kabeln i fråga, kallad Gotland 1, var 98 kilometer lång och hade en kapacitet på 20 MW. Den revolutionerade sättet vi tänker på överföring av elektricitet under vattnet och inledde en era av global anslutning till strömnätet, vilket tidigare ansågs vara ouppnåeligt.
Att uppskatta den totala längden på världens samtliga sjökablar är i dag nästan omöjligt, men det rör sig sannolikt om hundratusentals kilometer. Om vi inkluderar dataförbindelser kan siffran stiga till två miljoner kilometer. Det massiva nätverket av kablar under vattnet bidrar till en mer sammanhängande och pålitlig global infrastruktur för el.
Därför slipper vi inte kablarna
Så, varför är undervattenskablar så viktiga? Först och främst är de nödvändiga för att leverera elektricitet till avsides platser. Utan dessa kablar skulle många öar och kustsamhällen vara tvungna att förlita sig på dyra och miljöbelastande dieselgeneratorer.
Men det finns också andra fördelar med sjökablar. Olika länder och regioner använder dem för att dela elresurser och stabilisera elnätet. Vid toppbelastning eller störningar kan elkraft transporteras mellan länder för att balansera utbud och efterfrågan. Ibland har Finland ett överskott av el, ibland har Sverige det, till exempel.
Sjökablar har också miljöfördelar. Att dra kablar under vattnet har ofta en mindre miljöpåverkan än att dra dem över land. Det kan också vara lättare att få tillstånd för sjökablar än för landbaserade alternativ, vilket kan göra dem till det föredragna valet i vissa situationer.
Kostnadsfrågan spelar också in. Trots att sjökablar kan vara dyra att installera, kan kostnaden över tid vara lägre än att dra kablar över land, särskilt över långa avstånd eller svår terräng.
Men om sjökablar är så effektiva, varför är inte länder som Island, med sin rika tillgång till geotermisk energi, världens största exportör av grön el med hjälp av sjökablar? Det beror på de så kallade ledningsförlusterna.
När elektrisk ström passerar genom en ledare, uppstår resistans. Den här friktionen i kabeln skapar värme, vilket resulterar i energiförluster. I en typisk högspänningskabel kan förlusterna ligga någonstans mellan 2 och 4 procent. I en sjökabel som sträcker sig över tusentals kilometer skulle förlusterna bli så stora att det blir olönsamt att överföra strömmen.
Men det finns sätt att åtgärda det här, till en viss grad. Genom att öka spänningen i överföringskablarna kan förlusterna minskas. Man ”pumpar upp” mängden volt i kabeln. Spänningen i högspänningskraftledningar kan ligga mellan 100 000 volt och 800 000 volt eller ännu högre.
Ett annat spännande forskningsområde är supraledning. Supraledning är ett fenomen där ett material kan leda elektrisk ström utan något motstånd alls. Det innebär att elektricitet kan röra sig genom materialet utan att förlora någon energi till värme. Om supraledande material kan fungera vid rumstemperatur i framtiden, skulle detta revolutionera kraftproduktionen. Men här ligger vi ännu rätt långt från målet.
Är total trådlöshet ens möjlig?
Men tänk om vi kunde skippa kablarna helt och hållet! En av de mest fascinerande idéerna, som elpionjären Nikola Tesla flaggade för, var att skapa ett globalt system för trådlös överföring av elektricitet, på samma sätt som vi sänder radiovågor genom luften.
Också den här drömmen är teoretiskt möjlig men fortfarande rätt långt från att bli verklighet, bland annat för att trådlös överföring av el än så länge oundvikligen är mycket ineffektivare än el genom kablar. Däremot finns det ju trådlösa tekniker baserade på elektromagnetisk induktion som används idag, i allt från trådlös laddning av tandborstar till elektriska bussar.
Summa summarum: trådlösheten kommer att fortsätta utgöra den stora megatrenden i världen. Men vi kommer hur som helst att vara beroende av kablar långt in i framtiden, och dessvärre, sårbara på grund av dem som vill sabotera systemet genom att skära av kablarna.
Till sist: visste du det här om elöverföring genom kablar? Tvärtemot vad intuitionen må säga dig, överförs inte elströmmen av själva kabeln – energin från kraftverket till din spis löper de facto utanför kabeln.
Energin som överförs i en elledning löper huvudsakligen via det elektromagnetiska fält som omger kabeln, inte i form av elektronernas rörelse inuti kabeln. Trots att vi kan tänka oss elektroner som rusar genom en kabel, rör de sig faktiskt väldigt långsamt.
Istället skapas ett magnetfält runt kabeln när elektroner rör sig genom den. Det här, tillsammans med ett elektriskt fält mellan kabelns ledare (plus och minus), skapar ett elektromagnetiskt energiflöde runt kabeln. Där rusar energin fram. Kabeln själv agerar mer som en guide för detta energiflöde än som huvudkanalen för energiöverföringen.
Därmed alltså inte sagt att kabeln är överflödig. Natos patrullbåtar på Östersjön kommer att hållas sysselsatta ännu ett bra tag framöver.
