– Kun lähdin opiskelemaan Intiasta Yhdysvaltoihin 21-vuotiaana vuonna 1969, kirjoitin hakemukseen, että haluan luoda innovaation, joka hyödyttäisi ihmiskuntaa. En tiedä mitä professorit ajattelivat siitä – ehkä että se oli nuoren miehen naiiviutta. Mutta se on toteutunut yli kaikkien odotusteni.
Professori Bantval Jayant Baliga on tänään nimetty suomalaisen Millenium-teknologiapalkinnon voittajaksi. Joka toinen vuosi jaettava palkinto on arvoltaan miljoona euroa, ja se myönnetään henkilölle, jonka innovaatio parantaa elämän laatua ja planeetan hyvinvointia.
Aiempina vuosina palkinto on jaettu esimerkiksi www:n ja led-valojen keksijöille sekä eettisen kantasolututkimuksen tekijöille.
Bantvalin innovaatio on eristyshilainen bipolaaritransistori, insulated-gate bipolar transistor, lyhyemmin IGBT. Tällainen elektroniikan tehopuolijohde ei ole suurelle yleisölle tuttu, mutta sen käyttö on useimmille jokapäiväistä.
Tällaista tehotransistoria käytetään esimerkiksi teollisuuden sähkömoottoreissa, ilmastointilaitteissa, sähköautoissa, aurinko- ja tuulivoimaloissa – ylipäätään siellä, missä vahvan sähkön taajuutta ja jännitettä pitää muuntaa ja erilaisia virtapiirejä ohjata. Bantval kertoo Ylen haastattelussa, että ytimeltään IGBT-transistori on kytkin, vähän kuin valokatkaisija – mutta ilman liikkuvia osia.
– Kun käännät katkaisinta, valo syttyy. Mutta toisin kuin valokatkaisija, IGBT toimii hyvin nopeasti – jopa 100 000 kertaa sekunnissa, hän kuvaa.
Näin jalanjälki mitattiin
Millennium-palkinnon myöntävän Tekniikan Akatemia -säätiön mukaan IGBT-teknologian käyttöönotto ja kehittäminen ovat vähentäneet fossiilisten polttoaineiden tarvetta, parantaneet sähkölaitteiden tehokkuutta ja alentaneet tuotannon hintaa. Samalla yhteiskuntien sähköistyminen on edennyt ja uusiutuvaan energiaan siirtymisestä on tullut kannattavampaa.
Baligaa kutsutaan mieheksi, jolla on maailman suurin negatiivinen hiilijalanjälki. Termiä käytti ensimmäisen kerran talouslehti Forbes, kun Baliga nimettiin yhdysvaltalaisten keksijöiden Hall of Fameen.
IGBT:n isä sanoo luonnehdinnan pitävän paikkansa. Hän antaa kolme esimerkkiä, joiden kautta teknologian merkitystä voi hahmottaa.
1980-luvun taitteessa keksitty IGBT mahdollisti esimerkiksi polttomoottoriautojen elektroniset sytytysjärjestelmät. Baligan mukaan ne olivat nyt aiempaa kestävämpiä ja tarkempia – ja autojen polttoainekulutus putosi kymmenen prosenttia.
– Siihen asti käytössä ollut mekaaninen virranjakaja ei ollut kovin tarkka kuluvien osien takia. Nykyään ei enää edes muisteta, miten niitä piti säätää tai auto alkoi käydä epätahdissa ja nakuttaa.
Toinen suuri tehonlisäys, eli säästö, syntyi voimakkaissa sähkömoottoreissa, joiden käyntinopeutta ja virrankulutusta pystyttiin IGBT:n avulla hallitsemaan entistä tarkemmin.
– Tämä paransi sähkömoottoreiden tehokkuutta 40 prosenttia, mikä oli valtava parannus. Varsinkin kun muistaa, että kaksi kolmasosaa maailman sähköstä käytetään erilaisissa moottoreissa.
Sähkömoottoreita käytetään kulkuneuvoissa, kodin laitteissa ja teollisuudessa – Suomessa voittajateknologiaa käyttävät esimerkiksi ABB, KONE, Danfoss, Konecranes ja Kemppi.
Kolmas esimerkki suuresta säästöstä on Baligan mukaan valaistus. IGBT oli keskeinen komponentti led-valaistusta edeltäneissä energiansäästölampuissa (cfl-lamppu).
Professorin omien laskelmien mukaan nämä kolme tekijää säästivät energiaa vuosien 1990–2020 aikana 133 terawattituntia ja samalla kuluttajat säästivät rahaa 34 biljoonaa dollaria.
Ja mikä tärkeintä – hiilidioksidipäästöt vähenivät 82 miljardilla tonnilla.
– En tiedä, onko olemassa toista teknologiaa, joka pääsee hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä lähelle tätä. Jos on, niin en ole nähnyt, Baliga sanoo.
Millennium-palkinnon myöntäjien mukaan teknologian vaikutus hiilidioksin määrään vastaa koko ihmiskunnan kolmen vuoden hiilidioksidipäästöjä samana ajanjaksona.
Suurin kontribuutio
Bantval ”Jay” Baliga kertoo kehittäneensä teknologiaa yhdysvaltalaisen General Electricin tuotantolinjalle 1980-luvun taitteessa. Hän myöntää, että silloin mielessä ei ollut ilmastonmuutos.
– Kun kehitimme tätä GE:llä, keskityimme sähkönkäytön tehokkuutteen hallitaksemme paremmin tuotteidemme lämpöä ja kuumenemista. Emme miettineet planeettaa tai hiilidioksidia vaan halusimme myydä enemmän kodinlaitteita ja lamppuja, hän naurahtaa.
– Olen kuitenkin hyvin tyytyväinen, että se on tuottanut tämän tuloksen.
76-vuotias professori emeritus siirtyi virallisesti eläkkeelle syyskuun ensimmäisenä päivänä. Juhlallisuuksissa oli mukana Baligan ensisiä oppilaita 1990-luvulta, monet heistä ovat nousseet korkeisiin asemiin yhtöissä kuten Texas Instruments, Apple ja hieman yllättäen jopa Bank of America.
– Luulin, että tärkein asia, minkä olen antanut maailmalle on IGBT-teknologia tai 28 kirjoittamaani kirjaa. Mutta ehkä lopulta suurin kontribuutioni ovatkin olleet oppilaani.
Työ jatkuu eläkkeelläkin. Baliga kehittää tutkimustiimeineen uusia innovaatioita, joiden odotetaan parantavan energiatehokkuutta ja toimintavarmuutta esimerkiksi sähköautoissa ja sähkönjakelussa.
