Rainer Nõlvak: Roheline Energiakava 2020
Allpool leiate nägemuse, mis võimaldab Eesti elektritootmise üle viia kivipõletamiselt keskkonnasõbralikule taastuvenergeetikale, sulgeda Narva kivipõletamise elektrijaamad ning muuta Eesti energeetiliselt sõltumatuks. Minevikku jääks ligi 80% Eesti õhusaastet ja 95% veereostust tekitav elektritootmine ning kaoksid tuhamäed. Looksime eeldused ka transpordisüsteemi naftasaadustelt taastuvenergiale üleviimiseks.
Rohelise Energiakava eesmärgid
Energiakava eesmärkideks on:
- Eesti energeetiline sõltumatus
- elektrihinna stabiilsus
- taastuvate energiaallikate kasutuselevõtmine
- vaba elektrituru loomine
- keskkonda säästva energiamajanduse loomine
Eesti energiaressursid
Aastal 2020 kulub Eestis elektrienergiat 10 000 GWh, autopargi liikumapanemiseks läheb 8000 GWh. Lisaks kulub toakütmiseks ligi 9000GWh, kokku 27 000 GWh. Millised on variandid meie energiavajaduse katmiseks?
- Hüdroenergiat on meil vähe, ilma Narva jõeta on energiavaru 300 GWh.
- Päikeseenergia kasutamine on lähiaastatel veel kallis, kuid päikesepaneelide arengus on oodata läbimurret infrapunakiirgust ehk pilvise ilma päikeseenergiat elektriks muundava tehnoloogia turuletuleku osas, suurendades sel moel päikeseelektri tootmise kasutegurit praeguselt 15%lt enam kui 30%ni. Tänase tehnoloogiataseme juures on Eesti tingimustes ühe hektari päikesepaneelide tootlus 1.6 GWh energiat aastas.
- Biokütuseid kasutatakse valdavalt soojatootmiseks ning nende lisaroll saaks tulevikus olla talvise energiatarbimise tipu katmine.
- Tuuleenergia võimsusvaru Eesti maismaal on 15 000 MW, selle kasutusele võtmisel tekiks elektrienergiat ligi 30 000 GWh aastas. Eesti avamere tuulevaru on hinnanguliselt üle 30 000 GWh. Lisaks sellele on Eestil Peipsi — Euroopa suuruselt neljas, tuuline ja madala põhjaga järv.
Peipsi ja Angeli avamere tuulepargid
Eesti-Vene “kontrolljoone” lähedusse, mis kulgeb Peipsit mööda 124 kilomeetrit, saab püstitada tuuleturbiine rohkem kui poole tänase Eesti elektrivajaduse katmiseks. Hinnanguliselt saaks Peipsi põhjaosas paikneva 90km2 suuruse tuulepargi aastane elektritoodang olla üle 3000 GWh. Peipsi järve ümber on ka head ühendusvõimalused põhivõrku ning Läti ja Vene suunale. Läänemaal, Osmussaare ja Tahkuna neeme vahelisel Angeli madalal, on võimalik kaldast 10 km kaugusele hinnanguliselt 300km2 suuruse avamere-tuulepargi rajamine, mille aastane energiatoodang oleks 15 000 GWh. Kauguse tõttu kaldast tõuseb märgatavalt tuuleparkide tootlus ning väheneb mõju elukeskkonnale. Tuuleparkide suurim keskkonnamõju on turbiinide püstitusajal, mil tuleb eelkõige Peipsil arvestada kalakoelmute säilimise ning ehitusaegse hõljumi kontrolli alla saamiseks tehtavate lisakuludega. Tänapäevaste tuuleturbiinide aeglaselt pöörlevad tiivikud lindudele ja nahkhiirtele märkimisväärset ohtu ei kujuta. Spetsialistide hinnangul võivad merre ehitatavad rajatised aidata luua uusi elupaiku vee-elustikule.
Tuulest elektri tootmine
Tuuleturbiinide püstitamine kogub hoogu, eelmisel aastal kasvas nende müük maailmas 25%. Täna toodab üksainus 120m kõrgune tuuleturbiin kuni 5MW võimsust, poole rohkem kui kolm aastat tagasi. Kümne aasta jooksul kasvab ühest tuuleturbiinist saadav võimsus 10MW-ni — kujutage ette Oleviste kiriku kõrgust tuuleturbiini, millel on Viru hotelli mõõtu tiivikulabad. Tiiviku pöörlemissageduse langemisega on kadunud müraprobleemid. Kogu Eesti keskmise päevase elektrivajaduse saaks katta 300 kaasaegse, täiskoormusel töötava tuuleturbiiniga. Mis saab tuulevaikuse korral? Üllatav, aga 120m kõrgusel on tuulevaikust harva — tuuleteadlase Ain Kulli järgi on tuul Läänemerel ja Peipsil üheaegselt nõrk 28 päeva aastas. Energiasüsteemi töökindluse vähese tuulega aegadel tagavad neli järgnevat puhverdusmehhanismi.
Tuuleelektri kõikumiste silumine
Esmalt, eurodirektiivide järgi tuleb kivipõletamine Narva elektrijaamades praegusel kujul lõpetada aastaks 2016. Selle asemel, et 15 miljardi krooni eest Narva elektrijaamadesse uued kivipõletuskatlad osta, tuleks alustada Narvas põlevkivi gaasistamisega ja vanad katlad järk-järgult tööst kõrvaldada. Miks osta miljardite eest uued kivipõletamiskatlad, kui neid amortiseeritakse kauem kui põlevkivi jätkub? Põlevkivist gaasi tootmisega vaid taastuvenergia kõikumiste silumise tarbeks väheneks põlevkivi kulu mitmekordselt ning gaasistamisel tekkiv soojus leiaks kasutust Narva linna vajaduste katteks.
Juba eelmise Eesti Vabariigi aegadel toodeti põlevkivigaasi, kuid peale nõukogude võimu kehtestamist võeti kasutusele “vennasvabariikide” odav ja energiarikkam maagaas. Viimaste aastakümnetega on gaasistamistehnoloogia aga kiirelt arenenud ja selle abiga saab lisaks põlevkivile nii puitu kui ka muid biojäätmeid gaasistada, saastades õhku (koos hilisema gaasi põletamisega) oluliselt vähem kui parimad põlevkivikatlad. Suuri, rohkem kui 100 MW võimsusega gaasistamistehaseid on maailmas praeguseks ligi 400.
Gaasi transport on odav, sellele kulub olemasolevaid gaasitrasse kasutades alla 1% gaasis sisalduvast energiast (elektri transpordikulu põhi-ja jaotusvõrgus on 8%).
Teiseks energiasüsteemi puhverdamiseks vahendiks on naaberriikide energiasüsteemid. Selleks tuleb naabritega sõlmitud kokkulepped üle vaadata, ei enamat. Eesti vahendab Venemaalt Kaliningradi elektritransiiti ja on elektri netoeksportija Kaliningradi suunal, seega peaks siinkohal odava tuuleenergia abiga saama eksporti suurendada. Läti Daugava hüdroenergiakaskaadiga puhverdab Eesti hommikust tarbimistippu juba täna. Kuna peale Ignalina tuumajaama teise energiabloki sulgemist 2009 aastal tekib Balti turul energiadefitsiit, siis aitab tuuleelektri eksport tasakaalustatuna Läti uute gaasielektrijaamade toodanguga Baltikumi energiakriisi leevendada. Valmiv Soome alalisvoolukaabel loob veelgi võimalusi.
Kolmandaks, elektrivõrgu uuendamisel tasuks õppust võtta USA Energeetikaministeeriumi programmist Gridwise, nn. “nutika elektrivõrgu” projektist, kus elektriseadmed saavad võrgu kaudu infot vahetades tarbimisvõimsust reguleerida nn. aktiivset koormusekontrolli kasutades.
Nutika elektrivõrgu puhul ei räägi me enam öisest ja päevasest elektrihinnast, vaid vastavalt tuule- ja päikeseenergia saadavusele muutuvast elektritariifist. Mõistlik oleks tarbijale pakkuda fikseeritud kuumaksuga elektriteenust, milles sisaldub teatud nimivõimsuse tarbimine tuule olemasolul ehk 80% ajast, täiendava elektritarbimise eest tasutaks muutuvtariifi alusel.
Sellises elektrivõrgus läheksid küte, boiler ja külmik kallima elektriga ajal automaatselt kokkuhoiureziimile, millega aitaksid tuuleenergia kõikumist siluda. Hinnatundlikul ja säästmishuvilisel tarbijal tekib lihtne võimalus elektri– ja küttekulu kontrolli all hoida ning seeläbi aidata stabiliseerida kogu energiatarbimist. Maikuus alustas Euroopa komisjon sarnase uurimisprogrammiga Smartgrids. Eestis on olemas vajalik mikroelektroonika kompetents, niisamuti on Eesti Energias olemas teadmised elektrivõrgu ümberkorraldamiseks.
Neljandaks, võttes kasutusele Peipsi ja Läänemere tuulevaru, saaksime tarbimisest ülejääva tuuleelektri abiga elektrolüüsida veest vesinikku, eraldades veemolekulid vesinikuks ja hapnikuks. Selline tehnoloogia on üle saja aasta vana. Täna turul olevatest seadmetest on kõikuva tuule- ja päikeseenergia kasutamiseks optimeeritud Shveitsi firma AccaGen elektrolüüsiseade, mis toodab vesinikku 80% efektiivsusega. USA Kaitseministeeriumi uurimisprogrammis on eesmärk viia tuuleenergiast vesinikutootmise ja -transpordi summaarne efektiivsus 2015. aastaks 76%ni.
Energia salvestamine metanooli abil
Vesinikuenergeetika teeb kulukaks vesiniku transport ja eriti selle säilitamine — seda nii energeetiliselt kui ka rahaliselt. Seepärast tasuks kaaluda Nobeli preemia laureaadi George A. Olah’ selle aasta märtsis ilmuvas raamatus kirjeldatud metanoolil põhinevat energiasalvestamist. Nimelt õnnestub sünteesida tuuleelektri abil toodetud vesinikust ja biomassist (või põlevkivist) metanooli, mida saab säilitada ja transportida analoogselt vedelkütustega.
Veelgi huvitavam on tulevikus metanooli süntees vesinikust ja süsihappegaasist, mille tarbeks saaks koguda süsihappegaasi otse saasteallikast ehk tööstuslikust heitgaasist. Analoogselt vesinikuga saab ka metanooli kasutada teatud kütuseelementides elektritootmisel, samuti õnnestub metanoolist kütusetanklas odavalt vesinikku sünteesida. Tuulest vesiniku ning sellest omakorda metanooli tootmise abil on võimalik tasakaalustada erinevat tüüpi energiatarbijate vajadusi — näiteks vesinikutanklas saab tuulisemal päeval elektrolüüsida vett, samas kui tuulevaikse ilmaga oleks seda mõistlik toota kohapeal gaasist või metanoolist. Lisaks metanoolile on tekkimas teisigi energia salvestamise viise.
Vesinikul baseeruva energeetika teeb eriti atraktiivseks saaste täielik puudumine –vesinikust elektri tootmisel tekib kõrvalproduktina soe veeaur, mida saab nii kodusoojaks kui ka õhuniiskuse tõstmiseks kasutada.
Eesti importenergiast sõltumatuks vesiniku ja metanooli abil
Tuuleelektrist ja mikroelektrijaamadest piisab, et kindlustada aastal 2020 kütusega ka kogu Eesti autopark. Täna tundub see pea võimatuna, kuid juba kolme-nelja aasta pärast sõidavad tootmisliinidelt maha esimesed vesiniku-kütuseelemendi ja elektrimootoriga sõiduautod. Enamikel suurtest autotootjatest on valmis vesinikul töötavate autode prototüübid. Tekkimas on ka esimesed vesinikutanklad, Californias töötab neid täna 95.
Maailmas räägitakse tõsiselt kolmest pikas perspektiivis odavast vesinikutootmise tehnoloogiast — need on tuumaenergia, päikese- ning tuuleenergia. Neist viimase kahe varudest piisab inimkonna energiatarbe rahuldamiseks täielikult.
Elektritootmine hajusaks
Tootes elektrit väikestes, nn. mikrojaamades, saab pea kogu tekkivat soojusenergiat kütteks kasutada, samas kui Narvas lastakse täna aastas korstnasse hinnanguliselt 3,5 miljardi krooni eest põlevkivi põletamisel tekkivat soojust. Väikeste, alla 100kW gaasiturbiinide elektritootmise kasutegur on 30%, Narva uute 200MW keevkiht-põlevkivikatelde oma 35%. Kuid väiketurbiin annab lisaks elektrile ka üle 50% sooja; Narvas lendab see täna korstnasse. Just tekkiva soojuse ärakasutamisega tõuseb mikrojaama summaarne kasutegur vähemalt 50%ni — ka kõiki gaasistamisega kaasnevaid kulusid arvestades — praeguse põlevkivienergeetika 14%se kasuteguri vastu. Selle asemel, et osta 15 miljardi eest uued kivipõletamise katlad ja tsentraalsed gaasielektrijaamad, tasuks kaaluda nii korruselamute kui kaubanduskeskuste varustamist gaasil või metanoolil töötavate mikroelektrijaamadega, tagades sellega hajutatud ja sõltumatu elektri- ja soojavarustuse ning samal ajal kasutades neidsamu mikrojaamu tuuleenergia kõikumiste silumiseks.
Ida-Virumaale gaasistamistööstuse ja tuuleelektrist vesiniku tootmise loomisega kaoks Eesti sõltumatus importenergiast, võimaldades Vene gaasiga paralleelselt kasutusele võtta kodumaise gaasi ning vajadusel esimesest loobuda. Sotsiaalsfääris aitaks tuuleenergia-, põlevkivigaasi- ja metanoolitootmine ning tuuleturbiinide tööstus Ida-Virumaal asendada põlevkivienergeetikast kaduvaid töökohti, samuti peaksid nii Läänemaa kui Ida-Virumaa saama endale osa energiatootmisega tekkivast tulust.
Energiatootmise hajutamise huvides tuleks igale huvilisele tagada võimalus toota elektrienergiat, et kodusest tuuleturbiinist või päikesepaneelist ülejäävat elektrit saaks elektriturul müüa. Praeguse, pigem suurtootjat eelistava seaduse kõrval tuleks kaaluda Taani varianti, millega on antud maksusoodustused kohalikele tuule- ja päikesekooperatiividele ning riik toetab neile vajalike elektriühenduste väljaehitamist.
Sarnase skeemi abil õnnestub märgatavalt elavdada ka biokütuste kasutamist -toetades katlamajade asemele kohalike, väikeste gaasistamis- ja metanoolivabrikute ehitamist saab tekkiva gaasi suunata gaasitorustiku abil tavatarbijateni, samal ajal gaasistamisest ülejäävat soojust kütteks kasutades. Metanooli transport toimuks olemasoleva vedelkütuse jaotusvõrgu kaudu. Biokütust tootev talupidaja saaks sellise lahenduse puhul lihtsama turustusvõimaluse ning seeläbi elavneks ka kohalik majandus.
Kas rahakott lubab?
Täna on Eestil finantsseis, millest me Toolse fosforiidisõja päevil kakskümmend aastat tagasi võisime vaid unistada:
- Rekordiline riigieelarve ülejääk
- Kasvuhoonegaaside kauplemisskeem EU25 raames võimaldab kivipõletamise lõpetamisel müüa kasvuhoonegaasi kvooti 5 miljardi krooni eest aastas, hinnanguliselt kahekordistub kvoodihind aastatel 2010 kuni 2012
- Kyoto lepingu järgse kasvuhoonegaasi kvoodi ülejääki, mis meil on tekkinud pärast veneaegse suurtööstuse ning Leningradi energiaga varustamise äralangemist Eesti iseseisvumise järel, saab Eesti müüa alates Kyoto esimesest kohustusperioodist aastatel 2008-2012.
- Brüsselist on saada kuni 71 miljardit krooni euroabi aastatel 2007-2013, millest on energiasõltumatuse nimel võimalik kulutada enam kui kümne miljardit.
- Eesti Energial on põlevkivi ja gaasielektrisse investeerimiseks plaanitud ligi 15 miljardit krooni.
- Elektrienergia müügist laekub igal aastal 6 miljardit krooni
- Autokütuse, gaasi ja kütteõlide müügitulu on ligi 10 miljardit krooni aastas
Miks ei võiks ka Eesti pensionifondid sellisesse projekti raha paigutada?
Mis see kõik maksma läheb?
Nagu eespool toodud, on Eesti aastane summaarne energiatarve aastal 2020 ligikaudu 27 000 GWh. Talvise tippkoormuse tagamiseks vajalik elektrivõimsus on 2500MW. Kui olemasolevate uute elektrijaamade, põlevkivigaasi ja biokütuste abil kataksime energiavajadusest 35% ning väikeenergeetika osakaal tõuseks 10%ni, siis puuduva 15 000 GWh energia tootmiseks tuleks püstitada 1100 avamere tuuleturbiini.
Kas me peaksime tuulikud tingimata importima? Tuulikute hiigelsuurte labade valmistamine on töömahukas, lisaks võtab näiteks Taani seaduste järgi ainuüksi turbiinilaba koormustest aega kolm kuud. Tõenäoliselt leiame garanteeritud mitme miljardi kroonise aastaturu puhul ka rahvusvahelised tootjad, kes Narvas tuulikute kokkupanemisega töökohti tekitavad ning seeläbi saavutame olulise hinnalanguse ja kohalike spetsialistide kaadri tekke. Samamoodi ergutaks tööturgu mikroelektrijaamade massiline kasutuselevõtt.
Põhiliseks investeeringuks olekski avameretuulikute ehitamine ja ülesseadmine, mis maksaks eeltoodut arvestades 75 miljardit krooni. Gaasistamistehaste, metanoolitootmise ja infrastruktuuri peale kulub 5-7 miljardit, põhivõrgu lisainvesteeringuks Eesti Energia praegusele arengukavale täiendavalt 3-5 miljardit, mikrojaamade toetusteks 10 miljardit, kokku 95 miljardit krooni. Sellise summa teenime kasvuhoonegaasi kvoodi müügilt ning energiamüügi kasumist tagasi 12 aastaga. Ehitades avamere tuulepargid üles etapiviisiliselt, vastavalt kasvuhoonegaaside kvoodi müügile, oleksid kulud ja tulud ka ajaliselt tasakaalus.
Tuuleelektri kallidusest
Tuuleenergia kallidus on eilsest päevast pärit müüt. Kallis on tuuleturbiini ost ja selle ülesseadmine, kuid käigushoidmine pole põlevkivienergeetikast kallim. Tuuleturbiini ostuhind kilovati kohta võrdub täna keevkiht-põlevkivikatla omaga ja moodustab 900 eurot/kW kohta, langedes aga 2020 aastaks 500 euroni kW eest. Võrdluseks, Soomes ehitatava Olkiluoto tuumajaama maksumus on 2000 eurot/kW.
Lähitulevikus on tuuleturbiin Eesti jaoks odavaim elektriallikas. Euroopa Tuuleenergeetika Assotsiatsiooni andmetel kulub tänapäevase suure avamere tuuleturbiini hoolduseks aastas 40 inimtundi, hooldust merel tehakse korra poolaasta jooksul. Tuulepargi operaatorite hinnanguil on tuuleturbiini hoolduskulu Eestis 10 senti kilovatt-tunni kohta, langedes mahu kasvamisel.
Lõpetuseks
Täna on energiatootmine ja -jaotus olukorras, mis sarnaneb aastaga 1993 interneti arengus. See oli aeg, mil kogu internetis töötas vaid 200 veebiserverit ning e-maili kasutasid ainult arvutifriigid. Just sel ajal tehtud õiged otsused ja Eesti võime kiirelt muutuvas olukorras tegutseda andsid meile võimaluse ühe edukaima finantssüsteemi ülesehitamiseks, mis on siiani Eesti majanduse mootoriks. Ka toona tundus uskumatu, et vaid kümmekonna aasta pärast tehakse internetis igapäevatoiminguid ning võimalikuks saavad tasuta videokõned välismaale.
Kahtlemata on sõltumatu energiasüsteemi ülesehitamine suur väljakutse. Sellise ülesande lahendamisega oleks tegu meie helgeimatel peadel nii energeetikas, loodusteadustes, ehituses, elektroonikas kui finantsvaldkonnas. See oleks ülesanne, mis elavdaks Eesti majandust järgmise aastakümne jooksul ning maandaks makromajanduse riski kinnisvarabuumi lõppemisel.
