/nginx/o/2022/01/19/14318093t1hfce1.jpg)
/nginx/o/2022/01/19/14318096t1hbdb8.jpg)
- Põhilise osa Eesti elektrist võiks tulevikus toota tuulest
- Tuumajaamas toodetud elektri hind tuleks kõige odavam
- Lootus, et elektri hind võiks olla 50 €/MWh, pole realistlik
Iga eestlane võiks olla teadlik erinevate elektritootmise tehnoloogiate valikukriteeriumitest ja väljendada oma eelistusi, kuna lõppotsus mõjutab meid ümbritsevat keskkonda ja meie kõigi rahakotti, kirjutab TalTechi energiatehnoloogia instituudi teadur Zachariah Steven Baird.
Meie kliima muutub. Kliimamuutuste ja kasvuhoonegaaside heitmete vähendamiseks ei saa me enam kasutada olemasolevaid põlevkivielektrijaamu elektri tootmiseks, vähemalt mitte praegusel kujul. Kui me ei taha pimedusse jääda või sõltuda naaberriikidest, peame ehitama uued jaamad ja salvestid selleks, et varustada Eestit elektriga.
Iga eestlane võiks olla teadlik võimalikest lahendustest, kuna see on üks suurimaid investeeringuid meie eluea jooksul ja lõppude lõpuks mõjutab meie kõigi rahakotti.
Energiatehnoloogia instituudis oleme me juba raske eeltöö ära teinud, otsides andmeid teaduskirjandusest ja modelleerides Eesti elektrisüsteemi. Hiljuti avaldasime tulemused teadusartiklis. Allpool toon ma välja põhilised aspektid, mida inimesed peaksid kolmest võimalikust tehnoloogiast teadma.
Meie valikud
Põhilise osa Eesti elektrist võiks tulevikus toota tuulest, sest tuulikud emiteerivad väga vähe CO2 heitmeid. Umbes 1900 MW installeeritud summaarset tuulikute võimsust suudaks ära katta ligikaudu 50% Eesti elektrienergia vajadusest. Siinses kliimas on päikesepaneelidest saadav elekter üldiselt kallim.
Kuna tuulikud ja päikesepaneelid on ajas muutuva tootmisega, siis vajamineva elektri tagamiseks peab lisaks rakendama ühte kolmest tehnoloogiast (või nende kombinatsiooni):
- põlevkivielektrijaam koos süsiniku püüdmisega;
- tuumajaam;
- energiasalvestid koos lisa tuulikutega.
Fossiilkütuste mõju kliimale on võimalik vähendada, kui süsihappegaasi kinni püüda selle asemel, et seda õhku paisata. Selleks ehitatakse elektrijaamale juurde seadmed, mis eraldavad CO2 muudest gaasidest. Need seadmed nõuavad tavaliselt palju energiat.
Pärast kinnipüüdmist oleks tõenäoliselt vaja CO2 Eestist välja viia, et seda Põhjamere põhjas ladustada. 600 MW võimsusega põlevkivielektrijaam suudaks tagada elektri olemasolu isegi aegadel, kui tuulikud ja päikesepaneelid seda piisavalt ei tooda.
Vajame ainult umbes 530 MW tuumavõimsust selleks, et tuulikuid tasakaalustada.
Tuumaenergeetika areng on praegu suunatud väikeste moodulreaktorite arendamisele. Mõned uutest jaamadest kasutavad vett soojuskandjana, nagu praegused tuumajaamad, ja mõned kasutavad uusi soojuskandjaid, näiteks heelium või sulasool.
Eesti jaoks on oluline nende väike võimsus kuna vajame ainult umbes 530 MW tuumavõimsust selleks, et tuulikuid tasakaalustada. Nii nagu põlevkivielektrijaam, peaks ka tuumajaam töötama täiskoormusel ajal, kui tuul ei puhu, ja vähendatud koormusel, kui tuulikud hakkavad rohkem tootma.
Soojuselektrijaamade asemel oleks võimalik lihtsalt salvestada energiat ja kasutada seda elektri tootmiseks siis, kui tuulikud piisavalt ei tooda. Kõige levinum tehnoloogia selleks on hüdrosalvestid, milles vett pumbatakse paarsada meetrit üles, ajal kui on «liigset» elektrit, ja elektri tootmiseks tehakse lüüsid jälle lahti. Eestis tuleks panna alumine veehoidla maa alla, kuna meil pole suuri mägesid.
Praegusel hetkel on see kõige odavam salvestamise tehnoloogia. Räägitakse palju ka vesinikusalvestitest, kuid praeguse tehnoloogiaga vesinikusalvestid on oluliselt kallimad. Akud on veelgi kallimad. Lisaks salvestitele, oleks vaja veel umbes 1650 MW lisatuulikuid selleks, et soojuselektrijaamade tootmist asendada.
Mõnikord pakutakse ühe variandina ka põlevkivi asendamist puiduga. Kuid seda ei ole võimalik olulisel määral teha, kuna pole piisavalt puitu. Me juba kasutame meie metsa ja ei saa jätkusuutlikult raiuda täiendavalt puid selleks, et katta meie elektrivajadust.
Aga millist elektritootmise varianti siis valida? Valik sõltub sellest, mida me peame kõige olulisemaks.
Aga millist elektritootmise varianti siis valida? Valik sõltub sellest, mida me peame kõige olulisemaks. Selles artiklis vaatlen ma tuleviku elektritootmise võimalikke variante peamiselt neljast aspektist: maksumus, mõju kliimale, ohutus ja varustuskindlus.
Joonisel märgib punkt mediaanväärtust ja joon näitab varieerumise ulatust, sest tegelik väärtus võib mediaanväärtusest erineda. Kõikides stsenaariumides eeldatakse, et tuulikud moodustavad vähemalt 50% Eesti tootmisvõimsusest. Joonisel näidatakse ka tuulikute poolt tootmata jäänud elektrit, kuna vaadeldud variantide puhul ei saa mõnikord kogu tuulikute poolt toodetud elektrit tarbida ega salvestada.
/nginx/o/2022/01/19/14318101t1h6480.jpg)
Maksumus
Võrreldes teiste tehnoloogiatega oleks tuumajaamas toodetud elektri hind kõige madalam: keskmiselt umbes 100 €/MWh. See on natuke suurem väärtus, kui on võimalik leida teistest allikatest, kuna arvesse on võetud ka seda, et töötades koos tuulikutega ei saaks jaam pidevalt töötada täiskoormusel.
Süsiniku püüdmine ja ladustamine on kulukas protsess ja seda kasutades oleks elektri maksumus umbes 118 €/MWh. Energia salvestamine on veelgi kallim, ca 153 €/MWh, kuna salvestada oleks vaja väga palju energiat (umbes 100 GWh), mis muidu tuleks põlevkivi- või tuumaelektrijaamadest. Sellisel juhul oleks vaja ka rohkem tuulikuid.
On välja pakutud, et tulevikus võiks elektri hind olla umbes 50 €/MWh. Kuid vaadates meie võimalikke lahendusi pole selline lootus realistlik. Hüdroelektrijaam oleks odav ja keskkonnasõbralik, aga meil pole selliseid veeresursse. Maagaas koos süsiniku püüdmisega suudaks ehk tagada sellist hinnataset, aga ainult siis, kui gaasi hind on piisavalt madal.
Gaasi suuremahulise importimisega kaasneb aga sõltuvus Venemaast ja see toob kaasa juba energia varustuskindluse riski. Puhas elekter maksab, aga must elekter maksab veelgi rohkem, sest siis maksame ka oma tervise ja keskkonna eest.
Mõju kliimale
Kuigi süsiniku püüdmine vähendab oluliselt põlevkivielektrijaama CO2 heitmeid, oleksid emissioonid ikkagi kõrgemad, kui teiste võimalike tehnoloogiate korral. Kui tahta püüdmisega veelgi vähendada CO2 heitmeid, siis suureneks ka maksumus. Tuumajaamal ja energiasalvestitel on umbes 10 korda vähem CO2 heitmeid.
Fossiilsete kütuste põletamine tekitab ka teisi õhusaasteaineid, nagu vääveloksiidid, lämmastikoksiidid ja peenosakesed, mis kahjustavad keskkonda ja meie tervist. Süsiniku püüdmise tehnoloogiad võivad mingil määral vähendada ka teiste saasteainete heitmekoguseid, aga mitte täielikult. Tuumajaamas tekivad küll radioaktiivsed jäätmed, kuid tänapäeval on olemas viisid neid selliselt käidelda, et need ei ohustaks keskkonda.
Ohutus
Maailmas on olemas statistika, kui palju õnnetusi ja terviseprobleeme erinevad energiatehnoloogiad põhjustavad. Selles artiklis vaatan ma täpsemalt surmaga lõppenud õnnetuste andmeid.
On levinud arvamus, et tuumajaam on kõige ohtlikum, aga tegelikult on tänapäeval tuumajaamades rakendatavad ohutusemeetmed muutnud need peaaegu sama ohutuks kui tuulikud ja hüdrosalvestid. Tuumajaam põhjustab ainult 0,07 surma/TWh, isegi kui võtta arvesse Tšernobõli tuumajaama õnnetuse ohvreid.
Kõige ohtlikumad on hoopis fossiilkütuseid sh põlevkivi põletavad jaamad, kuna nad paiskavad õhku saasteaineid, mis kahjustavad meie tervist. Isegi koos CO2 püüdmisega põhjustaksid need umbes 1 surma/TWh.
Kõige ohtlikumad on hoopis fossiilkütuseid sh põlevkivi põletavad jaamad, kuna nad paiskavad õhku saasteaineid, mis kahjustavad meie tervist.
Tuumajaamade ohutus saab tänapäeval väga palju tähelepanu, aga samal ajal oleme me nii «harjunud» fossiilkütuseid põletavate elektrijaamadega, et me väga ei märkagi nende mõju tervisele. Fossiilkütused põhjustavad õhusaaste tõttu palju terviseprobleeme ja isegi surmasid.
Näiteks põhjustavad atmosfääris olevad peenosakesed igal aastal umbes 600 surma Eestis. Peenosakesed tulevad ka mujalt, näiteks ahiküttest ja autodest, aga põlevkivitööstus on üks oluline peenosakeste allikas.
Kui meil oleks tuumajaam «auguga», millest pääseks kiirgus keskkonda, siis oleks see suur skandaal. Kuid põlevkivielektrijaamas ongi juba «auk», millest lastakse ohtlikuid aineid õhku. Peaksime sama kriitiliselt hindama põlevkivielektrijaamade mõju meie tervisele.
Varustuskindlus
Kui tugineda ainult energiasalvestitele, siis oleksid ka kõikumised elektritootmises suuremad. Soojuselektrijaamad toodavad ise elektrit ja sellepärast ei oleks vaja nii palju tuulikuid, aga energiasalvestid ei tooda ja salvestatav elekter peab tulema tuulikutest. Tuulikute osakaal oleks seega suurem, mis põhjustaks suuremaid erinevusi tootmise ja tarbimise vahel.
Kui oleks tuuline päev, siis on väga tõenäone, et toodetakse rohkem energiat, kui oleks võimalik tarbida või salvestada 100 GWh salvestiga. Sellisel juhul oleks tõenäoliselt vaja mõned tuulikud välja lülitada.
Näiteks on Californias juba selline probleem, kui päikesepaneelid toodavad liiga palju. Mõnedel päevadel peavad tootjad lausa maksma naaberosariikidele, et nad võtaksid liigse elektri vastu. Alati võiks ju paigaldada rohkem salvesteid, aga siis oleks ka maksumus kõrgem.
Kokkuvõtteks võib öelda, et valik on keeruline, kuid kõik kolm esitatud võimalust on paremad kui see, et me lihtsalt tammume paigal ja ei tee mitte midagi.