Taastuvenergia ajab juhtme kokku? Küsi eksperdilt

Siia lehele kogunevad taastuvenergiat, sellele üleminekut, selle arendamist puudutavad küsimused ja vastused. Küsimustele vastavad kogenud eksperdid, kelle kohta leiad infot lehe allotsas. Kasuta võimalust ja küsi  oma taastuvenergiaküsimus! 

KÜSIN EKSPERDILT

Küsimused ja vastused

• Mis on taastuvenergeetika EROI (energy return on investment) võrreldes fossiilsete kütustega? Milline võiks see olla tulevikus?

Ekspert vastab: Vastaks seda küsimust päikesepaneelide (lüh. PP) näitel, kuna PP-d on väga suure turuosaga. Näiteks aastal 2021 lisandunud taastuvenergeetika tootmisest moodustas PP-d üle poole lisandunud võimsusest (viide1). Absoluutses skaalas on hüdroelekter ka väga tähtis, aga PP on praegu ja tulevikus järjest suurendamas oma osa.

Kuidas siis PP-de EROI (energy return on investment) ehk siis toodetud energiakulutatud energia  välja näeb. Siinkohal peaks vaatama ainult väga värskeid tulemusi, sest PP tootmine on väga kiires arengus ja 10+ a vanad tulemused ei ole enam adekvaatsed.

Viitan edasise tekstis 2022 a. raportit Saksamaa Fraunhofer instituudilt.

PP-de üks energiamahukaim tootmise osa on räni sulatamine. Viimse 15 a on ühe W võimuse PP tootmiseks kulumud räni hulk vähenenud 16 g 2.2 g. See on peaaegu 8 kordne vähenemine. Sellest tulenevalt on ka palju vähenenud nn tagasiteenimise aeg (EPBT), mis on lihtamini hoomatav EROI.Aga kui soovite siis PP eluead on ca 30 a. ja neid graafikudi saab kiirelt ümber arvutada.

Need ajad olenevad ka laiuskraadist (ja ka paljudest teistest parameetritest nagu temperatuur, sademed õhuniiskus jne), sest päikese intensiivsus on kõrgem ekvaatori pool.

Seega nüüdisaegsete tehnoloogiatega on võimalik tagasi teenida tootmiseks kulunud energiat juba alla poole aasta. Seega kui võtame tagsihoidliku 30 a eluea, siis me räägime EROI väärtustest 300,5= 60 . Ehk eluea jooksul saame nüüdisaegsete tehnoloogiatega tagasi maksimaalselt ca 60 korda sissepandud energia. Kusjuures siin on ka arvesse võetud võrgukadusid. Tegelik pilt on veel keerulisem, sest PP-del on mitmeid tehnoloogiaid, mis on kõrvuti kasutuses.

  Kriitikana peaks mainima ka erinevate energialiikide niimoodi kõrvutamine ei ole kõige õigem. Tootmisel kasutatakse palju soojusenergiat ja PP töötamisel saadakse elektrienergiat. Need on täiesti erinevad energia liigid ja päris aus ei ole õunu võrrelda ploomidega, sest energia kvaliteedid on erinevad! Sama kehtib ka fossilkütustega võrdlemisel, mida ma sisuliselt ei soovitaks teha. Aga sarnaseid väärtusi on arvutatud (graafiku viide2).

Erienvalt taastuvenergeetikast väärtustest, on fosiilkütuste tehnoloogiad küllaltki küpsed ja nende väärtused ei muutu aastate lõikes nii palju.

Tulevikus koha pealt - mulle kui reaalteadlasena ei meeldi teha ennustusi, sest tulevikku ei saa üheselt ennustada. Aaaga, kõik trendid viitavad, et need väärtused paranevad aasta-aastalt veelgi.

• Mis nahkhiirlasi häirib tuulegeneraatorite juures? 
  

Tuulegeneraatoritel on nahkhiirtele peamiselt kaks negatiivset mõju. Peaasjalikult on uuringud keskendunud nahkhiirte hukkumisele kokkupõrgete tagajärjel, kuid viimastel aastatel on kogunenud tõendeid ka tuulikute läheduses paiknevate elupaikade vältimise kohta. Ka lingil viidatud artikli peamise tulemusena tuuakse välja, et nahkhiirte kohtamise sagedus tuuliku juures on väiksem kui tuulikutest kaugemale jäävatel aladel. Seega järeldatakse, et nahkhiired hoiduvad mõnesid elupaikasid kasutamast just tuulikute tõttu. Mis seda põhjustab ei ole aga hästi teada. Üheks püstitatud hüpoteesiks on, et tuulikute lähedus võib peletada nahkhiireliike, kes kasutavad saagi püüdmisel lisaks kajalokatsioonile ka saakputukate tekitatud hääli (Eesti liikidest näiteks osa liike perekonnast lendlane ja suurkõrv). Tuulikute tekitatud helifoon muudab nende kuulmise lihtsalt keeruliseks ning toituma minnakse mujale. Teise hüpoteesina on välja pakutud, et tuulikute küljes olevad punased tuled võivad nahkhiiri peletada, kuid samas on teada, et rändel olevaid nahkhiiri need hoopis meelitavad. On pakutud ka kaudsemaid põhjuseid. Näiteks võivad tuulikud oma lähiümbruses mõjutada nahkhiirte saakputukate arvukust või nahkhiired võivad tuulikute ümbrust vältida nende rajamisega kaasnevate elupaigamuutuste, peamiselt metsade raiumise, tõttu. Kokkuvõtvalt võib ütelda, et on tõenäoline, et osades elupaikades peletavad tuulikud nahkhiiri, kuid selle mõju põhjused ei ole teada. 

• Eesti kontekstis räägitakse, et vaja on nii päikese- kui ka tuuleenergiat. Tegelikult piisaks ju vaid päikeseenergiast!

Päikesepaneeli põhikomponendid on päikeseelemendid, polüräni või räni, metall ja klaas. Päikeseelementide (või fotogalvaaniliste elementide) ülesanne on muuta päiksevalgus kasutatavaks elektrienergiaks. Kuigi päikesepaneelid on keskkonnasõbralik energialahendus, on nende tegemiseks kasutatud materjalidel ja tootmisprotsessil arvestatav süsiniku jalajälg, kuna need hõlmavad materjalide kaevandamist, sulatamist ja jahutamist. Siinkohal on oluline märkida, et paneelide tootmisel tekkiv CO2 kogus ei ole ligilähedalegi traditsioonilistele energia tootmisjaamade omale. Kui vaadata päikesepaneelide süsiniku jalajälge, siis on leitud, et kivisüsi tekitab 18 korda suurema ning maagaas 13 korda suurema jalajälje kui päikeseenergia. Samuti tasub meeles hoida, et päikesepaneelid ei tekita energia tootmise ajal heitkoguseid. Euroopa Liidu õigusaktid nõuavad päikesepaneelide tootjatelt paneelide ringlussevõttu ja vähemalt 80% ulatuses taaskasutamist.

• Taastuvenergeetika on tore asi, aga ilma tuumajaamata me küll hakkama ei saa.

• Kas igaüks võib paigaldada enda maale päikesepaneeli ja tuuliku?

Jah, igaüks võib hakata taastuvenergia tootjaks. Päikesepaneelide paigaldamiseks peab nõusolu andma kohalik omavalitsus, kelle käest tuleb küsida projekteerimistingimused. Väiketuulikutega on sama lugu, nende püstitamiseks tuleb küsida projekteerimistingimusi kohalikult omavalitsuselt. Eestis on väiketuulik kogukõrgusega kuni 30 m. Väiketuulikud paigutatakse tarbija vahetusse lähedusse oma majapidamise või ettevõtte tarbeks, jälgides samal ajal, et asukohas on piisavalt tuult tuuleenergia tootmiseks. Need on tavaliselt kohtades, kuhu suuri tuulikuid erinevate piirangute pärast püstitada ei saa.

• Tuule- ja päikeseenergia ei ole nii juhitavad ja stabiilsed kui on põlevkivielekter ja tuumajaam.

• Mul on terve suur heinamaa, mis seisab kasutult. Olen mõelnud sinna paigaldada päikesepaneelid.

Kasutusest kõrvale jäänud heinamaa võiks päikesepaneelide asukohaks hästi sobida. Enne projekteerimise algust on siiski vaja üle vaadata, kuidas kavandatav päikesepark ja selle tarbeks vajalik infrastruktuur sobituks ümbritsevasse maastikku, ega läheduses ei ole mõnd kaitstavat elupaika või muud elustikule olulist paika, mida päikesepark võiks kahjustada. Päikeseparkide rajamisel on hea tava üritada vältida keskkonnale tekitatavat kahju ning kui võimalik, siis pigem elurikkust soodustada. Seda on endisel heinamaal võimalik teha eelkõige läbi paneelide ümbruse elurikkust soodustava majandamise. Näiteks lammastega karjatamine sobib praktiliselt igasuguste paneelide puhul ning on sageli ka odavam kui tavapärane muruniitjate või trimmeritega ala niitmine. Teiste loomade, näiteks veiste, hobuste või kitsede karjatamise korral on vaja paigaldada tavalisest kõrgemal asetsevad paneelid. Kui peaks olema soov alalt hoopis heina niita, on võimalik asetada paneeliread sellise vahekaugusega, et niiduk nende vahel sõitma mahub. Sellisel juhul võivad lõuna poole kaldus olevate paneelide asemel olla paremad vertikaalsed kahepoolsed ida-lääne suunalised paneelid. Igal juhul võimaldab selline, elurikkust soodustav majandamine ühekorraga toota elektrit, saada alalt lisaväärtusena heina, loomseid tooteid või renditulu ning luua samal ajal elupaiku liikidele ja soodustada süsiniku sidumist mulda.  

• Meil Eestis pole salvestusvõimalusi.

Eesti riigis on suured plaanid salvestusvõimsuste rajamiseks. Praegu on päevakorras eelkõige Paldiski energiasalv ehk hüdroakumulatsioonijaam ja planeeritavad akudel põhinevad salvestusvõimsused. Uued meretuulikud hakkavad tööle tuulekiirusel 3 m/s ja töötavad kuni 30 m/s. Aega, kui Läänemerel on sellest vähem või rohkem tuult, on peaaegu olematult. See teeb tuulest väga stabiilse elektriallika. Uued tuulepargid on tihti planeeritud ka hübriidparkidena, kus on korraga nii tuulegeneraatorid, päikesepaneelid ja ka kohalik akujaam. Sellisel juhul kasutatakse liitumispunkti kõige efektiivsemalt ja tagatakse pidev elektri andmine võrku.

• Milline on taastuvenergia tootmise vahendite keskkonnasõbralikkus ehk kuidas a) neid toodetakse ja b) mis neist pärast saab? Näiteks päikesepaneelid ja tuulikud.

Päikesepaneeli põhikomponendid on päikeseelemendid, polüräni või räni, metall ja klaas. Päikeseelementide (või fotogalvaanilistest elementide) ülesanne on muuta päiksevalgus kasutatavaks elektrienergiaks. Kuigi päikesepaneelid on keskkonnasõbralik energialahendus, on nende tegemiseks kasutatud materjalidel ja tootmisprotsessil arvestatav keskkonna jalajälg, kuna need hõlmavad materjalide kaevandamist, sulatamist ja jahutamist. Siinkohal on oluline märkida, et paneelide tootmisel tekkiv CO2 kogus ei ole ligilähedalegi traditsioonilistele energia tootmisjaamade omale. Kui vaadata päikesepaneelide süsiniku jalajälge, siis on leitud, et kivisüsi tekitab 18 korda suurema ning maagaas 13 korda suurema jalajälje kui päikeseenergia. Samuti tasub meeles hoida, et päikesepaneelid ei tekita energia tootmise ajal heitkoguseid. Euroopa Liidu õigusaktid nõuavad päikesepaneelide tootjatelt paneelide ringlussevõttu ja vähemalt 80% ulatuses taaskasutamist. 

Sõltuvalt tootjast ja mudelist on tuulikud valdavalt valmistatud terasest, klaaskiust või plastikust, rauast või malmist, vasest ja alumiiniumist. Elektrituulik koosneb paljudest osadest, neist suuremad on torn, rootor, gondel, generaator, labad ja vundament. Tuuliku tööpõhimõte on muuta liikuva õhu energia elektrienergiaks. Konkurentsitult suurim osa tuuleturbiini eluea jooksul tekkivast süsinikureostusest tekib tuuliku osade tootmise käigus. Kui elektrituulik on püsti ja töös, siis ei tekita see saastet ega jäätmeid. Ühe tuuliku tasuvusaeg ehk aeg, mis kulub turbiinil puhta elektri tootmiseks, et teha tasa tootmise käigus tekkiv CO2 saaste on ca pool aastat. Võttes arvesse, et tuulikute eluiga on 25-30 aastat, siis on see väga hea tulemus. 85-90% tuuliku kogumassist saab võtta taaskasutusse.

• Kas igaüks võib paigaldada enda maale päikesepaneeli ja tuuliku?

Jah, igaüks võib hakata taastuvenergia tootjaks. Päikesepaneelide paigaldamiseks peab nõusolu andma kohalik omavalitsus, kelle käest tuleb küsida projekteerimistingimused. Väiketuulikutega on sama lugu, nende püsitatamiseks tuleb küsida projekteerimistingimusi kohalikult omavalitsuselt. Eestis on väiketuulik kogukõrgusega kuni 30 m. Väiketuulikud paigutatakse tarbija vahetusse lähedusse oma majapidamise või ettevõtte tarbeks, jälgides samal ajal, et asukohas on piisavalt tuult tuuleenergia tootmiseks. Need on tavaliselt kohtades, kuhu suuri tuulikuid erinevate piirangute pärast püstitada ei saa.

Suurte tuulikute püstitamine on komplekssem arendus. Tuuleparke kavandatakse üldplaneeringuga määratud aladele ja detailplaneeringu alusel või eriplaneeringu või teemaplaneeringuga. Arvesse tuleb võtta paljusid erinevaid piiranguid ning see protsess kestab mitmeid aastaid.

• Tuuleenergia tootmine ei ole keskkonnasõbralik.

Tuuleenergia, nagu ka kõigel muul, mida inimene siin planeedil teeb, on enda ökoloogiline jalajälg. Siiski on see Eestis kindlalt kõige keskkonnasõbralikum viis elektrit/energiat toota. Teadusuuringuid sellel teemal võib leida siit.

• Kui kaugel peaksid rannikust asuma meretuulepargid, et need oma heliga inimesi ei segaks?

Eestis on meretuulepargid planeeritud vähemalt 11 kilomeetri kaugusele kaldast. Seisev meretuulik on nagu iga teine ehitis ja ei tekita iseenesest heli. Võimalik heli tekib, kui tuulik töötab, kuid sellisel juhul on mere enda müha kaldal kordades suurem.

• Ka juhul kui päikesepaneelide võimsus praegusega võrreldes kahekordistada ja tuuleenergia kolmekordistada, jäävad ikkagi pikad, nädalatepikkused augud, mida ei kata ühegi salvestustehnoloogiaga.

Täna planeeritakse juba hübriidlahendusi, kus on päike-tuul-akulahendused koos. Lisaks on meretuuleparkide efektiivsus kordades suurem ja neil aladel, kuhu Eesti meretuulepargid on planeeritud ei ole kunagi mõõdetud tervet päeva, veel vähem nädalat tuuletut aega.

Mereparkide rajamine on väga kallis ettevõtmine. Ükski ettevõte ei rajaks parki teadmisega, et see ei anna pidevalt toodangut.

• Kui palju minu maa väärtus langeb või kasvab, kui sel on paneelid või tuulikud?

Tuulikute alla jääva maa hind kasvab tänases olukorras isegi mitmekümnekordselt. Kui tuulikud rajatakse kellegi maale, siis tehakse omanikuga pikaajalised rendilepingud ja seal määratud rendi hind ületab mitmekümnekordselt mistahes sama maa kasutusest tuleneva tulu. Kui on soov see maa müüa arendajale, siis saab ka tavapärasest märkimisväärselt kõrgemat hinda.  

Kui vaadata küsimust laiemalt, siis lisavad tuulikud kogu piirkonnale majanduslikku aktiivsust, mille üks osa on ka kinnisvara hindade kasv. Tuulepark vajab tööks teenindavat personali, teid, laopinda jne. Samas toob piirkonda taastuvenergia ja võrguvõimsusi, mille rajamine muidu ei ole mõttekas. Rohkem ärivõimalusi loob rohkem töökohti, rohkem töökohti loob rohkem sotsiaalset kindlustatust, mis omakorda loob uusi raamatukogusid, postipunkte, koole, lasteaedu jne.

KÜSIN EKSPERDILT

Eksperdid

Hanna Peeters on inseneri- ja keskkonnakaitseteadmised saanud TalTechi keskkonnajuhtimise magistriõppes. Praegu arendab ta Sunlys tuuleenergia projekte ning eelhindab nendega seotud mõjusid.

Meelis Härmas on Tartu Ülikooli teadur. Ta on kirjutanud mitmeid artikleid superkondensaatorite ja Na-ioon akude teemal. Õppejõuna õpetab tudengitele näiteks vesinikutehnoloogia ja taastuvenergeetika aluseid.

Kaupo Eerme on energeetika valdkonnas tegutsenud kokku üle 20 aasta ning tal on ka 10 aasta pikkusne kogemus elektriautode tarbeks vajaliku taristu rajamisega. Eleportis tegeleb ta elektromobiilsuse edendamise ning Eesti turu juhtimisega.