Käesolev artikkel käsitleb Eesti pikaajalise energiamajanduse arengukava 2030+ (ENMAK) välja töötamise raames modelleeritud elektri tootmise stsenaariumite (tulemused 2030. aasta kohta joonisel 1) eeldusi ja tulemusi ja nendega seonduvaid elektrivõrkude stsenaariume. Täpsemalt on stsenaariumite algeeldustest ning arvutustulemustest võimalik lugeda aruandest Eesti pikaajalised elektritootmistsenaariumid. Elektritootmise ENMAK stsenaariumitega seonduvate elektrivõrkude ENMAK stsenaariumitega on võimalik tutvuda artiklis Elektrivõrkude ENMAK stsenaariumid.
|
Joonis 1. Elektri tootmine stsenaariumites 2030. aastal kütuste kaupa67 |
Üldeeldused
Lähteolukord
Mudeli lähtepunktiks on aasta 2012. Kogu modelleeritavas piirkonnas on 2012. aasta seisuga kirjeldatud olemasolevad tootmisvõimsused, elektri- ja soojustarbimise mahud, riikidevahelised ülekandevõimsused ning kütuste hinnad ja kättesaadavus. Eesti elektritootmisportfell aastal 2012. kütuste kaupa on kirjeldatud joonisel joonisel 2 .
Aastast 2012 edasi on sisestatud teada olevad investeeringud uutesse tootmisvõimsustesse ja riikidevahelistesse ülekandevõimsustesse, mudelis olevate riikide taastuvenergiategevuskavad, olemasolevate jaamade sulgemisajad ning -mahud.
|
Joonis 2. Elektri tootmisportfell aastal 201389 |
Prognoosid
Pärast 2012. aastat kasutatakse kütuste, tehnoloogiate ning CO2 kvootide hinna ja tarbimiste määramiseks prognoose.
Olulisemateks sisenditeks mudelisse on CO2 kvoodi hind, kütuste hinnad ning erinevate tehnoloogiate hinnad modelleeritava perioodi vältel. CO2 kvoodi hinna ning kütuste hindade prognoosid põhinevad Rahvusvahelise Energiaagentuuri analüüsi World Energy Outlook 20131 New Policies stsenaariumil ning on kujutatud vastavalt joonisel 3 ja joonisel 4 .
Põlevkivi hinna prognoosis on kasutatud alternatiivkulu põhimõtet, mis omistab põlevkivile väärtuse, mis on võrdne suurima tuluga, mis on võimalik ühest tonnist põlevkivist saada. Hetkel teadaolevalt saab põlevkivist suurima tulu tonni kohta põlevkiviõli tootmisel.
Elektritarbimise kasvu prognoos modelleeritaval perioodil Eestis on toodud joonisel 5 ning selle raames on eraldi analüüsitud nii lõpptarbimise muutust kui ka jaotus- ja ülekandekadude muutust vaadeldaval perioodil. Elektri tarbimise prognoose on lähemalt analüüsitud artiklis ' Elektri tarbimine' ja sealsetest prognoosidest on Balmoreli sisendiks valitud sekkuv stsenaarium.
Elektritootmise seisukohast on koostootmisjaamade tõttu oluline prognoosida ka soojuse tarbimist, mis on toodud joonisel 6 . Soojuse tarbimise prognoos koosneb kolmest komponendist: kaugküttetarbimisest suuremates kaugküttepiirkondades, kadudest soojuse jaotamisel soojusvõrkudes ning hajaenergiana koostootmisrežiimil töötavate puugaasimootorite poolt toodetav soojus.
Mudelisse sisestatud tehnoloogiate investeeringukulud põhinevad Energinet.dk ja Taani Energiaagentuuri poolt väljastatud tehnoloogiakataloogi Technoly Plants2 andmetel ning elektristsenaariumite töögrupi analüüsil.
|
Joonis 3. CO2 kvoodi hinna prognoos1011 |
|
Joonis 4. Kütuste hindade prognoos1213 |
|
Joonis 5. Elektritarbimise prognoos1415 |
|
Joonis 6. Soojuse tarbimise prognoos1617 |
Stsenaariumid
Elektri tootmise stsenaariumite modelleerimise eesmärk oli analüüsida erinevate pikaajaliste tulevikustsenaariumite põhjal elektri- ning kaugküttesoojustarbimise katmist. Modelleeritud stsenaariumite arv on 5 ning modelleeritud ajaperiood ulatub aastani 2050.
Elektri tootmisstsenaariumite väljundeid kasutatakse keskkonnamõjude hindamisel ning elektrivõrgu stsenaariumite sisenditena.
Elektritootmise ENMAK stsenaariumid on modelleeritud koostöös Eleringi ning Tallinna Tehnikaülikooli Elektroenergeetika instituudi poolt.
Modelleeritud stsenaariume on kokku viis, millest üks on niinimetatud baasstenaarium, millel ülejäänud neli baseeruvad. Nimetatud neli stsenaariumit on siseriiklikud stsenaariumid, mis käsitlevad erinevaid võimalikke siseriiklikke energiamajanduslikke eesmärke. Kõikidel stsenaariumitel on ühised eeldused, kui ei ole mainitud teisiti. Modelleeritavad stsenaariumid on järgmised:
- Liberaalne stsenaarium (baastsenaarium)
- Liberaalne+ (varustuskindluse stsenaarium)
- Taastuvenergia stsenaarium
- Taastuvenergia++ stsenaarium
- Põlevkivi ja Uttegaas elektriks stsenaarium ("Põlevkivi")
Kõikide stsenaariumite põhieelduseks on elektrituru efektiivne toimimine, mudelis ei eksisteeri ühtegi subsiidiumi. Vastavalt stsenaariumile on mudelile ette antud nõudmised või piirangud, mille mudel täidab vastavalt turuolukorrale majanduslikult kõige otstarbekamal viisil.
Metoodika - Balmoreli elektrituru mudel
Stsenaariumid modelleeriti lineaarprogrammeerimisel põhineva elektrituru optimeerimismudeliga Balmorel3, mis ühe aasta kaupa minimeerib süsteemi elektriga ja kaugküttesoojusega varustamise kogukulud. Modelleeritud on aastad 2012 (referentsaasta), 2020, 2022, 2024, 2026, 2028, 2030, 2035, 2040, 2045 ja 2050. Lisaks elektriturule modelleerib Balmoreli mudel ka kaugküttevõrgu koormust ning igal aastal on elektri- ja soojustarbimine mudelis kaetud majanduslikult kõige otstarbekamal viisil.
Balmoreli mudel teeb vastavalt majanduslikule tasuvusele investeeringuid tootmisvõimsustesse (alates aastast 2020) ning riikidevahelistesse ülekandeühendustesse (alates aastast 2026).
Mudelisse on peale Eesti veel sisestatud järgmised riigid: Läti, Leedu, Soome, Rootsi, Norra, Taani, Saksamaa, Poola ning Venemaa loodepiirkond.
Liberaalne stsenaarium
Liberaalne stsenaarium on baastsenaariumiks. Elektri ja soojuse nõudlus täidetakse turuolukorras majanduslikult kõige otstarbekamal viisil.
Liberaalne+ stsenaarium (Varustuskindluse stsenaarium)
Liberaalne+ on stsenaarium, mille eesmärk on analüüsida olukorda, kus Eesti riik on kehtestanud selged riigisisesed energiajulgeolekunõuded elektrisektorile. Lisanõue selle stsenaariumi modelleerimisel on toodud järgnevalt:
- Eestis peab olema elektrienergiaga varustamine tagatud N-1-1 häiringu puhul. Vaadeldaval perioodil on eelduste kohaselt suurimad elektrisüsteemi elemendid Eestit ja Soomet ühendav Estlink 2 ning Eestit ja Lätit ühendav kolmas kavandatav liin ning nende kahe summaarne võimsus on 1100 MW.
''Järelikult täidab mainitud N-1-1 kriteeriumi kasutatavate võimsuste hulk, mille nõutav tase arvutataks igal aastal valemiga:
Nõutav kasutatav võimsus=Selle aasta tiputarbimine - 1100 MW
Taastuvenergia (TE) stsenaarium
Taastuvenergia stsenaariumis on Eestis seatud igaks modelleeritavaks aastaks seatud eraldi taastuvenergiaeesmärk. Igal aastal peab riigisisesest tarbimisest olema taastuvenergiaallikatega kaetud vastava protsendi ulatuses nii elektri- kui soojatarbimisest. Vastavad eesmärgid igaks modelleeritavaks aastaks nii elektri- kui soojamajanduses on toodud järgnevas tabelis:
|
Aasta |
2020 |
2022 |
2024 |
2026 |
2028 |
2030 |
2035 |
2040 |
2045 |
2050 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Taastuvenergia eesmärk, % |
17,4 |
24 |
30 |
37 |
43 |
50 |
63 |
75 |
88 |
100 |
Lisaks taastuvenergiaeesmärgile on mudelis keelatud investeeringud fossiilseid kütuseid kasutavatesse tehnoloogiatesse, välja arvatud kolme Narva põlevkivi kasutava ploki ümberehitamine kivisöe kasutamisele.
Taastuvenergia++ (TE++) stsenaarium
Taastuvenergia ++ stsenaarium analüüsib alternatiivset taastuvenergia piirangu rakendamist. Antud stsenaariumis ei ole mudelil lubatud peale 2012. aastat elektri tootmiseks kasutada fossiilseid kütuseid, välja arvatud turvas ja jäätmed.
Mainitud piirang ei kehti soojuse tootmisele koostootmisjaamades. Kaugküttevõrgu soojuskoormuse katmise piirang on sama, mis Taastuvenergia stsenaariumis ning on toodud järgnevas tabelis:
|
Aasta |
2020 |
2022 |
2024 |
2026 |
2028 |
2030 |
2035 |
2040 |
2045 |
2050 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Taastuvenergia eesmärk, % |
17,4 |
24 |
30 |
37 |
43 |
50 |
63 |
75 |
88 |
100 |
Põlevkivi ja uttegaas elektriks stsenaarium
Põlevkivi ja Uttegaasi stsenaariumis minnakse järk-järgult üle põlevkivist elektri tootmiselt põlevkivist põlevkiviõli tootmisele. Järjest valmivatest põlevkiviõli jaamadest väljuvast uttegaasist toodetakse ühtlase võimsusega elektrienergiat. Aastased saadaval olevad põlevkivi ja uttegaasi kogused elektri tootmiseks on toodud järgmises tabelis:
|
Aasta |
2020 |
2022 |
2024 |
2026 |
2028 |
2030 ja edasi |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Kasutatav põlevkivi kogus, TJ |
84 840 |
67 956 |
51 072 |
34 188 |
17 304 |
420 |
|
Kasutatav uttegaasi kogus, TJ |
22 716 |
26 262 |
29 808 |
33 354 |
36 900 |
40 446 |
Meetmed ja tegevused
Alljärgnevalt on kirjeldatud Elektritootmise stsenaariumitega seonduvad meetmed ja tegevused. Tegevustega tutvumiseks ja nende kommenteerimiseks klõpsake vastava meetme lingil.
- 1.1. Elektrienergia tõhus tootmine sh
-
- 1.1.1 Keskkonnanõuetele mittevastavate tootmisvõimsuste sulgemine
- 1.1.2 Uute koostootmisjaamade rajamine
- 1.1.3 Uute biomassil töötavate elektrijaamade rajamine
- 1.1.4 Uute põlevkivil töötavate elektrijaamade rajamine
- 1.1.5 Uute mikro- ja hajatootmisvõimsuste rajamine
- 1.1.6 Uute tuuleparkide rajamine
- 1.1.7 Vajalike reguleervõimsuste rajamine
- 1.1.8 Reguleerturu loomisel osalemine
- 1.1.9 Põlevkivist elektri tootmise osaline asendamine kivisöega
- 1.1.10 Seadusandluse muutmine elektrienergia tõhusa tootmise tagamiseks
Stsenaariumide tulemused
Muutused elektri tootmises
Mudeli poolt modelleeritaval perioodil antud stsenaariumites tehtud investeeringuid on võimalik jälgida joonisel 7 . Tehtud investeeringud kivisütt kütusena kasutatavatesse tootmisvõimsustesse on Narvas asuvate põlevkivijaamade ümber ehitamine kivisöe kasutamisele.
Tulemustest võib täheldada, et varustuskindluse stsenaariumi puhul (Liberal+) ehitatakse Eestisse varustuskindluse kriteeriumi täitmiseks vaadeldava perioodi lõpul maagaasil põhinevaid elektritootmisvõimsusi. Samuti on Eestisse ehitatavate tuulegeneraatorite võimsus taastuvenerga stsenaariumi puhul märgatavalt kõrgem kui muudes stsenaariumites.
Kütuste kasutamist elektri tootmiseks illustreerib joonisel 8. Tulemustest selgub, et põlevkivile määratud alternatiivkulu põhine väärtus kahandab põlevkivielektri konkurentsivõimet sedavõrd, et majanduslikult on otstarbekam elektrit toota põlevkivi asemel kivisöest. Täiendavalt on võimalik joonisel 9 jälgida elektri tootmiseks kasutatud kütuste koguseid aastate kaupa. Koostootmisjaamadest toodetud soojuse kogus on toodud joonisel 10 . Eesti elektrisüsteemi bilanss on toodud joonisel 11 . Võib täheldada, et aastani 2030 esineb aasta lõikes kõikides elektristsenaariumites peale Põlevkivistsenaariumi elektrienergia import.
Nagu võib märgata jooniselt 12 , on mudeli poolt prognoositud elektrienergia turuhind Eestis sarnane kõigis stsenaariumites. See tuleneb suurtest ühendusvõimsustest naaberriikidega, mistõttu Eesti sisesed energeetika valdkonda puudutavad otsused ei suuda mõjutada turuhinda suuremas süsteemis.
Lisaks on joonisel 13 kujutatud CO2 emissioonid kogu vaadeldava perioodi jooksul.
|
|
|
|
|
|
|
Joonis 10. Soojuse tootmine koostootmisjaamades kütuste kaupa2425 |
|
Joonis 11. Elektrienergia bilanss stsenaariumites aastate kaupa2627 |
|
Joonis 12. Elektri hind2829 |
|
Joonis 13. CO2 Emissioonid3031 |
Stsenaariumite tulemustest lähtuvad investeeringud elektrivõrkudesse
Vastavalt elektritootmise stsenaariumites tehtud investeeringute mahule elektritootmisvõimsustele on hinnatud vajadust teha lisainvesteeringuid põhivõrku uute liinide ehitamiseks. Hinnangute tulemus on toodud järgnevas kahes tabelis:
|
Tootmisstsenaarium |
Maht (kilomeetrites) |
Maksumus (miljonites eurodes) |
|---|---|---|
|
Liberaalne |
125 |
12 |
|
Liberaalne+ |
125 |
12 |
|
Taastuvenergia |
125 |
12 |
|
Tootmisstsenaarium |
Maht (kilomeetrites) |
Maksumus (miljonites eurodes) |
|---|---|---|
|
Taastuvenergia |
50 |
13 |
|
Põlevkivi |
20 |
5 |
Maksumuse hinnang
Täiendamisel
Välismõjud
Täiendamisel
Hinnang majandusmõjule
Hinnangut majandusmõjule kirjeldavad tabel 1 ning tabel 2 . Elektritootmistsenaariumite mõju lühikirjeldus on nähtav alljärgnevalt4, 5:
- 1. Väliskaubandusele tekib negatiivne mõju investeeringutest, kuna enamus seadmeid imporditakse. Kasvav elektritootmine (ja eksporti) ei suuda investeeringute mõju positiivseks taandada;
- 2. Investeeringute mõju majandusele avaldub peamiselt ehitussektori kaudu.
- 3. Ressursikasutuse äärmused on Taastuvenergia++ (positiivne mõju) ja Põlevkivi_BAU (negatiivne mõju).
- 4. Põlevkivi_BAU aga samas suurima positiivse majandusmõjuga stsenaarium.
- 5. Tööhõive: ehitusel on suur mõju, seega mõjutavad kõikumised investeeringutes oluliselt hõivet.
Täpsemad stsenaariumite majandusmõju lähteandmed ning tulemused on nähtavad ENMAK 2030+ stsenaariumite majandusmõju analüüsi arvutusmudelist. Mudeli seletuskiri on leitav siit.
|
|
|
|
Stsenaariumite ettekanded ning andmetabelid
- 03.2014. Vali, L. Elektrimajanduse stsenaariumid. Ette kantud ENMAK 2030+ tutvustamiskoosolekul;
- 03.2014. Grünvald, O. ENMAK 2030 majandusmõjude analüüs. Ette kantud ENMAK 2030+ tutvustamiskoosolekul;
- Liberal stsenaariumi tulemused andmetabelina;
- Liberal+ stsenaariumi tulemused andmetabelina;
- TE stsenaariumi tulemused andmetabelina;
- TE++ stsenaariumi tulemused andmetabelina;
- Põlevkivi ja uttegaasi stsenaariumi tulemused andmetabelina;
Täiendavat lugemist
|
Aasta |
Kategooria |
Pealkiri |
|---|---|---|
|
2013 |
Uuring |
Elektrivõrgu tänane olukord. Võimalikud arengustsenaariumid. |
|
2013 |
Uuring |
|
|
2014 |
Raport |
Viited
- Rahvusvaheline Energiaagentuur. World Energy Outlook. 02.12.2013.↩︎
- Energinet.dk Technology Data for Energy Plants.↩︎
- Balmorel www.balmorel.com, 17.12.2013.↩︎
- Grünvald, O.; Lokk, A. ENMAK 2030+ stsenaariumite majandusmõju analüüs, Tallinn 2014.↩︎
- Grünvald, O.; Lokk, A. ENMAK 2030+ stsenaariumite majandusmõju analüüs. Arvutusmudel, Tallinn 2014.↩︎
- ENMAK 2030. Eesti pikaajalised elektritootmisstsenaariumid, 04.09.2014.↩︎
- ENMAK 2030. Elektristsenaariumite võrdlus, 04.09.2014.↩︎
- Statistikaamet.Statistikaameti andmebaas, 05.05.2014.↩︎
- Energiatalgud.ee Elektri tarbimine↩︎