Artikkel Elektritootmise tehnoloogiad täiendab artiklit Energiatehnoloogiad ning kirjeldab elektritootmisel kasutusel olevaid erinevaid tehnoloogiaid.
Elektritootmine Eestis
Suurusjärgus 85% Eestis toodetud elektrist toodetakse Narva lähistel kahes põlevkivi kütusena kasutavas soojuselektrijaamas, mis kuuluvad Eesti Energiale. Elektrienergia bruto- ning netotoodangut Eesti kohta kirjeldab joonis 1. Elektrienergia tootmist Eestis kütuste kaupa illustreerib joonis 2. Eesti on paljuski ka elektrienergiat eksportivaks riigiks, arvestades elektrijaamade suurt installeeritud võimsust ning meie sisetoodangut. 1
Põlevkivi kasutavad kaks elektrijaama Narva lähistel - Eesti ja Balti elektrijaam. Tegemist on maailma maailma võimsaimate põlevkivil töötavate elektrijaamadega. Mõlemad elektrijaamad toodavad aastas kokku ca 10 TWh elektrit. 2016. aastal valmib Eesti elektrijaama lähistel uus ja kaasaegseimal tehnoloogial põhinev Auvere elektrijaam, kus on võimalik kuni pool põlevkivikogusest asendada keskkonnasõbraliku biomassiga. 2
Joonis 2. Elektrienergia tootmine Eestis kütuseliigiti, GWh 4 |
Koostootmine
Soojuse ja elektri koostootmine on tehnoloogia või ka protsess, mille käigus väljastatakse ühest seadmest kaht liiki energiat:
- a) soojust;
- b) mehaanilist energiat, mis üldjuhul muudetakse elektriks.
Elektrituruseaduse mõistes on koostootja isik, kes toodab elektrienergiat tõhusa koostootmise režiimil. Tõhusa koostootmise üldnõuded on toodud määruses Tõhusa koostootmise nõuded.
Mikro- ja hajatootmine
Mikrotootmiseks nimetatakse väikesemahulist elektrienergia tootmist. Mikrotootmise võib kokku võtta kui kodumajapidamiste või väikeettevõtete poolt tarbimiskohas elektrienergia tootmise, mille eesmärgiks on eelkõige katta tootja enda vajadused. Mikrotootja ja mikrotootmisena määratletakse elektritootjaid, kes kasutavad taastuvenergia tootmisseadmeid elektrienergia tootmiseks peamiselt majapidamise omatarbeks. Mikrotootmise peamised tehnoloogiad baseeruvad tuuleenergial, päikeseenergial ning hüdroenergial.
Hajatootmine kujutab endast elektrienergia tootmist tarbijaga seotult ja hajutatult paiknevates mikro- ja minielektri- ja küttejaamades. Hajaenergeetika kontseptsiooni korral eeldatakse, et kogu toodetav elektrienergia tarbitakse ära võimalikult tootmiskoha ligidal. Hajaenergeetika baseerub väikeelektritootmisseadmetel.
Tuuleenergia
Tuul on Eesti oludes oluline taastuvenergia liik. Seni on tuuleenergia tootmisesse taastuvenergia sektori siseselt investeeritud kõige rohkem vahendeid. 2005 a. algusest hoogustus tuulikute rajamine ning 2013. aasta lõpuks on töös 130 elektrituulikut, mille võimsuseks on erinevatel andmetel kuni 279,9 MW. Tuuleenergia kasutamine tehnoloogiline pool elektrienergia tootmiseks on lihtne - rakendada liikuva õhu energiat ning muuta see elektrienergiaks. Elektrituulikud, mis koosnevad tuuleturbiinist, ajamist, generaatorist, juhtimissüsteemist ja tornist, moodustavad süsteemi või tehnoloogia, mis muundab tuule kineetilise energia elektrienergiaks. Mitmest elektrituulikust ning neid omavahel liitumispunktiga ühendavatest seadmetest, ehitistest ning rajatistest koosnevat elektrijaama nimetatakse tuulepargiks. Jooniselt 2 võib näha, et tuuleenergia abil toodetud elektrienergia maht asub esirinnas.
Hüdroenergia
Vee energia on kindlasti kõige rohkem ja kõige kauem kasutatud taastuvenergia allikas. Suur osa maailma elektritoodangust toodetakse hüdroelektrijaamades, millest paljud on väikehüdrojaamad võimsusega alla 10 MW.
Vaatamata sellele, et Eesti 7308 vooluveekogust on enamik pikkusega alla 10 km, vähema kui 50 jõu veevooluhulk ületab 2 m3/s ja ainult 14 jõel on see näitaja üle 10 m3/s. Olenemata sellest, et pinnavormide suhtelised kõrgused ei ületa enamasti 20 m, ulatudes harva 50 m-ni, leidub siiski mitusada vee-energia kasutamiseks kõlbulikku koondatud langusega jõeosa, millest suur osa on ka varem kasutusel olnud.
Eestisse on rajatud märkimisväärne hulk hüdroelektrijaamasid, mis maailma mastaabis lahterduvad siiski mikro-hüdroelektrijaamade alla. Kuigi suuremahulises elektritootmises ei suuda Eesti hüdroelektrijaamad kaasa rääkida, on siiski mõistlik olemasolevat ressurssi tootmiseks rakendada - seetõttu on näiteks Eesti Energia investeerinud mitmesse hüdroelektrijaama. Hüdroenergia üks võimalikke perspektiivikaid lahendusi on ka pumphüdroakumulatsioonijaam
Päikeseenergia
Päikese kasutamine energiaallikana on kõige ligipääsetavam energiakasutuse liik, mida on võimalik kasutada absoluutselt kõigil. Päikeselt saabuva kiirgusliku energia passiivsel kasutamisel on oluline mõju meie elukeskkonna loomisel ning aktiivne kasutus võimaldab lisaks toota elektrit või sooja vett ilma energiatoorme peale ressurssi kulutamata. Päikeseenergiat kasutavad energiatehnoloogiad on ka erakordselt paindlikud ja skaleeritavad, olles rakendatavad hoone, kvartali, linnaosa ja tervete linnade mahus. Selge on see, et päikeseenergia kannab endas suurt potentsiaali, mida oleks võimalik rakendada vähendamaks hoonete energiatarbimist, pikemas perspektiivis linnade energiasõltuvust ning ka keskkonnakoormust.
Tänasel hetkel on Eestis päikeseenergia kasutamine elektri tootmise eesmärgil valdav majapidamistes, kus üldvõrguga liitumine pole võimalik (nt. Eesti väikesaared), või kus on see liiga kallis (nt. alajaam asub mitme kilomeetri kaugusel), samuti väikeste autonoomsete süsteemide puhul (valveseadmed, veebikaamerad, ilmajaamad, meremärgid jne). Heaks lahenduseks Eesti kliimas, arvestades aastaaegasid, on päikese- ja tuuleenergia kombinatsioon.
Kütuseelement
Kütuseelement kirjeldab tehnoloogiat, milles kasutatakse elektrienergia tootmiseks keemilist protsessi. Lihtsustatult öeldes on Kütuseelement keemiline elektrienergiaallikas, kus kasutatava kütuse (näiteks vesinik H2) ja oksüdeerija vaheline keemiline energia muundub vahetult elektrienergiaks.
Kütuseelement oma olemuselt (fuel cell) on akupatareiga sarnane elektrokeemiline seade, mis genereerib maagaasist või teistest süsivesinikest elektrienergiat. Protsessi kõrvalproduktideks on soojus ja tavaline vesi - H2O. Enamik kütuseelemente tarbib kütusena vesinikku.
Kütuseelemendid on hakanud leidma kasutust paljudel elualadel. Kasutatakse neid nii portatiivsete kui statsionaarsete laadimisjaamadena. Leiavad kasutust tarbeelektroonika seadmete rakendustes, samuti kasutatakse ka militaarse taustaga rakenduste tarbeks. Samuti kasutatakse kütuseelemente ka mikrokoostootmisjaamade rakendustes. Samuti on kütuseelemendid kasutusel perspektiivikas lahenduses, milleks on vesinikuenergeetika.
Täiendavat lugemist
Viited
Eesti Energia. Elektri ja soojuse tootmine.↩︎
Statistikaamet. KE03: Elektrienergia bilanss. (04.11.2015)↩︎
Statistikaamet. KE032: Elektrijaamade võimsus ja toodang. (04.11.2015)↩︎