Energiatehnoloogiad

Artikkel Energiatehnoloogiad kirjeldab energia tootmiseks ning salvestamiseks kasutatavaid tehnoloogiaid ning kirjeldab neid. Kirjeldatud on tehnoloogiad nii elektrienergia kui ka soojusenergia tootmiseks. Samuti leiab kajastust ka energia salvestamiseks kasutatavad tehnoloogiad.

Elektrienergia

Eestis toodetakse ligikaudu 90% kogu elektrienergiast Narva lähistel kahes põlevkivi kütusena kasutavas soojuselektrijaamas, mis kuuluvad Eesti Energiale. Energia lõpptarbimist Eestis eelneval kümnel aastal kirjeldab joonis 1 ning selle kõrval elektrienergia brutotoodangut kirjeldab joonis 2. Eesti on ka elektrienergiat eksportivaks riigiks, arvestades elektrijaamade suurt installeeritud võimsust ning toodangut.

Põlevkivienergeetika kõrval on elektrienergia tootmiseks veel ka teisi võimalusi, milliseid kõiki on kajastatud artiklis Elektritootmise tehnoloogiad. Elektrienergia tootmise tehnoloogiateks on:

a) koostootmine - tehnoloogia või ka protsess, mille käigus väljastatakse ühest seadmest kaht liiki energiat ( soojus ning mehaaniline energia), mis muudetakse üldjuhul elektriks;
b) mikro- ja hajatootmine - väikesemahuline elektrienergia tootmine;
c) elektrituulikud - elektrienergia tootmine kasutades tuuleenergia ressurssi;
d) hüdroelektrijaamad - elektrienergia tootmine kasutades hüdroenergia ressurssi;
e) päikesepaneelid - elektrienergia tootmine kasutades päikeseenergia ressurssi;
f) kütuseelemendid - keemiline elektrienergiaallikas, kus kasutatava kütuse (näiteks vesiniku H2) ja oksüdeerija vaheline keemiline energia muundub vahetult elektrienergiaks.
 

Joonis 1. Energia lõpptarbimine Eestis, GWh 1

Joonis 2. Elektrienergia brutotootmine Eestis, GWh 2

Soojusenergia

Soojuse tootmise ning jaotamise all peetakse silmas kütustes sisalduva energia muundamist ning selle muundatud energia ülekandeprotsesse tootmisseadmelt tarbijani.

Soojuse tootmisseadmetest saab tootmisviisi eripärade järgi eristada:

a) katelseadmed - (vt. artikkel Kütuste põletamine);
b) koostootmisjaamu- (vt. artikkel Koostootmine);
c) muud soojuse muundamisseadmed - (vt. artikkel Soojuspumbad; Päikesekollektor).

Soojuse tootmist Eestis möödunud kümne aasta kohta illustreerib joonis 3.

Joonis 3. Soojuse tootmine Eestis, GWh 3

Kütused

Kütus definitsiooni kontekstis on põlev materjal või aine, mida kasutatakse energia tootmiseks põletusseadmetes. Primaarenergia tootmist Eestis kirjeldab joonis 4. Joonisel kajastatud muu kütus sisaldab musta leelise, biogaasi, jäätmekütuse ja muu biomassi andmeid. Kütuste tootmise ning väärindamise tutvustatakse alamartiklites termokeemilist muundamist ning anaeroobset kääritamist.

Esimesel juhul (vt. Termokeemiline muundamine) on tegemist mingi toorme kõrgtemperatuurse töötlemisega, mille käigus tahked või vedeled ained või ka kütused muundatakse väärtuslikeks tahketeks, vedelateks või gaasilisteks produktideks. Tehnoloogias kasutatavad ning ka tutvustatavad termokeemilised muundamisprotsessid on toodud järgnevalt:

1) gaasistamine;
2) pürolüüs;
3) söestamine;
4) röstimine - söestamise erijuhtum.
 

Teisel kütuste tootmise ning väärindamise juhul (vt. Anaeroobne kääritamine) on tegu orgaanilise aine lagundamisega bakterite toimel hapnikuta keskkonnas. Sellisel viisil tekib orgaanilisest ainest gaaside segu, ehk ka biogaas. Sellist tehnoloogiat võib teisisõnu nimetada ka biogaasi tootmisprotsessiks.

Joonis 4. Primaarenergia tootmine Eestis, GWh 4

Energia salvestamine

Elektrienergia

Elektrienergia salvestamiseks on mitmeid erinevaid salvestustehnoloogiaid. Elektrienergia salvestamine tähendab salvestusseadme kasutamist või olemasolu. Selliste salvestusseadmete põhimõte seisneb printsiibil, et elektrivõrgust võetud energia muundatakse mõnda teise energialiiki, mille salvestamine teatud põhjustel on lihtsam. Sellist energiat on alati võimalik kasutusse tagasi suunata, misjaoks on tarvis salvestatud energia muundada tagasi elektrienergiaks.

Elektrienergia salvestamiseks on mitmeid viise, mis on toodud järgnevalt:

a) hoorattad;
b) erinevad kondensaatorid;
c) patarei energiasalvestid ning akumulaatorid
d) induktiivpoolid;
e) vesinikuenergeetika.

Soojusenergia

Soojusenergia salvestamine (ka soojuse salvestamine) on tehnoloogia, kus salvestamisel juhitakse soojust salvestatavale ainele ning soojuse kasutamisel salvestist eemaldatakse soojust salvestavalt ainelt soojust. Salvestamine toimib soojuse vedelike või tahkete ainete kuumutamisega ning soojusenergia eemaldamine salvestist võib toimuda loomuliku või sundkonvektsiooni teel, kiirguse teel või mõne soojuskandja vahendusel. Soojuse salvestamist võib klassifitseerida salvestuse kontseptsiooni (aktiivne ja passiivne) kui ka salvestusmehhanismi ( faasimuutuseta, faasimuutusega ning keemiline salvestamine) järgi.

Kütuseelemendid ning vesinikuenergeetika

Hetkel on vesinikuenergeetika seisukohalt aktuaalne tuuleenergeetika võimsusmuutuste kompenseerimine. Idee seisneb tuulegeneraatorite koostöös kütuseelementidega, mis on kiire reageerimisega ning mis tarbivad kütusena vesinikku. Eesmärgiks on leida optimaalne režiim, kus elektrituuliku poolt toodetav ülejääk kasutatakse ära veest elektrolüüsi teel vesiniku tootmiseks ning hiljemalt kasutatakse seesama vesinik kütuseelementide kaasabil tuulest toodetud elektri pulsatsioonide katmiseks.

Vesinikuenergeetika on oma kontseptsioonilt energia salvestamine ning selle edastamine vesiniku kujul. Atraktiivseks muudab asjaolu see, et vesinikku on veest ning elektrist suhteliselt lihtne toota ning ka vastupidine protsess salvestatud vesinikust elektrit (ka soojust) toota on samuti lihtne. Probleemiks on rentaablus, kuna vee elektrolüüs, vesiniku hoiustamine ning transport ja samuti ka kütuseelementide maksumus on veel hetkel küllaltki kõrged. Perspektiiv fossiilsete kütuste vähendamiseks omab siiski suurt potentsiaali.

Täiendavat lugemist

Aasta

Kategooria

Pealkiri

-

Õppematerjal

Kütuseelemendid

2004

Magistritöö

Kõrgtemperatuurse kütuseelemendi katoodi parameetrite määramine impedantsspektroskoopia ja tsüklilise voltamperomeetria meetoditega

2014

Veebileht

Vesinikuauto

2013

Ettekanne

Energiatehnoloogiate tulevikust

2013

Aruanne

Energy resources of Estonia. ENMAK 2030+

2013

Ettekanne

PV-paneelide T&A töö Eestis

2013

Aruanne

Tuule ja päikeseenergia kasutamine Tartu linnas

2013

Aruanne

Tuule- ja päikeseenergia kasutusvõimalused Eestis

2013

Aruanne

Väiketuulikute ja päikesepaneelide tootlikkuse ja tasuvuse võrdlus

2012

Aruanne

Päikeseenergeetika põhialused

2013

Aruanne

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele Taastuvenergialahendused

2013

Ettekanne

Nullenergiahooned maasoojuse ja päikeseenergiaga

2012

Ettekanne

Taastuvenergia 100% - üleminek puhtale energiale

2008

Ülevaade

Teistmoodi energia

2013

Kogumik

TEUK kogumik

2013

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2013

2012

Aruanne

Varustuskindluse aruanne 2012

2013

Aruanne

Eesti elektrisüsteemi varustuskindluse aruanne 2013

2014

Aruanne

Eesti elektrisüsteemi varustuskindluse aruanne 2014

2015

Aruanne

Eesti elektrisüsteemi varustuskindluse aruanne 2015

2004

Raamat

Hüdroelektrijaama rajaja käsiraamat

2004

Ettekanne

Hüdroenergia ressursist ja kasutamisest Eestis

2004

Teabematerjal

Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant

2004

Ettekanne

Hüdroenergia ressursist ja kasutamisest Eestis

2014

Aruanne

Eesti energiamajanduse arengukava 2030+ ja hüdroenergia osa selles

-

Brošüür

Väikehüdroenergeetika - puhas ja säästev tulevikutehnoloogia

2006

Aruanne

Pumpelektrijaama ehitamine Eestisse - idee ja esialgne informatsioon

2003

Uuring

Hüdroenergia tootmise võimalikkus Parnu jõel

2012

Artikkel

Ahja jõel Saesaare paisule kalapääsude rajamisest

-

Kataloog

Euroopa elektrituulikute tootjate kataloog

2014

Lõputöö

Väiketuulikud Eestis

2012

Ettekanne

Tuuleenergia ühistu – ise toodame, tarbime ja müüme elektrit teistelegi

2008

Uuring

Taastuvenergeetilise ressursi (eelkõige tuuleenergia) kasutamise prioriteetsed suunad

2013

Aruanne

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele - taastuvenergialahendused

2014

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2013

2014

Ülevaade

Wind in power - 2013 European statistics

-

Infomaterjal

Kuidas elektrituulik töötab?

2013

Raport

The Role of micro CHP in a smart energy world 2013

2008

Raport

Combined Heat and Power 2008

-

Raport

Cogeneration, or Combined Heat and Power

2013

Ajakiri

Soojuse ja elektri koostootmise tehnoloogiatest

2014

Uuring

Tarbimise juhtimine. Suurtarbijate koormusgraafikute salvestamine ning analüüs tarbimise juhtimise rakendamise võimaluste tuvastamiseks

2013

Teabematerjal

Kaugküte - mugav, tõhus ja soodne

2012

Ettekanne

Mikro ja väikeskoostootmise võimalikkusest eramute energiabilansis

2014

Ettekanne

Adven Eesti koostootmisjaama roll Rakvere kaugküttes

2014

Ettekanne

Koostootmine Kuressaares

2014

Ettekanne

Soojuse ja elektri koostootmise tehnoloogiad ja seadmed väikesemastaabiliseks hajustatud energia tootmiseks

2014

Ettekanne

lektrienergia hajatootmine, selle mõju võrgule

2006

Ettekanne

Eesti erinevate piirkondade eeluuring koostootmisjaamade ehitamiseks

2009

Ajakiri

Koostootmine kui energiasäästuvõimalus

2005

Uuring

Tõhusa koostootmise viiteväärtused ja tõhusa koostootmise potentsiaal Eestis

2013

Ettekanne

Kohalike biokütuste tootmisvõimalused Hiiumaal ning soojuse ja elektri koostootmise majanduslikud aspektid

2008

Ettekanne

Kasvuhoonegaasid ja põlevkivienergeetika

2011

Aruanne

Biokütuste termokeemiline töötlus. ORC põhinev soojuse ja elektri koostootmine

2008

Ettekanne

Biomassi koospõletamise tehnoloogiad ja nende rakendamine Eestis - võimalused ja probleemid

2013

Aruanne

Biokütuste kasutamine energeetikas Lõuna-Eesti regioonis

-

Õppematerjal

Energeetika ja keskkond

-

Õppematerjal

Katlad

2014

Ettekanne

Ökoloogilisemast turbakasutuse võimalusest Eestis

2009

Käsiraamat

Biogaasi tootmine ja kasutamine

2014

Vaheraport

Eesti biometaani programm - maakasutus

2012

Ettekanne

Biogaasijaamade ohutus

2010

Ülevaade

Ülevaade Eesti bioenergia turust 2010

2008

Ülevaade

Ülevaade Eesti bioenergia turust 2007. aastal

2011

Ülevaade

Eesti bioenergia turust 2010. aastal

2007

Ülevaade

Ülevaade Eesti bioenergia turust 2006. aastal

2012

Uuring

Biogaasi tootmise ja kasutamise pilootuuring Lääne-Virumaal

2009

Ettekanne

Ülevaade Eesti biogaasi potentsiaalist

2013

Ettekanne

Biometaani olulisus riigi seisukohalt

2009

Aruanne

Olemasolev olukord biogaasi tootmises. Eesti aruanne

2014

Uuring

Eesti tingimustesse sobivate biogaasi metaaniks puhastamise tehnoloogiate rakendatavus

2012

Aruanne

Metaankütuste kasutamine Eesti transpordis

2007

Ettekanne

Eesti energiatehnoloogiate arendusstrateegia eeluuring

2007

Aruanne

Energiatoodete maksustamise uuring

2015

Aastaraamat

Eesti statistika aastaraamat 2015

Viited

  1. Statistikaamet. KE05: Energia lõpptarbimine. (02.11.2015)↩︎
  2. Statistikaamet. KE03: Elektrienergia bilanss. (02.11.2015)↩︎
  3. Statistikaamet. KE04: Soojuse bilanss. (02.11.2015)↩︎
  4. Statistikaamet. KE02: Energiabilanss. (02.11.2015)↩︎