Rohtse biomassi energeetiline ressurss

Artikkel Rohtse biomassi energeetiline ressurss täiendab artiklit Energiaressursid. Artikli alusmaterjalid on koostatud Energiaressursside töögrupi töö tulemusena. Nimetatud tulemused on sisendiks Eesti pikaajalise energiamajanduse arengukavaga seotud stsenaariumite koostamisele.

Rohtne biomass ja energia

Energia tootmisel rohtsest biomassist saab kasutada järgmisi sisendeid:

a) biomass pool-looduslikelt kooslustelt;
b) põhk;
c) roog;
d) biomass põllumajandusmaalt (vt ka artikkel Biogaasi energeetiline ressurss).
 

Rohtset biomassi saab energiaks muundada nii toorainet otseselt põletades kui ka biogaasiks kääritades (misjärel saab energia tootmisel kasutada biogaasi). Siinjuhul tuleb märkida, et tooraine otsesel põletamisel on tähtis madal niiskusesisaldus. Biomassi kasutust kirjeldab joonis 1.

 

Joonis 1. Biomassi kasutus liigi järgi, tuhat tonni23

Pool-looduslike koosluste energeetiline potentsiaal

Pool-looduslike koosluste pindala

Pool-looduslike koosluste (PLK) alla klassifitseeritakse puisniite, loopealseid, ranna-, lammi-, aru- ja soostunud niidud, puiskarjamaad ning nõmmed1. Varasemaid uuringuid aluseks võttes, kasutas Energiaressursside töögrupp pool-looduslike koosluste ressursi hindamisel järgmiste pool-looduslike maade ( joonis 2) pindalasid:

a) lamminiit,
b) puisniit,
a) pärisaruniit.

Energiataimede energeetiline ressurss pool-looduslikelt aladelt

Pool-looduslike koosluste biomassi bioenergia tootmise potentsiaali ( joonis 3) hindamist raskendavad järgmised asjaolud:#Ebaühtlane andmebaas selliste koosluste pindala kohta Eestis (olemas on NATURA 2000 kaitstavate elupaikade andmebaas, PRIA poolt toetust saavate pool-looduslike rohumaade andmebaas ning Eesti Pärandkoosluste ühingu poolt läbiviidud niiduinventuuride alusel koostatud andmebaas).

  1. Saagikuse suur varieeruvus sõltuvalt kasvukohast.
  2. Produktsiooni kasutatavus mitmel otstarbel (lisaks bioenergiale veel sööda varumine või otsene loomade karjatamine).
  3. Logistilised probleemid ressursi kättesaadavusega (sageli piiratud infrastruktuuriga paikades).
  4. Looduskaitselised piirangud (saagi koristamise aeg piiratud, võimaluseta tõsta ala produktsiooni läbi väetamise või külvamise).2

 

Joonis 2. Eesti pool-looduslike maade pindala24

Joonis 3. Eesti pool-looduslike maade energeetiline ressurss25, 26

Pool-looduslike koosluste energeetilise ressursi hindamise algeeldused

Pool-looduslikelt kooslustelt saadava biomassi ressursi (primaarenergiasisalduse) hindamisel lähtuti järgmistest algeeldustest:

 
1. Pool-looduslike koosluste praegune kogupindala (~100 000 ha) ajas oluliselt ei muutu,
 
sh lammi-, puis- ja pärisaruniidu pindala (49 000 ha).
2. Perioodi 2007–2013 lõpuks hooldatakse poolloodusliku koosluse hooldamise toetuse abil Natura 2000 võrgustiku alal asuvaid poollooduslikke kooslusi ca 35 000 hektaril3.
3. 2010. a esitati poollooduslike koosluste (PLK) hooldamiseks 886 taotlust (kokku 23 503 ha).
4. Aastaks 2050 suureneb maa-alade vähesuse tõttu niidetavate PLK-de pind 50 000 ha-ni. Sellelt maa-alalt saab koguda biomassi energia tootmise eesmärgil. Ülejäänud 50 000 ha kasutatakse karjatamiseks, loomasööda tegemiseks või on seal majandamiseks muud piirangud, takistused jmt4. Sellest
 
a) 25 000 ha kasutatakse biogaasi tootmisel (vt artikkel Biogaasi energeetiline ressurss);
b) 25 000-l hektaril kogutakse biomassi põletamise eesmärgil, vajadusel tehakse pelleteid;
5. Põletamiseks kasutatava biomassi energeetilise ressursi hindamisel on kasutatud lammi-, puis-, ja pärisaruniitude energeetilist potentsiaali5.
6. Energiapotentsiaalina on kasutatud
 
a) 105 GJ/ha lamminiidul;
b) 49 GJ/ha pärisaruniidul;
c) 31 GJ/ha puisniidul (biomassi kütteväärtuse alusel)6.

Roog

Roo energeetilist potentsiaali on hinnatud mitmesugustes7 TTÜ Soojustehnika Instituudi teadlaste poolt koostatud uuringutes. Arvestades bioenergeetilisel eesmärgil koristuseks sobivate roostike levikut, kevadise koristuse kuivainesaagist (4,5 t/ha) ning kuivaine kütteväärtust (4,93 MWh/t), võib järeldada, et roostike teoreetiline energeetiline potentsiaal ulatub 250 GWh-ni aastas. Sealjuures paikneb 42% ressursist Lääne maakonnas.8.

Roo energeetilise potentsiaali hindamisel on kasutatud järgmist algeeldust:

 
1. 2020. aastaks on roostik võetud kasutusele 50% ulatuses kogu teoreetilisest potentsiaalist.

Põhk

Põhu energeetilist ressurssi on hinnatud uuringus "Eestis olemasoleva, praeguse või juba kavandatud tootmise-tarbimise juures tekkiva biomassi ressursi hindamine". Selle kohaselt toodeti aastatel 2004-2006 keskmiselt ligikaudu 674 000 tonni põhku, mille kütteväärtus ulatub 3201 GWh-ni. Aruande kohaselt põhku biokütusena siiski lähiaastatel kasutama hakata ei saa, sest see on üheks olulisemaks mulda tagastatavaks orgaanilise aine allikaks huumuse taastootmisel.9.

Põhu kogusaagist võiks omada biokütusena väärtust vaid talivilja põhk, esmajoones rukki põhk, kuid seda vaid lokaalse küttena talu või ettevõtte kuivatites. Edaspidi, teravilja saagikuse suurenedes võib põhu kasutamine biokütusena suureneda.10

Ülaltoodust tulenevalt kasutati põhu energeetilise ressursi hindamisel järgmist algeeldust:

 
1. 10% põhu teoreetilisest tekkekogusest on kasutatav energeetilisel otstarbel ja 90% läheb tagasi mulda.

Rohtse biomassi energeetilise ressursi potentsiaal

Tabelis 1 ning joonisel 4 on kirjeldatud Energiaressursside töögrupi hinnangut põletamiseks sobiliku rohtse biomassi energeetilise ressursi potentsiaalile aastani 2050. Tegemist on ühega võimalikes prognoosidest. Täpsemalt on mitmesuguste ressursside kasutuselevõtuprognoose käsitletud ENMAK-i stsenaariumites.

Energiaressursside töögrupi analüüsist nähtub, et aastaks 2050 võib rohtsest biomassist põletamisel saada kuni 914 GWh energiat. Ressursside tegelik kasutuselevõtt on otseses seoses majandusliku otstarbekuse ning nõudlusega.

Tabel 1. Rohtse biomassi energeetilise ressursi potentsiaal27

Joonis 4. Rohtse biomassi energeetilise ressursi potentsiaal28

Biomass põllumajandusmaadelt

Põllumajandusmaade biomassi ressursi hindamine

Energeetilise potentsiaali hindamisel näeb põllumajandusmaad mõtet jagada:

a) kasutamata põllumajandusmaa;
b) kasutusel põllumajandusmaa.
 

Sealjuures on Energiaressursside töögrupp eeldanud, et põllumajandusmaadelt saadavat ressurssi kasutatakse biogaasi tootmisel11.

Kasutamata põllumajandusmaade ressursi hindamisel lähtuti järgmistest algeeldustest:12

1. Toetusõiguslikku põllumaad ilma rohumaadeta on 1 078 330 ha13
2. 2011. aastal taotleti ühtset pindalatoetust (ÜPT) 915 561 ha ulatuses,
 
sealjuudes loetakse põllumajandusmaad, millele toetust ei taotletud (162 769 ha) kasutamata põllumajandusmaaks14.
3. Kasutamata põllumajandusmaast on biogaasi tootmiseks 2020 aastal kasutatav 20%, ehk 32 554 ha
4. 2050. aastal on kasutatav 50%, ehk 81 385 ha.
5. Nendel põldudel võib kasvatada kultuure, mida saab anaeroobses kääritusprotsessis eraldiseisvalt kasutada ning mis on energiarikkad (N: mais).
6. Rohumaid on kokku 246 000 ha (ilma pool-looduslike kooslusteta (100 000 ha)), sellest 192 000 ha on saanud ÜPT-d, kuid toetust taotlenud juriidiline isik ei oma loomi 15.
7. Seetõttu eeldatakse, et sellest pindalast 20 % (38 400 ha) on kasutatav biomassi kasvatamiseks, mida kasutatakse aastal 2020 biogaasi tootmiseks.
8. Aastal 2050 on kasutatav pindala suurenenud 50 %-ni (96 000 ha)


Kasutuses olevate põllumajandusmaade ressursi hindamisel lähtuti järgnevast:16

1. Toetusõiguslikku põllumaad ilma rohumaadeta on 1 078 330 ha17.
2. Energiakultuuride kasvatamiseks on soovitav põlluvahelduse korras kasutada 5% (53 917 ha). See suurus ei ole ajas muutuv 18.

Kasutusest väljas olev põllumajandusmaa Eestis

2014. aastal valmis Eesti Arengufondi tellimusel uuring "Kasutusest väljas oleva põllumajandusmaa ressurss, struktuur ja paiknemine", tuvastamaks piirkonnad, kus bioenergia tootmiseks kasutuselevõetav põllumajandusmaa ei vähenda olemasolevat, toidu tootmiseks vajalikku, maakasutust.19

Analüüsi koostamisel lähtuti Maa-ameti maakatastri ning PRIA andmebaasides kajastatud toetusõiguslikust pindalast. Kuivõrd kasutusest välja jäävat põllumajandusmaad saab kirjeldada mitmetel alustel, koostati arvutused, sõltuvalt põllumaade võsastumise hinnangutest, mitmesuguste stsenaariumite kohta ( tabel 2). Täpsemad stsenaariumite kirjeldused on leitavad uuringust. Kokku on Eesti põllumajandusmaa ressurss 1 140 000...1 240 000 ha, sealjuures on vaba ressurssi 230 000...330 000 ha ulatuses. Keskmine kasutusest väljas oleva maa suurus varieerub 1,1...1,6 ha-ni. Kuivõrd mediaansuurused jäävad vahemikku 0,28...0,66, saab järeldada, et enamik rakendamata põllumajandusmaid on siiski ~0,5 ha suurused.20

Mida väiksem on kasutatava põllumajandusmaa ühe ühiku pind, seda ebaotstarbekam on tema majandamine. Seega on tegelikult kasutusse võetava vaba põllumajandusmaa ressurss seda väiksem, mida madalamaks hinnatakse pinna suurusühiku vähenemisel kasutamise otstarbekust. Kui näiteks seada kasutusele võtmise otstarbekuse alumine piir 3 ha juurde, siis on tegelikuks kasutatavaks ressursiks 129 000...199 000 ha sõltuvalt stsenaariumist (realistlik stsenaarium 166 000 ha) ning see maht moodustab ~56 % kogu vabast ressursist.21

Kõige rohkem kasutuseta maid on Lääne-Eesti saartel, Kirde-Eestis ning Tallinna ümbruses ( joonis 5). Samas on 15 km transpordiraadiust arvestades kõige rohkem kasutamata maad Lõuna-Eestis, Suure-Kambja ümbruses ( joonis 6). Sealjuures asuvad 'viis suurima kasutamata põllumajandusmaa ressursiga piirkonda (raadiused 15km) Lõuna-Eestis', asukohtadega Kambja, Vastseliina, Puka, Kanepi ja Tarvastu vallas, moodustades kokku ca. 18% kogu Eesti kasutamata põllumajandusmaa ressursist.22

 

Tabel 2. Kasutuseta põllumajandusmaa ressursi struktuur29

Joonis 5. Põllumajandusmaa ressurss ja kasutamata maa osakaal maakondade lõikes - realistlik stsenaarium30

Joonis 6. Kasutusest väljas olev põllumajandusmaa Eestis - realistlik stsenaarium31

Täiendavat lugemist

Aasta

Kategooria

Pealkiri

2012

Arengukava

Eesti maaelu arengukava 2007-2013

2011

Analüüs

Pindalatoetused 2011

2014

Veebileht

Põllumajanduse Registrite ja Informatsiooni Amet

2014

Uuring

Kasutusest väljas oleva põllumajandusmaa ressurss, struktuur ja paiknemine

2007

Uuring

Eestis olemasoleva, praeguse või juba kavandatud tootmise-tarbimise juures tekkiva biomassi ressursi hindamine

2013

Uuring

Biomassi kasutamine energeetikas Lõuna-Eesti regioonis

2014

Veebileht

Rohtse biomassi-alane avaldatud akadeeminile teave

2011

Uuring

Tartumaa taastuvate olme- ja tööstusjäätmete energiaressursside ülevaade

2011

Uuring

Production chains for straw biomass and energy production using a whole bale boiler

2007

Ülevaade

Ülevaade Eesti bioenergia turust 2006. aastal

2008

Ülevaade

Ülevaade Eesti bioenergia turust 2007. aastal

2011

Ülevaade

Ülevaade Eesti bioenergia turust 2010. aastal

2012

Ettekanne

Eesti bioenergia turg 2010. aastal

1995

Lõputöö

Mimeaastased rohttaimed energeetilise toormena Eesti Vabariigis

2003

Lõputöö

Energiavõsa Eestis

2012

Doktoritöö

Site-specific energy crop planning: potential land resource, pedo-climatic and economic risks

2005

Käsiraamat

Biokütuse kasutaja käsiraamat

2014

Veebileht

The Bioenergy System Planners Handbook

2014

Ülevaade

Sustainable Use of Biomass

2013

Ettekanne

Bioenergeetika olulisus metsaomanikule

2012

Ettekanne

Global usage perspectives of biomass

2012

Ettekanne

Taastuvenergia osatähtsus Eestis ja biomassi osatähtsus

2012

Ettekanne

Biomassist energiat, kas mõju puiduhinnale on tingitud sellest

2011

Ettekanne

Biokütuste termokeemiline töötlus. ORC-l põhinev soojuse ja elektri koostootmine

2007

Uuring

Bioenergiastrateegia Balti mere regioonis

2006

Aruanne

Biomassi kättesaadavus ja maksumus maanteesõidukikütuste toorainena Euroopa Liidus

2011

Ettekanne

Biokütuste potentsiaalist Eestis

2004

Analüüs

Biodiisli tootmise alustamise tasuvuse analüüs

2007

Uuring

Biofuels - is the cure worse than the disease?

2007

Uuring

Biofuels - at what cost?

2007

Raport

Well-to-wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the european context

2005

Projekt

Biokütuste tootmise ja kasutamise riikliku programmi ettevalmistamine

-

Väljaanne

Põllumajanduses kasutatavate biogaasiseadmete gaasitootlus

2007

Lõpparuanne

Maaressurss

2007

Aruanne

Rohtsete energiakultuuride uuringud

2007

Lõpparuanne

Puittaimede kasutusvõimalused energiakultuurina Eestis

-

Aruanne

Päideroo, teraviljade ja kanepi kasutusvõimalused energiakultuurina Eestis

2007

Lõpparuanne

Galeega ja lutsern energiakultuuridena Eestis nii kuiva massina otsepõletamiseks kui toore massina edasiseks ümbertöötlemiseks

2008

Lõpparuanne

Biomassi tehnoloogiauuringud ja tehnoloogiate rakendamine Eestis

2007

Vahearuanne

Energiakultuuride tootmise tasuvusuuring

2014

Bakalaureusetöö

Eesti metsamaa investeeringu tootluse ja riski analüüs ning sobivus inflatsiooniriski maandamiseks

2012

Aruanne

Rohetöökohtade potentsiaal Eestis

2015

Magistritöö

Eesti biometaani ressursside kasutuselevõtu analüüs

2014

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2014

2013

Lõpparuanne

Eesti metsa- ja puidutööstuse sektoruuring 2012

2010

Aruanne

Biomassist elektrienergia koostootmise täpema juhise ettepaneku seletuskiri

2010

Aruanne

Biomassist elektrienergia koostootmise täpsema juhise ettepanek

Viited

  1. Keskkonnaamet. Pool-looduslikud kooslused, (07.08.2013).↩︎
  2. Põllumajandusministeerium. Eesti maaelu arengukava 2007-2013, 2012↩︎
  3. Estonian Development Fund. Final Report. Energy Resources of Estonia, 2013.↩︎
  4. Heinsoo, Katrin; Melts, Indrek; Sammul, Marek; Holm, Bert (2010). The potential of Estonian semi-natural grasslands for bioenergy production. Agriculture Ecosystems & Environment, 137(1-2), 86 - 92.↩︎
  5. Kask, Ü., Kask, L., Paist, A. Reed as energy resource in Estonia. – Ikonen, I., Hagelberg, E (eds). Read Up on Reed. Turku, Southwest Finland Regional Environment Centre, 2007.↩︎
  6. Muiste, P; Padari A. jt. Eestis olemasoleva, praeguse või juba kavandatud tootmise-tarbimise juures tekkiva biomassi ressursi hindamine. Tartu 2007.↩︎
  7. Teeväli, Asko. Põllumajanduse Registrite ja Informatsiooni Amet, e-kiri 24.01.2013.↩︎
  8. Vohu, V. Kasutusest väljas oleva põllumajandusmaa ressurss, struktuur ja paiknemine. Eesti Arengufond, Tallinn 2014.
  9. Statistikaamet. KK91: Kodumaine toormekasutus toorme liigi järgi. (29.04.2015).↩︎
  10. Kukk, T., Sammul, M. Loodusdirektiivi "Poollooduslikud kooslused" ja nende pindala Eestis. Eesti Looduseuurijate Seltsi aastaraamat 84.↩︎