Koostootmine

Allikas: Energiatalgud

Energiatehnoloogiad.pngElektrimajandus.pngSoojusmajandus.png

Artikkel Koostootmine täiendab artikleid Kaugküte ning Soojusvarustus. Soojuse ja elektri koostootmine on protsess, mille käigus väljastatakse ühest seadmest kaht liiki energiat:
a) soojust ja
b) mehhaanilist energiat, mis üldjuhul muudetakse elektriks.


Peaartikkel: Soojusvarustus
Seotud artiklid: Kaugküte; Soojusmajandus; Soojusmajanduse ENMAK stsenaariumid


Soojuse ja elektri koostootmine Eestis

Seadusandlik regulatsioon

Seotud artiklid: Elektrimajanduse regulatiivne keskkond; Soojusmajanduse regulatiivne keskkond


Koostootmisseadmete rajamist ning selle toodangu müüki reguleerivad järgmised seadusandlikud dokumendid:

a) Elektrituruseadus;
b) Võrgueeskiri;
c) Kaugkütteseadus;
d) Konkurentsiseadus.

Elektrituruseaduse mõistes on koostootja isik, kes toodab elektrienergiat tõhusa koostootmise režiimil. Tõhusa koostootmise üldnõuded on toodud määruses "Tõhusa koostootmise nõuded". Kasutades koostootmisseadmes biomaassi, peab arvestama ka "Biomassist elektrienergia koostootmise juhistega".

Soojuse ja elektri koostootmine

Seotud artikkel: Energiatarbimine


Eestisse installeeritud koostootmisvõimsusi (joonis 2) ning koostootmise abil toodetud elektri (joonis 3) koguseid Eestis saab hinnata, kasutades Elering AS-i andmeid Eesti elektrisüsteemiga liidetud tootmisvõimsuste ning taastuvenergia ja tõhusa koostootmise toetuste jaoks. Tuleb mainida, et joonise 2 kajastatud andmetes sisalduvad ka Narva elektrijaamade andmed, mis moodustavad ~75 % kogu Eesti elektrisüsteemiga ühendatud tootmisseadmete installeeritud netovõimsustest.

2013. aastal toetati elektritootmist 1135 GWh ulatuses, sealjuures moodustas koostootmine (tõhus koostootmine, elektri tootmine biomassi ning biogaasi abil) ~62 % kogu toetatud elektritoodangust (joonis 3).

Ülevaate Eesti koostootmisjaamades toodetud soojuse ning elektri kogustest annavad Statstikaameti andmetabelite alusel koostatud jooniselt 4 ning jooniselt 5. Eestis asuvad koostootmisjaamad ning soojuselektrijaamad on toodud joonisel 1.

Tehnoloogiad

Koostootmisseadmed võib vastavalt elektrilisele väljundvõimsusele jagada:

a) mikrokoostootmisseade - koostootmisseade, mille Pe < 50 kW;
b) väikekoostootmisseade - koostootmisseade, millel 50 kW < Pe < 1 MW;
c) suured koostootmisseadmed – koostootmisseadmete talituslik kogum, mille Pe > 1 MW.

Tehnoloogiatest (tabel 1) saab eristada:

1) kombineeritud tsükliga gaasiturbiine koos utilisaatorkatlaga;
2) vasturõhuauruturbiine;
3) vaheltvõttudega auruturbiine;
4) gaasiturbiine koos utilisaatorkatlaga;
5) sisepõlemismootoreid;
6) mikroturbiine;
7) Stirling-mootoreid;
8) kütuseelemente;
9) aurumootoreid;
10) orgaanilised Rankine ringprotsesse;
11) muid tehnoloogiad või nende kombinatsioone, mis vastavad koostootmise mõistele.[1]

Auruturbiinid

Auruturbiinide töö põhineb Rankine'i ringprotsessil. Auruturbiinid võib jagada:

a) vasturõhuturbiinideks;
b) reguleeritava vaheltvõtuga turbiinideks.

Vasturõhuturbiinide kasutamisel tuleb arvestada, et mida kõrgem on soojusvõrku edastatava vee temperatuur, seda kõrgem peab olema turbiini vasturõhk ning seda väiksem on toodetud elektrienergia kogus. Vaheltvõtuga turbiinide kasutamisel ei sõltu elektriline koormus välisest soojuskoormusest, sest osa auru eemaldatakse enne lõpprõhuni paisumist.[2]

Gaasiturbiinid

Gaasiturbiinseadme töö põhineb Braytoni ringprotsessil. Sealjuures saadakse soojust gaasiturbiinist väljuvate gaaside utiliseerimisel. Selleks kasutatakse kombineeritud gaasi- ja auruturbiiniga süsteeme, kus gaasiturbiinist lahkuv gaas suunatakse utilisaatorkatlasse, kus selle soojuse arvel toodetakse auru, mis suunatakse auruturbiini. Seega kasutatakse nimetatud süsteemi puhul nii Braytoni kui ka Rankine’i ringprotsessi. Kui gaasiturbiinseadmete elektriline väljundvõimsus on vahemikus 250 kW (30 kW mikro) … 480 MW, siis kombineeritud auru-gaasitsükliga seadmeid kasutatakse suuremate elektriliste väljundvõimsuste juures (Pe > 3 MW).[2]

Sisepõlemismootorid

Sisepõlemismootoriga seade põhineb:

a) Otto või
b) Dieseli ringprotsessil.

Ka eelnimetatud koostootmisseadmete puhul kasutatakse soojuse saamiseks seadmest väljuvaid gaase.[2]

Stirlingmootor

Stirlingmootor tänapäevases tähenduses põhineb kinnisel ringprotsessil, mis koosneb kahest isotermilisest ning kahest isohoorsest protsessist. Need toimuvad kahe omavahel kooskõlastatult liikuva kolvi (töökolb, väljatõrjekolb) koostöös.[2]

Kütuseelement

Kütuseelemendi kasutamisel toimub kütuse elektrokeemiline oksüdatsioon („külm põletamine“), mille tulemusena saadakse nii elektrit kui ka soojust. Kütuseelement koosneb katalüsaatorit sisaldavatest poorsetest elektroodiest, mille vahel on elektrolüüt (ioonmembraan). Kütuseelemendi tööolukorras juhitakse anoodile vesinik ja katoodile hapnik. Kuivõrd reaktsiooniks vajalik elektronide vahetus ei toimu mitte läbi elektrolüüdi, vaid välist elektriringi pidi, tekib reaktsiooni tulemusena alalisvool.[2]

Aurumootor

Aurumootori Pe jääb vahemikku 25…1500 kW (Spillingu aurumootor) ning selle elektriline kasutegur on väikestel koormustel suurem kui auruturbiinil. Aurumootori kasutamist takistavateks põhilisteks probleemideks on töökindlus ning tootjate puudumine.[2]

Orgaaniline Rankine'i ringprotsess (ORC)

ORC (Organic Rankine Cycle) on protsess, kus soojust muundatakse mehaaniliseks energiaks Rankine’i ringprotsessi abil. Sealjuures on soojuse edastuskeskkonnaks mitte vesi, vaid orgaaniline töövedelik (õli). ORC-seadmeid iseloomustab kõrge koormusdiapasoon.


Koostootmine tulevikus

Seotud artiklid: Soojusmajanduse ENMAK stsenaariumid; Elektritootmise ja -võrkude ENMAK stsenaariumid

Koostootmine ja kaugküte

Peaartikkel: Kaugküte


Soojuse ja elektri koostootmist on Eestis praegu rakendatud suuremates kaugküttevõrkudes (tabel 2).

Lisaks kaugküttevõrkudele, kus koostootmisjaamad on juba rajatud, on Eestis veel kaugküttevõrke, mille tarbimismahud on suhteliselt suured ning kus seega võiks tulevikus kaaluda koostootmise rakendamist (joonis 6). Rakvere linna rajati 2 koostootmisjaama [3], [4], [5].

Piirkonnad müügimahuga 10...20 GWh on joonisele 6 lisatud, arvestades, et ORC-tehnoloogia odavnedes on mõistlik ka nendes piirkondades kaaluda koostootmise kasutamist. ORC-tehnoloogia võimaldab koostootmise välja ehitamist ka väiksemate soojuskoormuste korral. Sealjuures tuleb arvestada, et koostootmise majanduslikku tasuvust tuleb vaadelda iga konkreetse juhtumi korral eraldi.

Koostootmine ja energiaühistud

Seotud artikkel: Energiaühistud


Hajaenergeetika ning energiaühistute kontseptsiooniga sobivad kokku koostootmisseadmed, mille Pe < 1…3 MW. Sealjuures on tähtis, et elektriline väljundvõimsus oleks võrreldes soojusliku võimsusega võimalikult suur.

Lisaks tabel 3 esitatule võib energiaühistute puhul kaaluda veel järgmisi tehnoloogiad:

a) ORCPe = 0,3…1,5 MW;
b) Puidu gaasistamine (pürolüüs) ning gaasi põletamine sisepõlemismootoris.

Väikekoostootmisele võivad tulevikus oma panuse anda ka energiateenusettevõtted.

Soojuse ja elektri maksumused

Peaartiklid: Elektrienergia hind; Soojuse hind; Soojusmajanduse ENMAK stsenaariumid; Elektritootmise ja -võrkude ENMAK stsenaariumid
Seotud artikkel: Energia hinna prognoosi alused

Koostootmisjaamas toodetud soojuse ning elektrienergia (ilma toetuseta) võimalikud maksumused tulevikus on kirjeldatud joonisel 7 ning joonisel 8.


RSS uudisvoog

Viited

  1. Riigi Teataja. Tõhusa koostootmise nõuded, (23.11.2013).
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Paist, A. Soojuse ja elektri koostootmise tehnoloogiatest, Eesti Põlevloodusvarad ja jäätmed 2013.
  3. Keskkonnainvesteeringute Keskus. Taastuvenergiaallikate laialdasem kasutamine energia tootmiseks ning kaugküttevõrkude parendamine. (13.10.2013).
  4. ERR. Rakvere koostootmisjaam valmib septembris. (13.10.2013).
  5. E24. Adven Eesti ehitab Rakverre koostootmisjaama. (13.10.2013).
  6. Elering AS. Eesti elektrisüsteemi tarbimisnõudluse rahuldamiseks vajaliku tootmisvaru hinnang. 2014.
  7. Elering AS. Varustuskindluse aruanded, (09.09.2015).
  8. Elering AS. Kuukokkuvõtted, (09.09.2015).
  9. 9,0 9,1 Statistikaamet. KE034: Koostootmisjaamade võimsus, toodang ja kasutatud kütus, (23.10.2015).
  10. Wolfram, J. Decentralised Power Generation in the Liberalised EU Energy Markets: Results from the DECENT Research Project. Springer, 2003.
  11. 11,0 11,1 11,2 Vali, Lembit. Kaugkütte energiasääst, Tallinn 2013.
  12. 12,0 12,1 Vali, Lembit. Kaugkütte energiasääst. Lisa 2, Tallinn 2013.
  13. Nord Pool Spot AS Elspot prices. (09.02.2014)
  14. Abimaterjalid tasuvusanalüüsi koostamiseks. (16.07.2013).
  15. Elektritootmise ENMAK stsenaariumid.


Täiendavat lugemist

Aasta Kategooria Pealkiri
2014 Uuring Levelized Cost of Electricity Renewable Energy Technologies
2013 Uring Energiateenusettevõtete turu käivitamise võimaluste analüüs
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
2013 Ajakiri Eesti Põlevloodusvarad ja -jäätmed 2013
2013 Uuring Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele. Osa I - Taastuvenergialahendused
2013 Uuring Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele. Osa III - Näidishoone
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
2011 Ettekanne Biokütuste termokeemiline töötlus. ORC-l põhinev soojuse ja elektri koostootmine
2006 Uuring Micro CHP systems: state-of-the-art
2008 Uuring Taastuvatest allikatest elektri tootmise võimalused Eestis
2007 Aruanne AS Narva Elektrijaamad energiakompleksi arendusprojekti KSH aruanne
2011 Aruanne Puiduhakkel põhineva soojuse ja elektri koostootmisjaama rajamine. Keskkonnamõjude eelhinnang
2013 Ettekanne Ventilatsioon ja soojuspumpade kasutamine kortermajadel ja ühiskondlikel hoonetel
2013 Ettekanne Maakütte käsiraamatu tutvustus
2013 Ettekanne Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi (nutikas) maja ja katelseadmete õppelabor
2013 Ettekanne Rakvere Tark Maja - Eesti esimene liginullenergiahoone - kaugküte kombineerituna lokaalküttega
2013 Ettekanne Teadmistepõhisest ehitusest
2013 Ettekanne Energiatehnoloogiate tulevikust
2014 Uuring Tarbimise juhtimine. Suurtarbijate koormusgraafikute salvestamine ning analüüs tarbimise juhtimise rakendamise võimaluste tuvastamiseks
2014 Ettekanne Puiduenergia ENMAK 2030+ valguses
2014 Ettekanne Metsaomaniku ja riigi energiatõhusus puidu turule toomiseks
2014 Ettekanne Puit - soojus ja elekter, kas ka autokütus
2014 Ettekanne Puiduenergia kogumine praktiku silmade läbi
2012 Ettekanne Kohalike biokütuste tootmisvõimalused Hiiumaal
2013 Ettekanne Kohalike biokütuste tootmisvõimalused Hiiumaal ning soojuse ja elektri koostootmise majanduslikud aspektid
2011 Ettekanne Biokütuste termokeemiline töötlus. ORC-l põhinev soojuse ja elektri koostootmine
2014 Raport Subsidies and costs of EU energy. An interim report
2014 Raport Subsidies and costs of EU energy. Lisa 1-3
2014 Raport Subsidies and costs of EU Energy. Lisa 4-5
2014 Kokkuvõte Eesti koostootmise tegevuskava. Kokkuvõte
2014 Kokkuvõte Cogeneration Roadmp for Estonia. Summary
2014 Aruanne Final Cogeneration Roadmap Estonia
2007 Ettekanne Eesti energiatehnoloogiate arendusstrateegia eeluuring
2007 Aruanne Energiatoodete maksustamise uuring
2014 Ettekanne Euroopa energiapoliitika valikud. Kas Euroopal on üldse valikut
2014 Ettekanne Eesti uus energiapoliitika. Konkurentsivõimeline taastuvenergia Eestis
2014 Ettekanne Eesti energiapoliitika mõju riigi konkurentsivõimele
2014 Ettekanne Eesti põlevkivienergeetika tulevik
2014 Ettekanne Eesti energiamajanduse arengukava aastani 2030
2012 Magistritöö Korteriühistute sotsiaalne ja finantsiline võimekus korterelamute renoveerimiseks
2013 Aruanne Aruanne elektri- ja gaasiturust Eestis 2013
2014 Aruanne Elektrilevi OÜ investeeringute vajalikkuse ja efektiivsuse hindamine
2014 Aruanne Väljavõte - gaasi varustuskindluse analüüs
2013 Aruanne Aruanne elektri- ja gaasiturust Eestis 2013
2014 Aruanne Ekspertarvamus maagaasikoguste mõõtmise kohta
2014 Aruanne Elektrilevi OÜ investeeringute vajalikkuse ja efektiivsuse hindamine
2014 Aruanne Konkurentsiameti poolt väljatöötatud kaalutud keskmise kapitali hinna (WACC) arvutamise metoodika analüüs
2011 Artikkel Suletud põlevkivikaevanduste ressurss - kaevandusvesi
2015 Ettekanne Energiamajanduse kavandamine ja toetused
2015 Ettekanne Korterelamu rekonstrueerimistoetuse põhitingimused
2015 Ettekanne Energiasäästu lahendustest korrusmajadele
2015 Ettekanne ESCO - rahastuse võimalus läbi energiasäästu maksumuse
2015 Ettekanne Energiatõhususe parendamine on majanduslikult otstarbekas ja kuluefektiivne. Näited Eesti praktikast
2015 Ettekanne Hakkepuidu katlamajade investeeringud põlevkiviõli hinna languse taustal - kas ka soojuse hind langeb?
2015 Ettekanne Sooja tootmine puidugraanulitega – mõistlik ja tänapäevane
2015 Ettekanne Soojusmajanduse investeeringud CO2 müügist Austriale
2015 Ettekanne Adven Eesti AS kogemused taastuvenergia projektide elluviimisel
2015 Ettekanne Kadrina Soojus AS kogemused taastuvenergia projektide elluviimisel
2015 Ettekanne 2014-2020 toetused kohalikule energiamajandusele
2015 Uuring Current and Future Cost of Photovoltaics
2014 Aastaraamat Taastuvenergia aastaraamat 2014
2010 Aruanne Biomassist elektrienergia koostootmise täpema juhise ettepaneku seletuskiri
2010 Aruanne Biomassist elektrienergia koostootmise täpsema juhise ettepanek

Kontaktvõrgustik

Alljärgnevalt on näha artikli kontaktvõrgustikuga liitunuid ning nende panust artikli valmimisse. Kui soovite ka ise kontaktvõrgustikuga liituda, võtke ühendust artikli teemahalduriga.

Light bulb.png Light bulb.png Light bulb.png - autor on teinud olulise panuse artikli valmimisse; autor panustab pidevalt artikli ajakohasena hoidmisel
Light bulb.png Light bulb.png - autor on pakkunud ühes või paaris artikli osas olulist sisendit; autor panustab aeg ajalt artikli ajakohastamisse
Light bulb.png - autor on panustanud mõne üksiku viitega või tähelepanekuga artikli valmimisse

On Teil ettepanekuid, kuidas "KOOSTOOTMINE" artiklit täiendada? Leidsite infot, mis ei ole enam ajakohane või vajab täpsustamist? Võtke ühendust artikli "KOOSTOOTMINE" teemahalduriga JAANUS UIGA e-aadressil jaanus.uiga@arengufond.ee või avaldage arvamust selle artikli ARUTELU all.

Personaalsed tööriistad
Energiatalgud Energiaühistud
Nimeruumid

Variandid
vaatamisi
Toimingud
Tööriistad