1. Energiamajandus. Taastuvad energiaallikad
Koostaja: Ülle Liiber
Avaldatud Creative Commons litsensi „Autorile viitamine+ jagamine samadel tingimustel 3.0 Eesti (CC BY-SA 3.0) alusel vt

2. Taastuvad energiaallikad
Taastuvatel energiaallikatel põhinevad:
Päikeseenergia
soojusenergia
elektrienergia
Hüdroenergia
Laineenergia, tõusu-mõõnalaine energia
Tuuleenergia
Geotermaalenergia
Biomassienergia

3. Uutes elektrijaamades kasutatakse järjest enam taastuvaid energiaallikaid
Üle poole igal aastal ehitatavatest uutest elektrijaamadest kasutab taastuvaid energiaallikaid MW

4. Kuidas kasutatakse vee- ehk hüdroenergiat
Hüdroenergia on energia liik, kus energia vabaneb vee vabal langemisel raskusjõu toimel.
Hüdroenergiat saab muuta otse mehhaaniliseks energiaks (näiteks vesiveskites) ja elektrienergiaks (hüdroelektrijaamas).
Maailma teoreetiline hüdroenergiabaas on neli korda suurem kui praegu kasutusel olevad ressursid.
Enamik reaalsest hüdroenergia potentsiaalist asub Aasia ja Aafrika arengumaades. Arendamine võimalik vaid väga suure välisabi toel.
Põhja-Ameerika ja Lääne-Euroopa hüdroenergia varud on juba suuresti kasutuses. Täiendavate hüdroskeemide areng põrkuks elanikkonna vastuseisule (üleujutused, tammid).
Hüdroenergia tootmise kasv tuleb olemasolevate seadmete täiustamisest ja energiakadude vähendamisest.

5. Kuidas töötab hüdroelektrijaam?
VAATA! Kuidas töötab hüdroelektrijaam?

6. Suurimad hüdroenergia tootjad milj kWh
2/3 maailma hüdroenergia toodangust annavad 10 riiki.
16%
57%
83% 7%
19%
99%
10%
13%
71%
40%
mln kWh
Hooveri tamm ja hüdroelektrijaam USA-s installeeritud võimsusega 2080 MW

7. Maailma suuremad hüdroelektrijaamad
Installeeritud võimsus GW

8. Kolme Kuristiku hüdroelektrijaam Hiinas
Paisu ehitamist Jangtse jõele alustati juba aastal ja see peaks täielikult valmima aastaks.
Kolme Kuristiku piirkond enne elektrijaama ehitamist.

9. Kolme Kuristiku Hüdroelektrijaam
Kolme Kuristiku hüdroelektrijaama paisu pikkus on 2335 m ja kõrgus on 185 m.
Hüdroelektrijaama võimsus oli aastal 22,4 GW ja energiat toodeti 85 miljardit kWh.
Kolme Kuristiku asukoht

10. Jangtse jõe pikiprofiil ja rajatud paisud
Laevad “ületavad” paisu läbi lüüsi

11. Kolme Kuristiku hüdroelektrijaam Hiinas
Paisu taha tekkinud veehoidla ujutas üle 1000 km2 suuruse ala.
Vee alla jäid
ligi 100 linna ja 1,9 miljonit inimest pidi seetõttu mujale kolima;
ha põllumajanduslikku maad;
umbes 1000 arheoloogilist vaatamisväärsust;
väga paljud sh haruldased looma- ja taimeliigid.

12. Hüdroenergia eelised ja puudused
- Taastuv energia.
- Keskkonnasõbralik, õhusaastet ei teki.
Jooksvad kulud väikesed, seega elektri omahind väike.
Puudused
Ehitamine väga kallis.
Saab ehitada vaid sinna, kus on suure languga veerikas jõgi.
Suur mõju ümbritsevale ökosüsteemile.
HEJ tammi taha tekkiva veehoidla tõttu:
hävivad paljud looma- ja taimeliigid, kaovad elupaigad ja kasvukohad;
muutub kohalik ökosüsteem;
muutub kohalik kliima (suurem aurumine);
piirkonnas võib tekkida seismilisi probleeme
HEJ tammi tõttu:
on häiritud kalade liikumine jões;
Jõuab jõe alamjooksule vähem settematerjali (viljakat muda);
kuhjuvad setted tammi taha ja veehoidlat peab aeg-ajalt puhastama.

13. Hüdroenergia kasutamine Eestis
Eesti jõed on väikesed, üsna veevaesed ja väikese languga.
Siiski on vesiveskite jõudu Eestis kasutatud juba alates 13. sajandist.
Esimesed hüdroelektrijaamad rajati 20. sajandi alguses.
1936. a moodustas hüdroelektrijaamade koguvõimsus 28,6% elektrijaamade kogutoodangust.
Enamik veejõuseadmeid purustati sõja ajal. Pärast sõda, aastail , paljud neist taastati, käiku lasti ka uusi veejõujaamu.
Põlevkivienergeetika arenguga tunnistati hüdrojaamad mitteperspektiivseteks.
Eestis töötas kunagi üle 700 vesiveski, millest praegu oleks võimalik taastada

14. Linnamäe ja Keila-Joa hüdroelektrijaamad
Linnamäe HEJ asub Harjumaal, Jägala jõel.
See on Eesti suurim hüdroelektrijaam, mille koguvõimsus on 1,1 MW.
Suurim aastane toodang
7 GWh aastas.
Keila-Joal on elektrit toodetud aastast saadik.
Seadmed seisati aastal, sest need olid vananenud ja hoolduskulud kõrged.
2006. a. lõpetati elektrijaama rekonstrueerimine ja jaam avati taas.
Elektrijaama võimsus on 365 KW ja aastatoodanguks on ligi 2,5 GWt.

15. Hüdroelektrijaamad Narva ja Daugava jõel
Narva hüdroelektrijaam asub Narva jõel Narva ja Jaanilinna vahel.
Kuulub Venemaale.
Elektrijaam alustas tööd aastal. Võimsus 125 MW
Daugava jõele rajatud kolme hüdroelektrijaama elektritootmise kogumaht on 1549 MW
Pļaviņase HEJ, mis alustas tööd projekteeritud täisvõimsusel aastal.

16. Tuuleenergia 83 riiki kasutab tuulikuid elektrienergia tootmiseks.
2010. aastal andsid tuulikud 2,5% maailma elektrienergia toodangust.
Tuulikute installeeritud võimsus on MW (2010. aasta jooksul lisandus MW võimsust, sellest natuke üle poole andis Hiina).
2010. aastal tõusis Hiina USA ees suurimaks tuuleenergia tootjaks.
Kõik maailma tuulikud suudavad aastas toota 430 TeraWh elektrienergiat, so rohkem kui tarbib aastas elektrit Suurbritannia.
Euroopas on suurimateks tootjateks Saksmaa ja Hispaania.
Suurim tuuleenergia osatähtsus elektrienergia tootmises on Taanil 21%, Portugalis (18%), Hispaanias (16%).

17. Fakte tuuleenergia ajaloost
Esimesed teated tuuleenergia kasutamisest pärinevad Egiptusest 5000 a tagasi, kui tuult kasutati laevapurjedes Niiluse ühelt kaldalt teisele sõitmiseks.
Umbes 2000 eKr ehitati esimene tuuleveski Babüloonias.
10. sajandil kasutati võimsaid tuuleveskeid juba Afganistanis, 13.sajandil Hiinas, Pärsias.
Kirjalikud teated Madalmaade tuulikutest pärinevad aastast, kus neid kasutati vee pumpamiseks.
a. talvel ehitas Charles F. Brush tuulegeneraatori, mida loetakse praegu esimeseks elektrit tootvaks tuuleturbiiniks.
1970. aastate naftakriis sundis tuuleenergia kasutamisele uuesti mõtlema.

18. Tuuleenergia installeeritud võimsus MW
Muu maailm
Aasia
Põhja-Ameerika
Euroopa

19. Suuremad tuuleenergia tootjad maailmasMW
Hiina
USA
Saksamaa
Hispaania
India
Itaalia
Prantsusmaa
Suurbritannia
Kanada
Taani

20. Tuuleenergiale võib ka nii läheneda ...
Tuulikute installeeritud võimsus inimese kohta (kW/in)
Taani
Hispaania
Portugal
Saksamaa
Falklandi s-d
Iirimaa
Rootsi
Holland
USA
Austria
Uus-Meremaa
Kanada
Eesti
Kreeka
Itaalia
Norra
Prantsusmaa
Austraalia
Belgia
Luxemburg

21. Suurema tuuleenergia osatähtsusega riigid
Taanis - 21% elektrienergiast
Hispaanias – 16%
Saksamaal 9%
Portugalis - 18%

22. Rannikutuulepargid Rootsi Belgia Holland Taani Suurbritannia
Tuulepark Taanis
võimsus 2009.a. võimsus 2010.a.
Rootsi
Belgia
Holland
Taani
Suurbritannia

23. Tuuleenergia kasutamine Saksamaal
Kasutusel on erineva suuruse ja võimsusega tuulikud.

24. Tuuleenergia Eestis
Eestis puhuvad valdavalt lääne- ja kagutuuled, aasta keskmine tuulekiirus on 4-5 m/s.
Kõige tuulisem kuu on detsember, siis on saartel tuule keskmine kiirus 7m/s.
Eestis on kõige tuulisemad rannikualad, kus keskmine tuulekiirus on 5-6 m/s või isegi rohkem.
2010. aasta lõpuks oli installeeritud 149 MW tuuleenergiat. Kogu aasta tuuleenergia toodang oli 276 GWh aasta toodang 340 GWh.
VAATA! Tuuleenergia tootmist Eestis

25. Tuuleenergia tootmise eelised ja puudused
- Taastuv energia
- Keskkonnasõbralik, õhusaastet ei teki
Jooksvad kulud väikesed, seega elektri omahind väike
Suhteliselt lihtne rajada
Saab ehitada vaid sinna, kus on pidevalt tugev tuul
Vajavad suurt territooriumi
Ehitamine suhteliselt kallis
Tuulevaiksemal perioodil ei tööta
Rikuvad maastiku visuaalset plti
Lähiümbruses müra ja valgussaaste
Ohuks lindudele

26. Päikeseenergia
Maale langeb korda enam päikesekiirgust kui inimkond praegu tarbib.
Kasutatakse nii soojus-kui elektrienergia tootmiseks.

27. Päikeseenergiat salvestatakse eri meetoditel
Peegelsüsteemid. Peeglid koondavad päikesekiired kitsasse punkti, kus asub aurugeneraator. Tekkiv aur suunatakse turbiinile, mis käivitab elektrigeneraatori.
Päikesepaneelid

28. Päikesetornid
Suhteliselt suure võimsusega päikeseelektrijaam, mis on võib energiat salvestada ja seda anda ka öisel ajal.
Tuhanded peeglid koondavad päikesekiired torni tipus paiknevale vastuvõtjale, mis sisaldab soojustkandvat vedelikku ja see omakorda annab energia soojusvaheti kaudu üle aurugeneraatorile, mis käivitav elektrigene-raatoriga ühendatud turbiini.

29. Fotoelektrilised päikeseelektrijaamad
Eeliseks:
* modulaarsus – võimalik lihtsalt koostada soovitud võimsusega süsteeme ja soovi korral hiljem täiendavaid paneele lisada;
* võimalik paigaldada nii katustele kui fassaadidele
* võimalik kasutada autonoomse toiteallikana
* sisuliselt hooldusvaba

30. Maa siseenergia e geotermaalenergia
Geotermaalenergia on maa (geo) sisene soojus (therme).
Jaotatakse kaheks:
- kõrgetemperatuuriline - näiteks Islandil kasutatakse elektri tootmiseks peamiselt 90°C+ ja USA-s temperatuuriga 150°C+.
madalatemperatuurilne -alla 90°C geotermaalenergia.
Eestis rakendatakse geotermaalenergiat peamiselt maasoojuspumpade abil.

31. Geotermaalenergia kasutamine
Geotermaalenergiat kasutab maailmas 70 riiki.
Otsene kasutamine – soe vesi
kasvuhoonete kütmine
ujlad, spaad
kalatiigid
majade kütmine, tänavate küte
tööstuses (teravilja kuivatamine jmt).
Soojusenergia suurimaks puuduseks on see, et seda pole mõtet 30 km kaugemale transportida.
Elektrienergiat saab aga transportida suurte kauguste taha.
Elektrit saab kasutada väga mitmekülgselt, seepärast muudetakse geotermaalenergia eelkõige elektrienergiaks.
Kasutatakse eri tüüpi geotermaalelektrijaamasid.
Survepuur-kaev
Tarbepuur-kaev

32. Esimene geotermaalelektrijaam
Esimene geotermaalelektrijaam ehitati samuti Larderellos, Itaalias aastal. See hävis Teises maailmasõjas, kuid taastati ja töötab tänaseni.
Prints Piero Ginori Conti leiutas aastal Larderellos Itaalias esimese seadme, millega sai toota geotermaal-energiast elektrit.

33. Peamised geotermaalenergia tootjad
2010. aastal kasutas 26 riiki geotermalenergiat elektri tootmiseks.
Installeeritud koguvõimsus MW.
Aastas toodeti GWh elektrienergiat
25%
30%
27%
0,3%
% riigi elektrienergia tootmisest
võimsus MW
Andmed:

34. Geotermaalenergia kasutamine Islandil
Islandil annab geotermaalenergia suurema osa elektrienergiast.

35. Biomass
Biomassienergia on soojusenergia, mis saadakse mingit tüüpi biomassi põletamisel.
Biomassi all mõistetakse taimset materjali, mis on põletamiseks pisavalt kuiv.
puiduhake ja -jäätmed,
energiamets
saepuru
põõsastaimed
pilliroog
hundinui
põhk
turvas jne.

36. Energiavõsa
Võsana kasvatatakse kiirelt kasvavaid puittaimi (paju), mille 2-3 aastaseid puitunud võrseid kasutatakse hakituna ja kuivatatuna soojuse tootmiseks.
Paju on kiirekasvuline ning seob kasvuperioodil sama palju süsihappegaasi kui selle sama paju biomassi põletamisel eraldub.
Energiavõsa ei saasta keskkonda süsihappegaasiga
Energiavõsa kasvatamisel annab ära kasutada mitte
ainult mineraalväetisi, vaid ka reovett või reovee-
puhastis tekkivat jääkmuda.
Energiavõsa kasvupinda-väheväärtuslikku põllumaad
-on küllaga.

37. Biogaas
Biogaas ehk käärimisgaas on orgaanilise aine käärimisel tekkiv gaas
Saadakse suure orgaanilise aine sisaldusega olme-ja loomakasvatusjäätmete kääritamisel.
Orgaanilise aine suurte koguste juures (prügimäed, loomakasvatus-suurfarmid) võidakse kasutada energeetilise kütusena kohaliku vajaduse katmiseks.

38. Biokütused õlikultuuridest
Ben Phalan
Rapsist ja rüpsist saadav õli sobib biodiisli tooraineks.
Õlipalmist biodiisli tootmine on suurendanud survet keskkonnale ja vähendanud toidukultuuride kasvatamiseks sobiliku maa pindala.
Ariidses kliimas perspektiivikas õlitaim Jatropha (piimalilleliste hulgast) on sukulentne põõsastaim