Värske doktoritöö pakub lahendusi, mis ei lase elektrit ja soojust raisata

Värske doktoritöö pakub lahendusi, mis ei lase elektrit ja soojust raisata. 01.07.2024. Nimelt paigaldati Utilitase Tallinna Elektrijaama suur elektrikatel, et vajadusel saaks sealt suunata „üleliigse“ elektri soojusesse. „Katla juurde on plaanitud ka energiasalvesti ning sellegi jaoks on vajalik plats juba olemas,“ annab teada värske doktor Kertu Lepiksaar, kellest pärast doktoritöö kaitsmist sai Tallinna Tehnikaülikooli Energiatehnoloogia Instituudi teadur. Tema sõnul kaalutakse aina rohkem ka soojuspumpade paigaldamist, et kasutada ära heitsoojust. „Näiteks peaks Paljassaarde tulema suur soojuspump, mis võtab kasutusse puhastatud reovee soojuse, enne kui see merre jõuab.“ Käes on aeg, mil energiat vanaviisi raisata ei tohi Energia tarbimine on paratamatu – energiat on vaja nii soojuse kui ka elektrina, suvel lisaks veel jahutusena. „Tihti tundub, et häid valikuid energiavajaduse katmiseks on vähe ning tootmiskaod on paratamatud. Oskamatus taastuvenergia ülejäägiga toime tulla võib pidurdada taastuvenergia levikut. Tegelikult aga on võimalik targa planeerimisega saavutada märkimisväärne energia kokkuhoid ning suunata kogu taastuvenergia kasulikult tarbimisse.“ Värske doktor on veendunud, et hea planeerimise ja õigete tehnoloogiate kasutamisega on võimalik muuta meie mõneti raiskavat energiatootmist tõhusamaks. „Energiatootjate ees on rasked väljakutsed, kuid kui kasutada energiasalvesteid ja juhtida „üleliigset“ taastuvenergiat vajadusel soojuse tootmisesse, ei ole ka tulevikus ei elekter ega soojus luksuskaup,“ rõhutab Lepiksaar. Nii uuriski ta oma doktoritöös „Targa energiasüsteemi efektiivsuse parendamine läbi koostootmise paindlikkuse tõstmise“ erinevaid võimalusi, kuidas muuta meie tänapäevane energiasüsteem paindlikumalt ja tõhusamalt targaks energiasüsteemiks. Mis lahendustega on täpsemalt tegu? Doktoritöö keskendub targale energiasüsteemile, mida võib Lepiksaare sõnul defineerida kui energiasüsteemi, mis ühendab omavahel kõik meie energialahendused. „See tähendab, et elektrit, kaugkütet ega jahutust ei käsitleta isoleeritud süsteemidena, vaid ühendatud ja integreeritud tervikuna. Erinevate energiatehnoloogiate nagu soojuse ja elektri koostootmise, katlamajade, soojuspumpade, taastuvelektri tootmisüksuste ja jahutustehnoloogiate ühendamine üheks toimivaks süsteemiks võimaldab tagada taastuvate energiaallikate tõhusama kasutamise ja primaarenergia kokkuhoiu.“ Töö ajendiks oligi uurida, kuidas integreerida erinevaid tehnoloogiaid ühtsesse energiasüsteemi, arvestades samas olemasoleva ehk soojuse ja elektri koostootmisel põhineva süsteemi olemusega. „Kuigi nii soojust kui ka elektrit on võimalik toota mitut moodi, sealhulgas kasutades ka vaid taastuvenergiat, on koostootmisjaamad meie energiasüsteemis endiselt olulised,“ selgitab Lepiksaar. Põhjuseks on nende töö on stabiilsus, tänu millele on meie energia baasvajadused alati kaetud. Lisaks sellele on koostootmisjaamadel oluline roll elektrivõrgus sageduse hoidmisel. „Kuigi me peame koostootmisjaamasid juhitavateks energiaallikateks, ei ole nende töö kuigivõrd paindlik, kuna need töötavad kõige paremini ühtlasel koormusel. Meie tarbimises esineb aga nii aasta kui ka ööpäeva lõikes märkimisväärseid erinevusi, mistõttu tuleb vastavalt vajadusele kas toota soojust juurde või juhtida jahutitesse. Nii on talvisel perioodil vaja käitada lisaks koostootmisjaamadele maagaasi katlamaju ja sõltuda fossiilsetest kütustest, suvel aga „visata minema“ soojus, millega pole parasjagu midagi peale hakata,“ nendib Lepiksaar. Salvestustehnoloogiaid on mitmesuguseid Paindlik energiatootmine on seega hädavajalik nii soojuse kui ka elektri tootmises. Mõlema puhul on Lepiksaare sõnul taastuvaid energiaallikaid keeruline kontrollida ja need sõltuvad suuresti ilmastikutingimustest – tuulest ja päikesepaistest. Nagu öeldud, saab taastuvenergia tootmise volatiilsust vähendada salvestusvõimaluste kasutuselevõtuga. Erinevat tüüpi salvestustehnoloogiatel on erinevad kasutusstrateegiad. „Salvestustehnoloogiasse tehtavate investeeringute optimeerimiseks on vajalikud põhjalikud arvutused ja analüüsid. Kui elektrienergiasalvestid on kallimad ja võimsuspiirangutega, siis soojusenergia salvestamine on tehniliselt lihtsam ning ka paigaldus- ja kasutuskulud on väiksemad,“ selgitab Lepiksaar. Soojusenergia salvestamise puhul on olemas erinevaid tehnilisi võimalusi, mis sobivad nii hooajaliseks kui ka lühiajaliseks energia salvestamiseks. Need lubavad suurendada paindlikkust soojuse tootmisel ja vähendada sellest tulenevaid kasvuhoonegaaside emissioone, ning kahandada samal ajal vajadust tipukatelde järele. Teine raske ülesanne – paindlik tootmine Hoopis teine väljakutse soojuse ja elektri koostootmisjaamadele on paindlik elektritootmine, eriti kui elektrivõrku mõjutab taastuvate energiaallikate ülejääk. Kuna koostootmisjaama ei saa suvalisel hetkel lihtsalt seisata, tuleb leida lahendused nõudluse haldamiseks, näiteks suunata üleliigne elekter soojuse tootmisesse, kus see energia on võimalik kasulikult ringlusse võtta. „Kuigi jahutuse tootmine tundub meie piirkonnas olevat ebavajalik luksus, siis tegelikult on hakatud jahutamist suvisel perioodil üha rohkem tarbima, seda eelkõige just kontori- ja büroohoonetes,“ avaldab Lepiksaar. Kaugjahutussektori paindlikkus valmistab tehnoloogiate erinevuste tõttu võrreldes kütte- ja elektrisektoriga vähem muret. Siiski on jahutussektori jätkusuutlikkus endiselt ülioluline, kuna soojuspumpade ja absorptsioonjahutite kasutamise kaudu on võimalik energiat veelgi tõhusamalt rakendada. Kokkuvõtteks saab Lepiksaare sõnul öelda, et hea planeerimise ja õigete tehnoloogiate kasutamisega on võimalik muuta Eestis energiatootmist senisest igatahes oluliselt säästvamaks ja sidusamaks – ning on aeg see samm ette võtta.