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 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ee

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

Uutes elektrijaamades kasutatakse järjest enam taastuvaid energiaallikaid Üle poole igal aastal ehitatavatest uutest elektrijaamadest kasutab taastuvaid energiaallikaid MW http://www.ewea.org/fileadmin/ewea_documents/documents/statistics/general_stats_2009.pdf

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.

Kuidas töötab hüdroelektrijaam? http://et.wikipedia.org/wiki/Pilt:Hydroelectric_dam_est.png VAATA! Kuidas töötab hüdroelektrijaam? http://www.tahvel.ee/images/7/7a/H%C3%BCdroelektrijaam.swf http://www.youtube.com/watch?v=rnPEtwQtmGQ&feature=related http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=cEL7yc8R42k http://en.wikipedia.org/wiki/File:Water_turbine.jpg

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 http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hoover_Dam_Nevada_Luftaufnahme.jpg

Maailma suuremad hüdroelektrijaamad Installeeritud võimsus GW

Kolme Kuristiku hüdroelektrijaam Hiinas Paisu ehitamist Jangtse jõele alustati juba 1994. aastal ja see peaks täielikult valmima 2013. aastaks. Kolme Kuristiku piirkond enne elektrijaama ehitamist. http://blog.chinatraveldepot.com/wp-content/uploads/2011/03/8715.jpg http://www.drben.net/ChinaReport/Sources/China_Maps/Satellite/Three_Gorges_Dam_Satellite_Image1.html

Kolme Kuristiku Hüdroelektrijaam Kolme Kuristiku hüdroelektrijaama paisu pikkus on 2335 m ja kõrgus on 185 m. Hüdroelektrijaama võimsus oli 2009. aastal 22,4 GW ja energiat toodeti 85 miljardit kWh. Kolme Kuristiku asukoht http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=2TemymbPUws http://en.wikipedia.org/wiki/Three_Gorges_Dam http://www.mtholyoke.edu/~vanti20m/classweb/website/home.html

Jangtse jõe pikiprofiil ja rajatud paisud Laevad “ületavad” paisu läbi lüüsi http://en.wikipedia.org/wiki/Three_Gorges_Dam http://english.peopledaily.com.cn/90001/90783/91300/7034242.html

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; 24 500 ha põllumajanduslikku maad; umbes 1000 arheoloogilist vaatamisväärsust; väga paljud sh haruldased looma- ja taimeliigid.

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. http://www.bestourism.com/items/di/796?title=The-Yangtze-River-and-the-Three-Gorges-Dam&b=134

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 1945-1950, paljud neist taastati, käiku lasti ka uusi veejõujaamu. Põlevkivienergeetika arenguga tunnistati hüdrojaamad mitteperspektiivseteks. Eestis töötas kunagi üle 700 vesiveski, millest praegu oleks võimalik taastada 250-300.

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 1928. aastast saadik. Seadmed seisati 1999. 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. http://www.puhkaeestis.ee/et/linnamae-hudroelektrijaam http://www.northestonia.eu/et/turism/culture/architectural_monuments/keila-joa-hudroelektrijaam

Hüdroelektrijaamad Narva ja Daugava jõel Narva hüdroelektrijaam asub Narva jõel Narva ja Jaanilinna vahel. Kuulub Venemaale. Elektrijaam alustas tööd 1955. aastal. Võimsus 125 MW Daugava jõele rajatud kolme hüdroelektrijaama elektritootmise kogumaht on 1549 MW Pļaviņase HEJ, mis alustas tööd projekteeritud täisvõimsusel 1966. aastal. http://et.wikipedia.org/wiki/Pilt:Narva_hydroelectric_station,_Apr_2009.jpg

Tuuleenergia 83 riiki kasutab tuulikuid elektrienergia tootmiseks. 2010. aastal andsid tuulikud 2,5% maailma elektrienergia toodangust. Tuulikute installeeritud võimsus on 196 630 MW (2010. aasta jooksul lisandus 37 632 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%). http://www.wind-energy-resources.com/

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 1390. aastast, kus neid kasutati vee pumpamiseks. 1887-1888 a. talvel ehitas Charles F. Brush tuulegeneraatori, mida loetakse praegu esimeseks elektrit tootvaks tuuleturbiiniks. 1970. aastate naftakriis sundis tuuleenergia kasutamisele uuesti mõtlema.

Tuuleenergia installeeritud võimsus MW Muu maailm Aasia Põhja-Ameerika Euroopa http://i1.trekearth.com/photos/1976/windmills.jpg http://www.trekearth.com/gallery/Europe/United_Kingdom/England/Northumberland/Blyth/photo41292.htm

Suuremad tuuleenergia tootjad maailmas MW Hiina USA Saksamaa Hispaania India Itaalia Prantsusmaa Suurbritannia Kanada Taani http://windturbinezone.com/wp-content/uploads/2010/02/wind-farm.jpg

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 http://www.wwindea.org/home/images/stories/pdfs/worldwindenergyreport2010_s.pdf

Suurema tuuleenergia osatähtsusega riigid Taanis - 21% elektrienergiast Hispaanias – 16% Saksamaal 9% Portugalis - 18% http://www.greendiary.com/entry/britain-knocks-denmark-walking-ahead-on-wind-power/ http://www.rechargenews.com/energy/wind/article196859.ece http://www.windfair.net/ewea/pressarchive.html http://windturbinezone.com/wind-technology/wind-farms

Rannikutuulepargid Rootsi Belgia Holland Taani Suurbritannia Tuulepark Taanis võimsus 2009.a. võimsus 2010.a. Rootsi Belgia Holland Taani Suurbritannia http://michigangreenlaw.com/study-highlights-pros-and-cons-of-offshore-wind-farms-in-mi

Tuuleenergia kasutamine Saksamaal Kasutusel on erineva suuruse ja võimsusega tuulikud. http://www.zonu.com/detail-en/2011-05-25-13763/Wind-farms-in-Germany-2008.html

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. 2011. aasta toodang 340 GWh. VAATA! Tuuleenergia tootmist Eestis http://www.tuuleenergia.ee/about/statistika/

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

Päikeseenergia Maale langeb 10 000 korda enam päikesekiirgust kui inimkond praegu tarbib. Kasutatakse nii soojus-kui elektrienergia tootmiseks. http://copower.ee/alternatiiv/paikeseenergia/ http://kokkuhoid.energia.ee/?id=1649&PHPSESSID=ac5d9402d156e0a4032aeb70d8bc30b4

Päikeseenergiat salvestatakse eri meetoditel Peegelsüsteemid. Peeglid koondavad päikesekiired kitsasse punkti, kus asub aurugeneraator. Tekkiv aur suunatakse turbiinile, mis käivitab elektrigeneraatori. Päikesepaneelid http://goodspeedupdate.com/category/solar-thermal http://www.peachygreen.com/solar-power/sharp-electronics-expands-into-the-solar-energy-business

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.

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

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. http://www.smartplanet.com/blog/smart-takes/geothermal-energy-potential-8216underutilized-report-says/14681 http://www.stelr.org.au/geothermal-energy/

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 http://www.energy-green.net/blog/articles/geothermal-power/

Esimene geotermaalelektrijaam Esimene geotermaalelektrijaam ehitati samuti Larderellos, Itaalias 1913. aastal. See hävis Teises maailmasõjas, kuid taastati ja töötab tänaseni. Prints Piero Ginori Conti leiutas 1904. aastal Larderellos Itaalias esimese seadme, millega sai toota geotermaal-energiast elektrit.

Peamised geotermaalenergia tootjad 2010. aastal kasutas 26 riiki geotermalenergiat elektri tootmiseks. Installeeritud koguvõimsus 19715 MW. Aastas toodeti 67246 GWh elektrienergiat 25% 30% 27% 0,3% % riigi elektrienergia tootmisest võimsus MW Andmed:http://www.geo-energy.org/pdf/reports/GEA_International_Market_Report_Final_May_2010.pdf

Geotermaalenergia kasutamine Islandil Islandil annab geotermaalenergia suurema osa elektrienergiast. http://www.greenchipstocks.com/articles/geothermal-energy-in-iceland/740

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.

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. http://www.aai.ee/bgf/pildid/vosa_01.jpg http://www.koduvald.ee/uudis/kambjas-saab-jaelgida-eksperimentaalset-energiavosa-koristamist-1558

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.

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 http://pilt.delfi.ee/picture/3193153/ http://www.africanbirdclub.org/countries/Ghana/conservation.html http://thecostaricanews.com/weed-to-wonder-fuel-jatropha-draws-biofuel-investors-%E2%80%94-and-questions/8938