Margus Paap: kuidas lahendada taastuvenergia pidevuse probleemi?

Vaadates Eesti energiamajanduse arengukava aastani 2035, selgub, et Eesti plaanib toota aastaks 2035 taastuvatest allikatest 100% energiat tarbimise suhtes, kuid see ei tähenda, et pidevalt saab tarbida taastuvenergiat. Tarbimisest peab taastuvenergia osa olema umbes 65%. Puudujääv osa kaetakse juhitavate võimsustega, samas pole selge, kuhu läheb ülejääk.

Kui meil on energiat üle, on seda üldjuhul kogu regioonis. Kui energiat jääb palju üle, siis on hind nullilähedane ja investeeringute kaitseks peab kasutama hinnapõrandat. Lisaks peab osa võimsusi välja lülitama, et mitte võrku üle koormata.

Tegelikult võiks võtta eesmärgiks kasutada ära võimalikult suur osa taastuvenergiast. Paraku jääb mulje, et Paldiski hüdrosalv on pandud pausile ning pole näha ka vesinikku salvestamise plaane. Vesinikku saaks kasutada elektri taastootmiseks või ka millekski muuks.

Akusalvestusest räägitakse, kuid see on hinna poolest sobiv vaid paaritunniseks salvestuseks. Kõik riigid võiks oma tootmist salvestuse abil ühtlustada, muidu astume ekspordiga sama reha otsa mis impordiga, see tähendab, et loodame tipu puhul ainult välisühendustele.

Tuuleenergia profiil kuude lõikes vastab enam-vähem tarbimise profiilile, kuid kindlam on lisada ka päike. Eriti kui arvestada tarbimise tuleviku profiili, kus ka osa transporti hakkab elektrit kasutama (nii elektri- kui ka vesiniktransport, Rail Baltic). Transport ja võimalik tööstuse lisandumine ühtlustavad tarbimist aasta lõikes, mis tähendab, et parima kombinatsiooni saab tuulest ja päikesest, näiteks suhtega 3 : 1, hiljem ka 2 : 1.

Kümne aasta keskmistatud andmeid näitavad, et maa- ja meretuul on kuude lõikes üsna sarnased. Vaadates tootmist ja tarbimist tunnipõhisel aegreal, näeb meretuule pidevamat olemust.

Vaatamegi edaspidi arvutusi 10 aasta aegrea alusel, mis sisaldab tarbimise andmeid Eleringist ja erinevate kliimajaamade andmeid Keskkonnaagentuurist. Lisame tänasele tarbimisele (8,1 TWh) päikeseenergia võimsusega 1 GW ja maatuule võimsusega 3 GW. Saame toodanguks 9,9 TWh (1,2 korda üle tarbimise), kuid puudujääk on ikkagi 28%. Asendades tuule merelisega, oleks toodang 13,5 TWh (1,7 korda üle) ning puudujääk vaid 14%. Praktikas on mõistlik mere- ja maatuule ning päikese kombinatsioon.

Vaatame siis pikemalt kombinatsiooni 2 GW meretuul, 1 GW maatuul ja 1 GW päike. Ületootmine 1,5 korda ja tarbimisest jääb aastate lõikes puudu 11–19%, keskmiselt 15%. Kui lisame hüdrosalve võimusega 0,5 GW ja mahuga 6 GWh, on puudujääk 5–12%. Samas on ületoodang 34–35%. Mõistlikum on jääk salvestada vesinikku ja vajadusel taaskasutada. Börsihinnad muutuks ühtlasemaks ja lisa hinnapõrandani muutuks minimaalseks, langetades ka taastuvenergia tasu.

Lisades sellele näitele vesiniksalvestuse võimsusega 400 MW ja mahuga 200 GWh, väheneb puudujääk 0–3% peale. Lisaallikaks on mõistlik kasutada gaasiturbiinjaama, mis töötab samuti vesinikuga. Kunagi võivad lisanduda ka kütuselemendil baseeruvad taastootmisjaamad.

24% energiat jääb ikka üle. Vesiniku tootmiseks vajalike elektrolüüserite kasutustegur oleks sel juhul vaid 35%. Eksportides vesinikku elektrisüsteemist välja nii transpordi kui ka keemiatööstuse jaoks, saaks elektrolüüsereid panna 600 MW jagu ning kasutustegur läheks ikkagi üle 50%. Lisaväärtusena annaks see keskmiselt 1,4 TWh jagu vesinikku aastas.

Kui elektrolüüseri hind on 700 €/kW, siis 20 aasta peale oleks intressi arvestamata elektrolüüseri kulu toodetud kW kohta umbes üks sent (umbes 0,5 €/kg). Elektrolüüseri hinnale liituks ka vajaliku taristu ja energia börsihind.

Rääkides juhitavatest jaamadest, siis ka salvestamine ja taastootmine on juhitavad. Täiendavaks allikaks ei sobi kallid ja aeglased jaamad, nagu põlevkivi- või tuumajaam. Kuna defitsiit on üsna väike (hüdrosalvestiga umbes 9%, vesiniku lisandumisel umbes 1%), mõjutab lõpphinda rohkem jaama maksumus kui kütuse hind.

Seda efekti selgitas suurepäraselt Georg Rute 27. märtsi tuumaenergia konverentsil. Kui kogu konverentsi vaatamiseks aega ei ole, siis see ettekanne koos küsimuste-vastustega on videos alates 3.23.22. Põhisõnum on, et tuumajaama rajamine ilma riigi garantiita pole usutav, sest seda pole seni maailma ajaloos kordagi juhtunud.

Seal on isegi liiga positiivne hinnang vajatava lisaenergia koguste osas. Tundide arv on õige, kuid tegelikult pole igal hetkel vaja täisvõimsusel lisaenergiat ja võiks lähtuda ülaltoodud 1–9% puudujäägist. See muudab gaasi vs. tuuma hinna veelgi kontrastsemaks.

Arengukava dokumendis on eeldatud, et tuumaenergia on tuulest odavam, kuid uuemad uuringud näitavad vastupidist trendi. Tehnoloogiate hinnavõrdluse järgi on tuumaenergia hind MWh kohta 140–220 (täisajalise kasutusega), päikesel 25–90, maatuulel 25–75 ja meretuulel 75–140 eurot.

Lisame ka vesiniku arengukavasse. See toob ka täiendavat kasu, kuna Eesti teadlastel on arendustöös üsna suur osa. Ühtlasi saavutame väiksema sõltuvuse importkütustest (ka tuumkütus oleks imporditav).