2019. aastal saadi rohkem kui viiendik kogu Maakeral toodetud energiast tuulest, veest ja päikesest. GWECi andmeil oli maailma tuuleelektrijaamade koguvõimsus 2018. aasta lõpus 591 GW. Lugeja küsib, kas agar tuuleparkide rajamine võib kliimamuutusele kaasa aidata?
Kogu maailmas rajatakse tuuleparke pidevalt juurde nii maismaale kui ka merre. Euroopas on praegu esirinnas Saksamaa, maailmaüleselt Hiina ja seejärel USA.
Kõige rohkem toodeti 2017. aastal tuuleelektrit Saksamaal (104,9 TWh), järgnesid Hispaania (49,1 TWh) ning Suurbritannia (45,5 TWh). Taanis oli see 14,8 TWh, Soomes 4,8 TWh ja Eestis 0,7 TWh.
Elektrituulikute koguvõimsus 1000 inimese kohta oli 2017.a kõige suurem Taanis (960,3 kW), Iirimaal (704,7 kW) ja Rootsis (672,4 kW). Soome (371,4 kW) oli Euroopa Liidu riikidest 7. ja Eesti (235,6 kW) 13. kohal.
Eleringi aastaaruandest selgub, et 2018. aasta lõpu seisuga oli Eestis töös 139 elektrituulikut koguvõimsusega 309,96 MW.
Tuulepargid tootsid Eestis mullu 590 GWh elektrienergiat, mis moodustas taastuvenergia kogutootmisest 36% ehkki oli pisut vähem kui 2017. aastal. Tänavu mahud tõenäoliselt kasvavad taas.
19. detsembril kinnitas Vabariigi Valitsus hoonestusloa menetluse ja keskkonnamõju hindamise algatamise, et rajada Liivi lahte kolm meretuuleparki. Suurim neist ehitatakse Kihnust lõunasse jäävale merealale. Just merele rajatavad tuulepargid on lähitulevikus tõenäolisim Eesti arengusuund.
Eesti Taastuvenergia Koda on uuringus hinnanud, et 2030. aastaks oleks Eestis võimalik meretuuleparke 1550 MW võimsuses (vastav toodang 5649 GWh) installeerida. Maismaatuuleparke oleks võimalik ehitada 500 MW (1274 GWh) ulatuses.
Tuulikute labad on keskkonnamure
Tuuleenergia tootmiseks on vaja rajada tuuleparke. Tuuliku tornikõrgus võib olla 40-100 meetrit, selle otsas on klaaskiust gondel, mis kaitseb tuuliku mehhanisme (tiivikurumm, laagrid, peavõll, käigukast, generaator, jms.).
Gondli külge kinnituvad komposiitmaterjalist valmistatud kuni 60-meetrised labad, mis tuules pööreldes ajavad ringi generaatorit, mis omakorda toodab elektrit.
Eri plastikutest valmistatud tiivikud muutuvad elukaare lõpus keskkonnareostuseks, mida tänapäeval ringlusse suunata veel ei osata.
Tuulikud tekitavad lähikonna elanikele müra- ja valgusreostust ning võivad takistada ka lindude rännet. Samuti seostatakse tuulikutega lindude massilist hukkumist ja suurte tuuleparkide mõju elurikkusele.
Elegaasi lekked on kliimale ohtlikud
On veel üks mure: vanema põlvkonna tuulegeneraatorites kasutatakse isolaatorina laialdaselt SF6 ehk elegaasi – väävel heksafloriid on seni teadaolevatest kliimagaasidest jõhkraim, mis kütab kliimat 23 500 korda enam kui CO2 süsihappegaas.
Niisiis aitab tuuleenergia kasutuselevõtt küll vähendada CO2 heiteid, aga suurendab SF6 emissiooni. Euroopa keskkonnaagentuuri andmetel suurenes Euroopas 2017. aastal elegaasi emissioon tuuleparkide mõjul koguni 8,1%.
Uue põlvkonna tuulikutes on isolaatorina kasutusele võetud puhta õhu ja vaakumi kombinatsioon. SPR ehk Šoti Taastuvenergiaühendus kinnitab, et see lahendus tagab endiselt efektiivse ja usaldusväärse kõrgepingevõrgu, aga on loodussõbralik.
Paraku on lahendus poolik, sest tuulepargid on ühendatud alajaamadega. Neis aga kasutatakse jätkuvalt suurt kogust elegaasi isolaatorina ning lekkeid 100% vältida ei saa.
Siim Kilki 2013. aasta bakalaureusetöö tuulikute keskkonnamõjudest
Kas tuulepargid mõjutavad hoovusi?
Tuuleparkide kliimamõju elegaasi lekete näol on seega murekoht. Ent lugeja, kes meile kirjutas, küsis, kui suur võib olla suurte “tuuleistanduste” mõju kliimale hoovuste loomuliku kulu mõjutamise läbi? Kas ei juhtu nii nagu veekausis, kus vesi lusikaga kiirelt pöörlema ajada?
Materjaliteadlane ja keskkonnavisionäär Marek Strandberg vastab, et tuuleenergia tootmine ei tekita loomulike protsesside muutusi atmosfääris. Kõige suurem probleem on seotud tema sõnul lindude rändeteedega, millele ei tohiks tuulikuid mingil juhul püstitada.
Oma väite tõestuseks teeb Strandberg Keskkonnasäästjate grupis kaks arvutust, millest esimene kinnitab meie võimetust tarbida ära atmosfääris leiduvat energiat ja teisega arvutab välja, kui palju oleks vaja tuulikuid, et ära katta inimkonna energiavajadus.
Kas inimkond suudaks kogu leiduva tuuleenergia ära tarbida?
Eeldused:
– keskmine tuule kiirus Maal 10 m/s (see on oletus)
– õhu tihedus 1,2 kg/m3
– liikuva õhukihi paksus ca 10 km
– õhu koguruumala 5,1 x 10 astmel 18 m3
– 1 m3 liikuva õhu energiahulk 60 J
– kogu atmosfääris oleva õhuliikumuse võimsus: 9 x 10 astmel 16 W
– aasta vältel atmosfääris oleva (potentsiaalselt muundatava) energia koguhulk 8 x 10 astmel 20 Wh
– inimkonna kogu tarbitava energia koguhulk 170 x 10 15 Wh
Sellistel eeldustel on atmosfääris kokku 5000 korda enam energiat kui kogu inimkond aastas tarbiks. Umbes 1 km paksuses õhukihis on õhus oleva energia tihenduseks ca 2,5 W/m2 (maapinna m2) kohta. Päikeseenergia voog Maale on keskmiselt ca 240 W/m2.
Oletame, et sellest 2,5W on tuuleenergiast elektriks muundamiseks kasutatav vaid 10%, siis saame tuulenergia koguvõimsuseks, millest energiat muundada 0,25W/m2 (maismaa kohta 3 x 10 astmes 17W. Tervikuna ei ületa inimkonna energiamuundamise koguvõimsus 20 x 10 astmel 12 W.
Kui palju oleks vaja tuulikuid, et katta inimkonna energiavajadus?
Nüüdisaegne tuulegeneraator on võimsusega 5 MW ja tõhususega 40% (40% ajast töötab täisvõimsusel). Üks selline tuulik toodab aastas 17 GWh elektrienergiat.
Nüüdisaegseid tuulikuid (aga neid ju täiustatakse järjest tõhusamateks) oleks planeedi elanike energiavajaduse katmiseks vaja 10 miljonit.
Kui tuulikute vaheks arvestada näiteks 1 km, paikneksid need ruudus, mille külje pikkus oleks ca 3000 km. See on 6% maismaa pinnast maal. Võrdluseks: inimese rajatud põldude all on 37% maismaast ja linnade all 3,5%.
Seega pole lugeja hirmul, et inimkond tarbiks ära kogu tuuleenergia, muudaks seeläbi hoovuste kulgu ja kliimat ning peaks eelistama tuulele näiteks tuumaenergiat, mingit alust. Varasemalt on Strandberg teinud arvutusi ka vesinikuenergia kasutuselevõtu kohta.
Soovitud tulemuseni… 350 aastaga
Kümne aastaga on päikesefarmide maksumus kahanenud 90% ja tuuleparkidel 70%. Taastuvenergiatootmine on samal ajal kasvanud neli korda. Elektriautosid toodetakse hinnanguliselt 1,8 miljonit aastas ja tootmise hind on langenud märkimisväärselt.
Globaalsel energiaturul on see kõik aga köömes: taastuvenergia suurenev tootmine on korrelatsioonis kasvava energiatarbimisega. Fossiilenergia kasutamine on säilinud peaaegu samal tasemel.
MIT Technology Review koostas viis diagrammi, mis teevad selle teema puust ja punaseks. Sajandi lõpuks võib inimkond erinevaid kasvuprognoose arvestades vajada kuni 5 korda rohkem energiat.
Kogu energia tuleks kliimaplaanide põhjal toota üksnes taastuvallikatest. Selle tulemuse saavutamiseks kuluks seniste tehnoloogiate ja tempoga aga… 350 aastat.
IRENA ehk rahvusvahelise taastuvenergia agentuuri raporti järgi on tuule-, päikese- ja vee-energia juba täna ja igasuguse subsideerimiseta odavaim võimalik valik ning rajatiste ehitamine ja käitamine muutub odavamaks ka edaspidi.
Stanfordi Ülikoolis tehtud uuringu järgi tasuks üleilmsele rohelisele energiale üleminekuks vajalik investeering, u’ 75 triljonit dollarit end ära juba seitsme aastaga.
Plusse rohkem kui miinuseid
Lühidalt võib lugejale vastata siis nii, et tuulest ja teistest taastuvallikatest toodetud energia on inimkonna üks kindlamaid pääseteid kliimakatastroofi leevendamisel.
Arvestades tehnoloogiate algelisust ja kõrvalmõjusid, demograafilist plahvatust jms. katastroofist see ilmselt ei päästa, aga ellujäänud võivad end lohutada end teadmisega, et tuulegeneraatorid hoovuseid teistpidi voolama ei pane ja kliimat ei mõjuta.
- Autor tänab Jaak-Kristian Sutti, kes allikaviidetega abistas
Allikad: Keskkonnatehnika, GWEC, Elering, Euroopa Keskkonnaagentuur
Kaanepilt: Ylle Tampere
