Põlevkivikeemia käekäik peegeldab Eesti ajalugu

Inimkond tunneb põlevkivi juba aastatuhandeid, sest, nagu nimigi ütleb, see süttib üpris kergesti. Sellest hoolimata on Eesti ainus riik, kus seda suuremahuliselt rakendatakse ja uuritakse. „Põlevkivi … on olnud kriisiaegade energiaallikas,“ kirjutas Eesti põlevkivikasutuse ajaloost doktorikraadi kaitsnud rootslane Rurik Holmberg oma monograafias. „Põlevkivi laialdasele kasutamisele on kaks fundamentaalset vastuväidet; nimelt ökonoomia ja ökoloogia.“

Kuid eestlastele tõenäoliselt polegi meie peamine kodumaine energiaallikas ülearu ammune tuttav. Nagu geograafidest teadusajaloolased Erki Tammiksaar ja Taavi Pae 2012. aastal ajakirjas Eesti Loodus nentisid, ei paljandu põlevkivi looduslikult kusagil Eestis. Seetõttu said esimesed kokkupuuted põlevkiviga tekkida kaevusid või kraave kaevates, nagu viitavad ka ainsad kaks teadaolevat pärimuslugu põlevkivist. Viimasedki pärinevad 19.–20. sajandist.

Esimesed märgid

18.–19. sajandil uurisid Eesti põlevkivi mitu baltisaksa teadlast ja teada on selle kasutamine madala kütteväärtusega kütusena, peamiselt talupoegade poolt. Siinse põlevkivi tööstusliku kasutamiseni jõuti alles Esimese maailmasõja aastatel.

Holmberg dateerib põlevkivi esmamainimise 1771. aastasse. Selle esmauurija au saab keemik Johann Gottlieb Georgi, kes Tammiksaare andmeil esitas 28. märtsil 1789 Peterburi Vabas Majandusseltsis Kohala mõisast pärit põlevkivi analüüsi (Holmberg kirjutab 1791. aastast). Põlevkivi koostise uurimine Tartu Ülikoolis sai alguse 1850. aastal, kui esimesed keemilised analüüsid selle kohta tegi Dresdenist pärit põllumajanduse- ja tehnoloogiaprofessor Alexander Petzholdt. Aastal 1870 võttis põlevkivi uurida Aleksandr Šamarin ja aasta hiljem Richard Hehn. Esimeseks põlevkivi leiukohti uurinud eestlaseks saab pidada Jõhvi ministeeriumikooli käsitööõpetajat Wilhelm Johansoni.

Siiski sai siinne põlevkivikeemia jalad alla tänu Vene teadlaste tööle, kelle huviorbiiti sattus maavara alles Esimese maailmasõja ajal, kui tsaaririigi impordist sõltunud pealinnas Petrogradis tekkis kütusekriis. Kaubandus- ja tööstusministeeriumi kütuse erinõukogu ühele liikmele meenus 1916. aastal, et ta oli midagi kuulnud Eesti põlevkivist. Nii algas siinsete leiukohtade uurimine, kuid suuremamahulise kaevandamiseni asjad ei jõudnud, kuna enne sai Vene võim siinmail selleks korraks läbi.

Ilma mõne entusiastita võinuks pärast Saksa okupatsiooni lõppu 1918. aastal põlevkivigi taas sinnapaika jääda. Kuid uuringute tulemustega oli end kursis hoidnud Petrogradis elanud insener Märt Raud, samuti geoloog Hendrik Bekker, hilisem Tartu Ülikooli esimene eestlasest geoloogiaprofessor. Põlevkivisse uskusid ka Tallinna keemiabakterioloogia labori juhataja Henry von Winckler ja tema abiline Paul Kogerman.

Eksperimentaalne põlevkiviõli tootmine Eestis algas 1921. aastal ja sellega seoses kerkis Kohtla-Järvele ka vastav labor, mida juhatas Karl Luts. Elektritootmine põlevkivist sai alguse 1924. aastal.

Praeguse VKG eelkäija Riigi Põlevkivitööstuse (alates 1936. aastast Esimene Eesti Põlevkivitööstus), mida kogu iseseisvusaja juhtis juba mainitud Raud, valdusesse kuulusid Kohtla-Järve karjäär, samuti Kukruse kaevandus ja põlevkivi utmise katsetehas. Ettevõtte kolm õlivabrikut läksid käiku aastatel 1924 (andes seitse-kaheksa tonni õli päevas, millega käivitus ka põlevkiviõli tööstuslik tootmine), 1936 (toodang 20 000 tonni aastas) ja 1938 (40 000 tonni aastas) ning bensiinitehas 1931. aastal.

Saksa kapital

Baltisaksa panga G Scheel ja Co enamusosalusega, enda ümber kerkinud linnale nime andnud Eesti Kiviõli rajas 1922. aastal Sonda juurde oma põlevkivikaevanduse, milleks oli varem riigilt saanud kontsessiooni. Kapital pärines Saksa pangalt Bankhaus Mendelsohn ja Co., kelle huvi projekti vastu tulenes tõenäoliselt sõjajärgsel Saksamaal valitsenud kütusenappusest. Aastal 1929 asutas ettevõte Kiviõli õlivabriku ja kerkis pärast veel kahe vabriku valmimist Eesti suurimaks põlevkiviettevõtteks, omades umbes 38 protsenti kogu sektorisse paigutatud kapitalist (riiklikule põlvekivitööstusele kuulus umbes veerand).

Vahepeal Suurbritannias õppimas käinud Kogerman asutas 1925. aastal koos Michael Wittlichiga Tartu Ülikooli keemiainstituudi juurde õlikivide uurimise labori ja oli selle juhataja. Labor koos juhatajaga toodi 1936. aastal üle Tallinna Tehnikainstituuti (praegune tehnikaülikool). Aastal 1938 sai Tallinna Tehnikaülikoolis alguse ka keemia- ja mäeteaduskond. Aastal 1939 sai Raud teatada, et sisuliselt kõik põlevkivi otse kütusena kasutamisega seonduvad probleemid olid lahendatud.

Teadus- ja arenduskeskused

Põlevkivikeemia ja -tehnoloogia teadus- ja arendustöö suuremateks keskusteks kujunesidki Tallinna Tehnikaülikool (mille eelkäijaks oli 1919. aastal asutatud Tallinna Tehnikum) ning nõukogude ajal loodud rakenduskeemia suunitlusega uurimisasutused TA Keemia Instituut (tegutses 1947–2002) ja Põlevkivi Teadusliku Uurimise Instituut (tegutses 1958–2009 Kohtla-Järvel).

Sillamäel tegutses aastail 1927–1940 pausidega Rootsi kapitalil põhinenud ja Marcus Wallenbergi juhitud Eestimaa Õlikonsortsium. Firma esimene õlivabrik võimsusega 50 tonni õli ööpäevas alustas tööd 1928. aastal. Vahepeal tekkisid ettevõttel majandusraskused, kuid töö jätkus 1936. aastal ja kaks aastat hiljem ehitas konsortsium teise õlivabriku, mille võimsus oli 150 tonni õli ööpäevas.

Aastal 1931 rajas Suurbritannia firma New Consolidated Gold Fields Kohtla (praegune Kohtla-Nõmme) raudteejaama juurde Kohtla õlivabriku, mis kasutas toorainena põlevkivi. Esialgu ostis ettevõte seda riiklikult põlevkivitööstuselt, kuid 1937. aastal asutas lähedusse ka Kohtla kaevanduse.

Kõigi nende ettevõtete töötajaskond oli ka tol ajal üsna kõikuv, sest nafta madala maailmaturuhinna tõttu polnud toodang kuigi konkurentsivõimeline isegi Eestis endas.

Põlevkivi rakendamist toetas omajagu tollal kivisöele kehtinud imporditollitariif. 1930ndate majanduskriisi ajal kasvanud ja lisaks kivisöele ka naftale rakendatud tollitariifid ning tööstusele jagatud abirahad pakkusid täiendavat leevendust.

Saksa huvi

Välismaal kerkis põlevkiviõli vastu huvi 1930ndate keskel Saksamaal, kus naftat polnud, kasvav sõjamasin aga vajas kütust. Sealne kontsern IG Farbenindustrie oli püüdnud 1920ndatel erilise eduta ajada naftat pruunsöest ja asus toorõli ostma 1935. aastal Eesti Kiviõlilt ning kaks aastat hiljem Esimeselt Eesti Põlevkivitööstuselt, kelle kogu kütteõli läks Saksa sõjalaevade kütteks. Veel aasta hiljem sõlmis sakslastega lepingu ka Eestimaa Õlikonsortsium. Need lepingud jäid kehtima ka siis, kui Eesti 1940. aastal Nõukogude Liitu inkorporeeriti.

Nii polegi imestada, et Saksa okupatsiooni ajal sai siinse põlevkivitööstuse etteotsa Claus von Kursell, kes oli olnud alates 1930. aastast IG Farbenindustrie esindaja Eestis. Esialgu aga võttis 1941. aastal põlevkivitööstuse üle väegrupi „Nord“ tagalateenistus, mis demineeris ja kustutas põlengud tööstuses ning alustas taastamistöid.Oktoobris 1941 moodustati põlevkivitööstuse haldamiseks nii-öelda ida-aladel õli tootmise ainuõigust omanud Saksa kontserni Kontinentale Öl allüksus Baltische Öl GmbH, mille peakontor ja seitse osakonda asus Tallinnas, tehnikaosakond aga jäi Kiviõlisse.

Seda hakkaski juhtima juba mainitud Kursell. Põlevkivitööstuses moodustati viis vabrikut, kuhu kuulusid kaevandused ja õlivabrikud.

Maailma suurim

Pärast Teist maailmasõda sai Eesti NSV maailma suurimaks põlevkivikaevandajaks, mis polnud ka kuigi keeruline, sest ega seda maavara suurt keegi teine kaevandanudki, peale vähesel määral hiinlaste. Paul Kogerman oli ainus Eesti NSV Teaduste Akadeemia liige, kes oli kuulunud Eesti Teaduste Akadeemiasse enne Teist maailmasõda – ülejäänutest olid kaheksa emigreerunud ja neli surnud. Esimest korda maailmas hakati tööstuslikult tootma põlevkivigaasi, mis leidis rakendust maagaasi asendajana.

Hilisem akadeemik Ilmar Öpik on meenutanud, kuidas 1945. aastal öisel koosolekul Moskvas teatati sinna kogutud Eesti põlevkiviasjatundjatele Stalini otsusest asuda Leningradi varustama põlevkivist toodetud majapidamisgaasiga. Ilmselt jääbki küsimuseks, mil määral oli see idee eestlaste poolt ette söödetud – vaevalt oleks Vene teadlased ise selle peale tulnud.

Igatahes kerkis Kohtla-Järvele selleks otstarbeks gaasikombinaat. Sügisel 1948 valmis gaasijuhe Kohtla-Järve–Leningrad. Tallinna jõudis põlevkivist toodetud gaas 1953. aastal, nii palju kui seda Leningradist üle jäi. Plaanid gaasijuhtmete rajamiseks Tartusse, Pihkvasse ja Riiga teoks ei saanud.

Kui odavam maagaas aina suurema osa turust üle võttis, tuli põlevkivile ja selle utmisel tekkinud gaasile uus rakendus leida. Kuna NSV Liidu loodeosas kasvas nõudlus elektri järele, siis rajati 1959. aastal tööle hakanud Balti soojuselektrijaam ja 1969. aastal tööle hakanud Eesti soojuselektrijaam, mis olid olulised Leningradi elektriga varustajad, kuni valmis Sosnovõi Bori tuumaelektrijaam. Nii kujunes põlevkivi peamiseks kasutusalaks elektritootmine, mille roll enne Teist maailmasõda oli olnud suhteliselt väike.

Nõukogude Liidus uuriti ka muid võimalusi, mida põlevkiviga peale hakata. Nii üleliidulistes kui Eesti eri teadusasutustes toimus pärast sõda põlevkiviõli kasutusvõimaluste analüüs, samuti püüti arendada edasi ka sõjaeelseid tooteid, nagu immutusõlid või bituumen. Üheks sihiks oli ka sünteetilise bensiini ja diisli valmistamine, kuid suurtootmiseni asi siiski ei jõudnud.

Kui 1962. aastal läks Kohtla-Järve Põlevkivitöötlemise Kombinaadis käiku gaasbensiini pürolüüsi seade, siis sai turule tuua bensooli ja tolueeni ning liimvaigud. Neid toodeti aga sisse veetud toorainete baasil, mistõttu põlevkivi väärindamisega polnud seal enam suurt pistmist. Kombinaat ise tegeles NSV Liidu lõpuaastail suuresti nafta ümbertöötlemisega.

Üks olulisemaid nõukogudeaegseid tehnoloogilisi uuendusi oli tahke soojuskandjaga seadme (TSK) protsessi rakendamine, mis lubas ära kasutada ka peenfraktsiooniga põlevkivi (läbimõõduga alla 25 mm), mis seni raisku läks – tavaliselt jäeti see lihtsalt karjääridesse või kaevandustesse.

Sellisel, Eesti 20. sajandi ajalugu iseloomustaval keerulisel ning käänulisel moel ongi aluse saanud praegune siinne põlevkivisektor.

Põlevkivi ajalugu maailmas

Põlevkivi rakendasid teedeehitusel ja ehitusel sideainena juba mesopotaamlased 3000 aastat eKr ning seda kasutasid ka rauaaegsed britid. Samuti rakendati põlevkivi kaunistusena, näiteks mosaiikides. Mongolid aga tegid põlevkivist oma nooleotsad, et neid vajadusel süüdata.

Kümnendal sajandil kirjeldas araablane Masawaih al-Mardini bituumenilaadsest kivist õli saamise protsessi. Esimene põlevkiviõli valmistamisega seonduv patent pärineb 1694. aastast, mil Martin Eele, Thomas Hancock ja William Portlock said Briti krooni patendi, sest leidsid „viisi saada kätte ja teha suures koguses pigi, tõrva ja õli ühest kivi liigist“.

Tänapäevane tööstuslik kasutamine algas 1837. aastal Prantsusmaal Autunis. Sellele järgnes varude kasutuselevõtt Šotimaal, Saksamaal ja mujal. Tollal toodeti põlevkivist peamiselt petrooleumi, lambiõli ja parafiini, mille abil sai rahuldada suurenenud vajadusi valgustuse järele tööstusrevolutsiooni ajal. Toodeti ka kütteõli, määrdeõli, määrdeid ja ammooniumsulfaati.

Põlevkivi rakendamine kasvas enne Esimest maailmasõda, kui autosid tuli aina juurde, kuid naftaleiukohti esialgu mitte. Pärast Teist maailmasõda loobus enamik riike põlevkivi kasutamisest, sest see oli naftaga võrreldes kallim. Kaevandamine jätkus peamiselt Eestis ning Hiinas (Maomingi ja Fushuni leiukohad).

Ülejäänud maailmas on huvi põlevkivi vastu kerkinud eeskätt naftakriiside ajal. Nii tulebki inglise keeles põlevkivist (oil shale) rääkides rõhutada, millest on jutt, sest shale oil tähendab küll põlevkiviõli, ent seda kasutatakse sagedamini tõrvaliivadest saadava õli sünonüümina.