Elu näitab, et elektritootmise maht on viimase kolme aastaga vähenenud 7,6 TWh/a (2017) 2,48 TWh/a (2020). Eesti on muutunud elektrit eksportivast riigist elektrit importivaks riigiks.
Samas on teada, et põlevkivienergeetika on olnud suurim CO2 emissiooni allikas vaatamata energiatootmise vähenemisele. Tootmismahtude vähenemisest tingituna on vastavad põlevkivi põletamisest tulenevad CO2 heitkogused samuti vähenenud. Seejuures on vähenenud nii aastased kogused kui ka CO2 eriheitmed ühe genereeriva MWh kohta, kuna elektri tootmine toimus suurema kasuteguriga keevkihtpõletuse tehnoloogial töötavates energiaplokkides.
Valmis uuring CO2 püüdmise kohta
Elektrijaamade moderniseeritud 8. ja 11. plokkide ning Auvere ploki kasutegurid on üle 37% ja 40% vastavalt, mis ületavad Euroopa söe-soojuselektrijaamade keskmist kasutegurit. Lisaks on tehniliselt võimalik fossiilsete kütuste põletamisel tekkivaid CO2 heitkoguseid täiendavalt vähendada või saavutada isegi negatiivne CO2 heitkogus. Selleks saab kasutada olemasolevaid ja ka energiasektoris kasutatavaid süsinikupüüdmise ja kasutamise või ladustamise tehnoloogiaid – nn CCU- ja CCS-tehnoloogiaid. Mõnikord kirjutatud ka CCUS.
CCS-tehnoloogiaid nähakse mitmetes Euroopa riikides (Saksamaa, Norra, Suurbritannia) ja ka maailmas laiemalt (Hiina) ühe olulise võimalusena CO2 vähendamise eesmärkide täitmiseks, olukorras, kus kiireid alternatiive fossiilkütustel põhineva baaskoormuse katmiseks pole. Saamaks teada, kas CCS-tehnoloogia kasutusele võtmine oleks realistlik ka põlevkivienergeetikas, telliti uuring „Kliimamuutuste leevendamine CCS- ja CCU-tehnoloogiate abil“ (ClimMit).
Uuringu tellis ja seda rahastas Eesti Teadusagentuur Euroopa Regionaalarengu Fondist toetatava programmi „Valdkondliku teadus- ja arendustegevuse tugevdamine“ (RITA) tegevuse 1 „Strateegilise TA tegevuse toetamine“ kaudu. Uuring valmis majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumi, keskkonnaministeeriumi, rahandusministeeriumi ja riigikantselei eesmärkide elluviimiseks.
Uuringu koostamisel lähtuti eesmärgist selgitada Eesti põlevkivitööstuse heitmena tekkiva CO2 püüdmise, ladustamise ja kasutamise rakendatavust lähema viie aastase perioodi jooksul. Projekti põhieesmärk oli hinnata erinevate CO2 püüdmistehnoloogiate sobivust põlevkivitööstuses ning töötada välja stsenaariumid nende tehnoloogiate rakendamiseks Eesti põlevkivitööstuses, tuginedes hetke parimatele teadmistele. Samuti oli sihiks analüüsida sobivaimate lahenduste keskkonnamõju ning Eesti tööstussektori tehnoloogilist ja majanduslikku võimekust püütud CO2 kasutada.
Saab rakendada praegustes jaamades
Üks kahest CCS-tehnoloogiast, mis uuringu käigus sõelale jäi ja mida oleks võimalik lähiajal rakendada, on hapnikuga rikastatud keskkonnas põletamine (tuntud kui oxyfuel combustion). Kuigi tehnoloogia valmidus on seitsmendal tasemel, siis uuringu tulemusena saame öelda, et selle tehnoloogia võib sisuliselt juba täna kasutusele võtta. Kuidas? Sest seda on tänaseks katseliselt uuritud ja selle sobivust kinnitatud ka põlevkivile.
Vajalikud tehnoloogilised seadmed protsessi läbiviimiseks on turul olemas ja neid on võimalik hankida. Vastavasisulised katsed, mis kinnitasid selle tehnoloogia sobivust põlevkivile, viidi läbi Tallinna Tehnikaülikooli energiatehnoloogia instituudi 60 kWth soojusliku võimsusega keevkihtpõletustehnoloogial töötaval unikaalsel katseseadmel, mis ongi just uute CCS-tehnoloogiate uurimiseks välja arendatud. Sellel katseseadmel on võimalik uurida erinevate kütuste ja nende kütusesegude käitumist meid huvitavatel põlemistingimustel.
Teine CCS-tehnoloogia, mis sõelale jäi, on järelpüüdmine ehk nn amiiniprotsess. Kuna tegemist on tehnoloogiaga, mida on kasutatud üle saja aasta, siis selle kirjelduse juures rohkem ei peatu. Kirjutan rohkem uuest ja unikaalsest hapnikurikkamas keskkonnas põletamise CCS-tehnoloogiast.
Hapnikuga rikastatud keskkonnas põletamise tehnoloogia sisu seisneb selles, et harilik oksüdeeriv keskkond ehk põlemisõhk asendatakse hapniku ja CO2 seguga. See võimaldab märkimisväärselt vähendada lämmastikoksiidide sisaldust põlemisgaasides ja peale põletamist saame kontsentreeritud CO2 voo. Seda CO2 voogu saab lihtsate meetoditega täiendavalt puhastada, et ta oleks sobilik kas kasutamiseks või ladustamiseks.
Selle tehnoloogia üks tähtsam ja olulisem tunnus on see, et seda on võimalik rakendada ka olemasolevate energiaplokkide korral ilma neis olulisi muudatusi tegemata. Arvutused tehnoloogia rakendamise mõju ja maksumuse kohta Auvere elektrijaamas näitavad, et alginvesteeringu maksumus oleks 214 miljonit eurot. Tehnoloogia rakendamisel ploki netovõimsus väheneb, kuna osa genereeritavast energiast suunatakse hapniku tootmisele ja CO2 puhastamisele ning komprimeerimisele.
Samas 100% põlevkivi kasutamisel on võimalik vähenda summaarset aastast CO2 heitkogust 90% võrra. Biomassi kasutamisel kütusena soojuse järgi kuni 50% ulatuses, saavutatakse negatiivne CO2 emissioon suurusjärgus -0,81 mln t CO2 aastas (lähtudes süsiniku bilansist ja seadusandlusest). Jättes siinjuures arvesse võtmata, et tuhka saab kasutada tsemendi tootmisel. See aitaks vähendada veelgi CO2 heitmeid ja lisaks jääks osa tsemenditootmiseks vajaminevaid savimineraale kaevandamata ja kõrgel temperatuuril töötlemata. CO2 jääb selles mahus tsemenditehases genereerimata.
CO2 saab edukalt ka kasutada või ladustada
Põlevkivitööstuses oleks tehnoloogiliselt lähitulevikus rakendamiseks kõige sobivamad CO2 püüdmise tehnoloogiad absorptsioon ja hapnikus põletamine.
Püütud CO2 saaks kas kasutada (vähemalt osaliselt) või ladustada. Tänaste parimate teadmiste põhjal asub lähim reaalselt kasutatav CO2 ladustuskoht Põhjameres (peamiselt Norra basseinis).
Optimaalseim CO2 transpordiahel oleks järgmine: torutransport elektrijaamast Sillamäe sadamasse (maksumus ca 4 €/t CO2, mis sisaldab ka gaasi veeldamist, torustiku pikkus ca 22 km). Sealt edasi toimub transport laevaga ladustuskohani. Laevatranspordi maksumus 43–55 eurot CO2 tonni kohta. CO2 enda püüdmise ligikaudne kulu (sh puhastus ja komprimeerimine) on alates 29 eurost CO2 tonni kohta. Mis kõik kokku teeb vähemalt 76–88 eurot püütava CO2 tonni kohta põlevkivielektrijaama täisvõimsusel töötamisel.
Selle väljamineku tegemisel, sõltuvalt valitavast CO2 püüdmise tehnoloogiast, väheneks Auvere elektrijaama näitel elektritootmise CO2 jalajälg väärtuselt 1026 kg CO2 ekv/MWh väärtuseni 169 kg CO2 ekv/MWh (absorptsioon) või 146 kg CO2 ekv/MWh (hapnikus põletamine). Koos biomassiga saavutaks -398 kg CO2 ekv/MWh.
Lõpptulemusena saab öelda, et CO2 heitmeid on võimalik põlevkivienergeetikas märkimisväärselt vähendada ja kliimaneutraalsus on saavutatav ka põlevkiviga. Tagades sellisel moel ka Eesti varustuskindluse ja energiajulgeoleku.
Artikkel ilmus 2021. aasta ajakirja TööstusEST energeetika erinumbris. Kõik artiklid loetavad siin.
Ajakirja trükiversioon jõuab kõikide Eesti tööstusettevõteteni:
