Taastuv energiaressurss

Taastuv energiaressurss ehk taastuv energiaallikas ehk taastuv energiavaru on energiaressurss, mida saab kasutada lakkamatult (nt loodete energia, laineenergia, päikeseenergia, tuuleenergia, geotermaalenergia) või mis taastub ökosüsteemi aineringete käigus (biomassi energia ja biokütus – puit, pilliroog, energiavõsa, suhkruroog jne),  ilma et selle kogus inimtegevuse mõjul kahaneks.

Taastumine eeldab, et neid ressursse ei kasutataks rohkemal määral, kui neid juurde tekib. S.t. kui taastuvat ressurssi ei kasutata ülemäära, saab seda sama intensiivsusega kasutada tuhandeid aastaid.

Ajalugu

Energia kasutamisel põhinevad kogu elusloodus ja inimtegevus. Enne 19. sajandi keskpaika olid peaaegu kõik energiaressursid liigitatud taastuvateks. Peaaegu kindlalt võib väita, et vanimad kasutatud taastuvenergiad on biomassi energia ja biokütus, mis on umbes 790 000 aastat vana. Biokütust hakati kasutama 200 000 aastat hiljem.

Tõenäoliselt teine vanim taastuvenergiavara on tuul, mille jõul liikusid laevad üle vee.  Esimest korda võidi seda kasutada u 7000 a tagasi Niilusel.

Ajalugu näitab, et esimesed taastuvenergiad olid inim- ja loomtööjõud, vee-energia ja tuuleenergia ning puidu põletamine. USA energiakasutuse graafik näitab, et kuni 1900. aastani olid õli ja maagaas sama tähtsad kui tuuleenergia ja päikeseenergia 2010. aastal.

1873. aastal oli probleemiks, et kivisüsi võib otsa saada ning selle tulemusena hakati katsetama päikeseenergiaga. Päikesemootorit arendati kuni esimese maailmasõja puhkemiseni. 1911. aastal avaldati Ameerika Ühendriikides teaduslik artikkel päikeseenergia olulisusest, milles väideti, et päikeseenergia on kauges tulevikus ainus energiaressurss.

Taastuvate energiaressursside tehnoloogiad

Tuuleenergia
Tuuleenergia on tuule kineetilise energia muundamine tuuleturbiinide abil mehaaniliseks energiaks või elektrienergiaks. Tuuleenergia muundavad mehaaniliseks energiaks näiteks tuuleveskid ehk tuulikud ja elektrienergiaks tuulegeneraatorid ehk elektrituulikud.

Tuul ei ole püsiv, seetõttu tuleb teda kasutada kombineeritult teiste energiaallikatega või salvestada energiat näiteks keemiliseks energiaks akupankadesse või mehaaniliseks energiaks, pumbates vett kõrgemal asuvatesse hoidlatesse. Energia muundamisel läheb aga alati teatud osa soojuseks kaduma.

Suured tuulepargid võivad koosneda sadadest elektrituulikutest, mis on ühendatud elektrivõrguga. Avamere elektrituulikud on võimelised ära kasutama seal tihedamini esinevaid tugevamaid tuuli kui maismaa omad ja nii muudavad nad maastiku ilmet vähem, kuid ehituskulud on sellevõrra tunduvalt kõrgemad.

Hüdroenergia

Hüdroenergia ehk hüdrauliline energia ehk vee-energia ehk veejõud on mehaanilise energia liik, mis vabaneb vee vabal langemisel Maa raskusjõu mõjul.

Hüdroenergiat muundatakse otse mehaaniliseks energiaks (nt vesiveskites) või elektrienergiaks hüdroelektrijaamades (nimetatud ka hüdroelektrienergiaks).

Suur osa hüdroenergiast on jõgedes, kus see kulub näiteks setete allavoolu viimiseks, samuti jõesängi uuristamiseks ja jões olevate kivide lõhkumiseks. Kõige suurem on jõgede hüdroenergia suurvee ajal. Läbi aegade on inimesed välja mõelnud meetodeid, kuidas osa sellest energiast panna tegema inimestele kasulikku tööd.

Hüdroenergiat loetakse taastuvenergiaks. Näiteks jõe vooluhulk ei vähene sellest, kui jõele rajatakse hüdroelektrijaam.

Päikeseenergia

Päikeseenergiat rakendatakse päikeseenergia kujul päikesekiirguse soojuse või elektri tootmiseks. Põhiliselt kasutatakse seda soojuse ja elektri tootmiseks aga ka loomulikus valgustuses.

Päikeseenergia vabaneb päikesel toimuvate termotuumareaktsioonide tulemusel.
Elektri tootmine päikeseenergiast võib toimuda fotoelement- ehk fotogalvaanilises elektrijaamas päikesepatareidega või päikese-soojuselektrijaamades läbi soojuse.

Biomassienergia

Bioenergia ehk biomassienergia on taastuvenergia liik, mis saadakse organismidest pärineva orgaanilise aine (biomassi) kasutamisest (hrl põletamisest). 
See on soojusenergia, mis saadakse mingit tüüpi biomassi põletamisel. Biomass on taimne materjal, mis on põletamiseks piisavalt kuiv. Siia kuuluvad puiduhake ja -jäätmed, energiamets, saepuru, põõsastaimed, pilliroog, põhk, turvas jne.

Biomassi baasil toodetav energia on alternatiiv fossiilkütusest toodetavale energiale, juhul kui tootmises ei kulu fossiilenergiat rohkem või sama palju, kui bioenergiat saadakse, ning biomassi kasvatamine energiaallikana ei vähenda toiduvilja kättesaadavust. Põletamisel eraldunud süsihappegaasi ei arvestata kliimamuutuse põhjustajana, sest see seotakse uuesti fotosünteesil.

Biomassi kuivaine keskmine kalorsus on 20–26 kJ/g. Näiteks tüvepuidul 20,0–20,5 kJ/g, tüvekoorel 20–23 kJ/g.

Biokütus

Biokütus on energeetilisel otstarbel kasutatav gaasiline, vedel- või tahkekütus, keemiliselt orgaaniline aine, mis organismide elutegevuse tulemusena on ökosüsteemis hiljuti moodustunud või mis on selle saadus. Biokütus võib olla taimset, loomset või mikroobset päritolu.

Biokütus kuulub taastuvate kütuste hulka.

Esmaste biokütustena on kasutusel näiteks küttepuu, hagu, puusüsi, õled, hein, sõnnik. Teatava tinglikkusega on biokütuseks loetud ka turvast.

Töödeldud biokütused on näiteks biodiislikütus, bioetanool, hakkpuit, saepuru,  bioloogiliste jäätmete anaeroobsel lagunemisel tekkiv biogaas.

Biokütust võib saada nii pärismaiste koosluste majandamisel (metsaraie, võsaraie (sh raiejäätmed), heinategu, roolõikamine, jne) kui kultiveerimisel (energiavõsa, energiaheina, õlitaimede jt põllumajanduslikul kasvatamisel).

Geotermaalenergia

Geotermaalenergia ehk geotermiline energia ehk maapõueenergia on Maa siseenergia. See on maapõues peamiselt (80% ulatuses) looduslike radioaktiivsete elementide lagunedes tekkiv ja aja jooksul kivimitesse salvestunud soojusenergia ning ülejäänud 20% ulatuses Maa tekkimise käigus kivimitesse salvestunud energia.

Geofüüsika seda haru, mis käsitleb Maa ja maakoore soojusrežiimi, nimetatakse geotermikaks.

Järjest sügavamale Maa keskpunkti poole minnes tõuseb sealsete kivimite temperatuur. Vahekaugust, mille võrra sügavamale minnes maakoore temperatuur 1 °C võrra tõuseb, nimetatakse geotermiliseks astmeks. Keskmiselt on geotermiline aste 33 m. Selle vastand on geotermiline gradient, mis näitab kivimite temperatuuri tõusukiirust Maa keskme poole liikudes. See on keskmiselt 0,03 °/m.

Maasisest energiat saab kasutada vaid nendes piirkondades, kus soojusvoog lähtub vähemalt mõne kilomeetri sügavuselt. Sellised tingimused on enamasti laamade äärealadel. Maasisest energiat on raske kätte saada. Termaalvett saadakse puuraukudest, samuti kasutatakse kuumade kivimite soojust sealt vett läbi pumbates. Geotermiliste elektrijaamade rajamine on suhteliselt odav ja lihtne, kuid termaalvee halbade omaduste tõttu (200 °C on suhteliselt madal temperatuur) pole nad eriti ökonoomsed. Nende rajamine on õigustatud üksnes seal, kus termaalvesi paikneb maapinnale küllalt lähedal.

Taastuvate energiaressursside kasutamine Eestis

Energia kasutamisel põhinevad kogu elusloodus ja inimtegevus. Eestis toodetavast elektrienergiast umbes 90% saadakse praegu põlevkivist, ligikaudu 8% tuleb maagaasist ning ülejäänu tuule- ja hüdroenergiast. Põlevkivi varud pole aga igavesed, sõltuvalt põlevkivi kaevandamise ja energia tootmise intensiivsusest jätkub Eestis põlevkivi vaid 20 kuni 50 aastaks ja seega on alternatiivsed energiaallikad peagi vägagi aktuaalsed. Samuti oleks vaja vähendada igapäevakütuste põletamisel tekkivate kasvuhoonegaaside emissiooni – lihtsalt öeldes on vaja hoida keskkonda.

2018. aastal taastuvate energiaressurside kasutades toodeti 1662 GWh energiat, mis moodustas 17,1% kogu tarbitud energiast. 62% ehk 1040 GWh sellest oli toodetud biomassist, biogaasist ja jäätmetest. Tuuleenergiast oli saadetud 36% ehk 590 GWh, hüdroenergiast 19GWh ja päikeseenergiast 13 GWh, mis on 3 korda rohkem kui 2017.aastal.

2019. aastal taastuvate energiaressurside kasutades toodeti 1949 GWh energiat, mis moodustas 21% kogu tarbitud energiast.

Vaata ka
Taastumatu energiaressurss
Taastuv ressurss
Alternatiivenergia
Bioenergia
Põhjamaade Tippteaduse Algatus
Eesti Maaülikooli taastuvenergia keskus
Eesti Taastuvenergia Koda

Viited

Välislingid
REN21 Renewables 2007 Global Status Report

Energeetika