Energia salvestamine

Energia salvestamine on energia hoiustamine, et seda saaks hiljem vajadust mööda kasutada. Energiat salvestatakse väikestes kogustes lühiajaliselt näiteks kokkusurutud vedrusse, suruõhuballooni, tõstetud raskusesse. Elukondlikeks ja tööstuslikeks vajadusteks on vaja salvestada energiat suurtes kogustes, et katta energiavajadust, kui ebastabiilsed energiaallikad (tuule- ja päikeseelektrijaamad) ei taga piisavat energiavarustust.  Lahendus peitub energia salvestamises – osa toodetud energiast pannakse tuule-/päikesevaba perioodi jaoks hoiule. (vaadatud 14.05.2022) Alar Jänes. Kuidas rahuldada inimkonna kasvavat energiavajadust? Universitas Tartuensis 2024, 3.

Salvestamist vajav energia võib esineda mehaanilise energiana, termilise energiana, elektrienergiana, kiirgusenergiana, hüdraulilise energiana.  Salvestamiseks muundatakse raskemini hoiustatav energia kergemini kasutatavaks ja salvestatud energia vajadusel kättesaamine majanduslikult tulusamaks. Mõned tehnoloogiad võimaldavad energia lühiajalist hoiustamist, mõned pikaajalist. Energiasalvesteid liigitatakse salvestatava energia järgi: elektrienergia, soojusenergia, mehaaniline energia, keemiline energia jms. Elektrienergia lühiajalise salvestamise näide on laetav aku, milles elektrienergia muundatakse keemiliseks energiaks, mille saab uuesti tagasi muundada elektrienergiaks.  Pikaajalise energia salvestamise näiteks on fossiilkütused, millesse on miljonite aastate kestel salvestatud fotosünteesi vahendusel keemiliseks energiaks muundatud Päikese kiirgusenergia. Hüdroenergia on atmosfääris aurumise, konvektsiooni ja advektsiooni käigus vee potentsiaalseks energiaks muundunud Päikese kiirgusenergia.

Energia salvestamise moodused

 Mehaanilised
 vedru
 suruõhuballoon 
 hooratas
 gravitatsiooniline
 soojuspaisumine
 Elektrilised ja elektromagnetismile tuginevad
 kondensaator, superkondensaator
 ülijuhtivust kasutav magnetiline salvesti
 Elektrokeemiline
 aku ja patarei
 kütuseelement
 läbivooluelement
 Termaalne
 Keemiline
 Bioloogiline
 Fossiilkütused

Mehaanilised salvestid

Väikestes kogustes ja lühiajaliselt saab energiat salvestada kokkusurutud vedrus, suruõhuballoonis, kiirelt pöörlema pandud hoorattas. Vedrusse salvestatud energiaga käivad mehaanilised kellad, mida keeratakse üles kord ööpäevas või ka kord nädalas.

Hoorattasse salvestatud kineetilist energiat saab uuesti kasutada kas elektri genereerimiseks või transpordivahendi liikumapanemiseks. Nii saab näiteks peatustega sõitva metroorongi kineetilist energiat kasutada rongi pidurdamisel hooratta kiirendamiseks (rekuperatiivpidurdus) ja rongi liikumahakkamisel aitab hoorattase salvestatud energia rongi kiirendada. Nii saab ka salvestada sageli kasutatava lifti laskumisel vabanevat potentsiaalset energiat, et seda kasutada uuesti lifti ülesviimiseks. Hoorattale võib pöörlemisenergia anda kas elektrimootoriga või mehaanilise ajamiga. Mõned hoorattad kasutavad magnetlaagreid, töötavad hõõrde vähendamiseks vaakumis ja võivad saavutada pöörlemiskiiruse kuni 60 000 pööret minutis.

Elektrienergia saab muundada gravitatsiooniliseks potentsiaalseks energiaks, Nii töötab hüdroakumulatsioonijaam. Väiksema energianõudluse ajal pumbatakse odavamat elektrienergiat kasutades vett alumisest veehoidlast ülemisse. Suurema energianõudluse ajal kasutatakse ülemise veehoidla vett hüdroelektrijaamas elektri tootmiseks. Hüdroakumulatsioonijaamu on lihtsam rajada selleks sobiva reljeefi korral. Eestile lähim niisugune jaam on Kruonise hüdroakumulatsioonijaam. Paldiski lähedal on ehitamisel hüdroakumulatsioonijaam, kus alumine veehoidla on maa all.Kuidas töötab Alexela grupi arendatav Paldiskisse rajatav energiasalv? Alexela veebiuudis 5.11.2020. Maaaluse hoidla korral pumbatakse
hoidla odavat elektrit kasutades veest tühjaks ning suure elektrinõudluse ajal lastakse merevesi üle turbiini hoidlasse voolata.

Termaalne salvestamine

Termaalne salvestamine tugineb enamasti faasisiirdel neelataval või vabaneval latentsel soojusel. Suure latentse soojusega odav aine on vesi. Faasisiirdeid kasutatakse nii soojendamiseks kui jahutamiseks. Maasoojuspump tagastab maapinnas termaalselt salvestunud Päikese kiirgusenergia.  Liigset elektrit võib kasutada ka lihtsalt mingi materjali kuumutamiseks. (vaadatud 27.06.2022)

Elektrokeemiline salvestamine

Elektrienergia salvestatakse keemilise energiana elektriakumulaatoris. Elektriakude mahtuvus varieerub suurtes piirides väikestes elektroonikaseadmetes kasutatavatest nööpelementidest elektroenergeetikas kasutatavate energiasalvestusjaamadeni, milles kasutatakse energia salvestamiseks liitiumioonakusid, naatriumioonakusid, läbivooluelemente või mõnda muud meetodit.

Hokkaido Electric Power ettevõttel valmis 2022. aastal läbivooluelementidel 51 MWh energiasalvesti. 2019. aastast on kommetrskasutuses Minami-Hayakita 60 MWh salvesti. Väiksemad läbivooluelementidel energiasalvestid on juba kasutusel Californias, Marokos, Belgias ja Taivanil.Grid-scale Project for Utility in Japan Sumitomo Electric: Installations Worldwide. Vanaadium-läbivooluelementidega salvestil on rekordmadal elektri hoiu taandatud maksumus.https://ieeexplore.ieee.org/document/7792791 Spagnuolo, G.; Petrone, G.; Mattavelli, P.; Guarnieri, M. (2016). "Vanadium Redox Flow Batteries: Potentials and Challenges of an Emerging Storage Technology". IEEE Industrial Electronics Magazine. 10 (4): 20–31.

Auveres alustas 26. märtsil 2025 tööd Eesti Energia 26,5 MW võimsusega ja 53.1 MWh mahutavusega akusalvesti.https://www.enefit.ee/et/-/uudised/eesti-energia-avas-auveres-eesti-suurima-akusalvesti Eesti Energia avas Auveres Eesti suurima akusalvesti. Enefit 26.03.2025.
Detsembris 2025 valmis Kiisal akupark Hertz-1 võimsusega 100 MW ja salvestusmahuga 200 MWh. Teine samasugune (Hertz-2) valmib 2026. aastal Arukülas.https://www.err.ee/1609881922/kiisal-valmis-eesti-suurim-akupark Kiisal valmis Eesti suurim akupark. ERR 10.12.2025.https://evecon.ee/megainvesteering-eesti-akuparkide-kompleks-sai-pankadelt-rekordilise-856-miljoni-euro-suuruse-rahastuse/ Megainvesteering: Eesti akuparkide kompleks sai pankadelt rekordilise
85,6 miljoni euro suuruse rahastuse. Evecon 30.10.2025. Rummus alustas 2025. aastal tööd Enery 9 MW võimsuse ja 18 MWh mahutavusega akupark. 

Keemiline salvestamine

Elektrienergia muudetakse taaskasutatavaks, kui elektrienergia abil toodetakse gaasilist kütust – kas vesinikku või metaani. Vee elektrolüüsil redutseeritakse vesi vesinikuks ja hapnikuks. Metaani saadakse vingugaasi või süsihappegaasi hüdrogeenimisel. Sünteetiline metaan on käideldav nagu maagaas. Euroopa Teadusnõukogu raamprogrammi Horisont 2020 nelja-aastase pilootprojekti STORE&GO käigus (2016-2020) valmisid kolm sünteetilise metaani tootmise jaama: Saksamaal Falkenhagenis võimsusega 1 MW, Šveitsis Solothurnis võimsusega 700 kW ja Troias Itaalias võimsusega 200 kW.Innovative large-scale energy storage technologies and Power-to-Gas concepts after optimisation. Roadmap for large-scale storage based PtG conversion in the EU up to 2050. DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. Technisch-wissenschaftlicher Verein, 2020. ISBN 978-3-00-064736-9. Need metaani tootmise jaamad tarvitavad elektrit olemasolevast elektrivõrgust ning suunavad toodetud metaani olemasolevasse gaasivõrku.

Falkenhageni jaamas kasutatakse isotermilist katalüütilist kärgseintega reaktorit. CO2 allikaks on biogaas või bioetanooli tehas. Tehas toodab 1400 m3 sünteetilist metaani ööpäevas, mille energeetiline ekvivalent on 14.5 MWh.

Solothurni jaamas kasutatakse bioloogilist metaani sünteesi. Mikroorganismid muundavad elektrolüüsil vabanenud vesiniku ja reoveest kogutud süsihappegaasi metaaniks.

Troia jaama katalüütilistes reaktorites kasutatakse õhust võetud süsihappegaasi. Toodetud metaan veeldatakse ja suunatakse LNG jaotusvõrku.

Selle pilootprojekti tehastes toodetud sünteetiline metaan ei ole praegu majanduslikult konkurentsivõimeline. Masstootmise korral ja kasutades odavat taastuvenergiat (tuule- ja päikeseparkides toodetud elekter) hinnatakse salvestatud kilovattunni hind langevat alla 10 eurosendi.

Biokütused

Biokütus on taimset, loomseet või mikroobset päritolu energeetilisel otstarbel kasutatav aine. Esmaste biokütustena on kasutusel näiteks küttepuit, õled, hein, sõnnik. Biokütust võib saada nii pärismaiste koosluste majandamisel (metsaraie) kui kultiveerimisel (energiavõsa).

Viited

Kategooria:Energeetika