ϟ Vaata kõiki enerhack projekte → enerhack.ee
Energeetika maailma blogi

Soojuspumpade kasutamise suur potentsiaal jätkusuutlikus kaugküttes Baltikumis

Hiljuti avaldatud aruanne näitab, et Balti riikidel on tohutu potentsiaal soojuspumpade kasutamisel ja jätkusuutlikus kaugküttes. Meie tööstusliku heitsoojuse kasutamise praktiline potentsiaal võib olla ligikaudu 5600 GWh aastas, võrdluseks – kogu Eesti aastane soojuse toomine on kokku ligikaudu 9500 GWh. See näitab seda, et heitsoojuse potentsiaal on märkimisväärne. Aruande koostasid Tallinna Tehnikaülikooli Energiatehnoloogia instituudi Nutikate kaugküttelahenduste uurimisrühma teadlased, mida rahastas Põhjamaade Energiauuringute Keskus.

Kasutades avalikke andmeid, oleme detailselt modelleerinud Baltikumi soojuse ja energiavajadust kuni aastani 2050. Tulemused näitavad, et suuremahulistel soojuspumpadel on Baltimaade tulevases energiasüsteemis lisaks biomassile ja maagaasile oluline roll ja 2050. aastal katavad need üle 50% kaugküttevajadusest. Seda saab suurendada 70% -ni, kui toetatakse investeeringuid soojuspumpadesse.
Soojuse tootmine Eestis kütusteliikide kaupa. Allikas: Nordic Energy Research

Tulevikustsenaariumid energeetikas

Aruanne annab hea ülevaate kõigile, kes plaanivad või kaaluvad suuremahuliste soojuspumpade kasutamist soojusvarustuseks nii täna kui ka tulevikus, näiteks soojuseettevõtted, kinnisvaraarendajad ja kohalikud omavalitsused.

“Aruande stsenaariumid näitavad, et heitsoojus on kõige atraktiivsem soojusallikas, kuid selle kättesaadavus kaugküttepiirkondade lähedal on piiratud. Paremuselt teiseks soojusallikaks on puhastatud reovesi, mida on kõikides suuremates linnades suurtes kogustes ja selle temperatuur on suhteliselt kõrge, eriti talvel, kui küttenõudlus on suur, ”räägib Balmoreli mudeliekspert Hardi Koduvere.

Eesti puhul saab hea näitena välja tuua ühe hiljutise uuringu, mille kohaselt saaks näiteks Paljassaare reoveepuhastusjaamast merre lastavast heitsoojusest toota soojuspumpade abil aastas kuni 450 GWh kasulikku soojust.

Paljassaare reoveepuhastusjaam. Foto: ERR

Võimalused ja väljakutsed

Lisaks potentsiaalse heitsoojuse koguse määramisele hinnati uuringu käigus ka Balti riikide energiasüsteemide valmisolekut suurte soojuspumpade kasutamiseks seadusandliku poole pealt. Uuringu tulemusena selgus, et kõikide Balti riikide puhul toetavad kehtivad õigusaktid suurte soojuspumpade kasutamist kaugküttes.

„Eestis saab kaugküttest vajaliku soojuse 60% tarbijatest, ka Lätis ja Leedus on see näitaja enamvähem sama. Seetõttu riiklik huvi jätkusuutliku ja tõhusa kaugküttesüsteemi vastu on suur, mis annab tugeva stiimuli investeerida soojuspumpadesse, mille abil on võimalik toota soojus väga efektiivselt ning tuua taastuvenergiat soojuse tootmisesse. Kuna tarbija jaoks on väga oluline teenuse hind, siis on siin oluline roll ka biomassi kõrgel hinnal, kuna praegu kaetakse üle poole Eesti kaugkütte soojusvajadusest biomassiga. Hetkel on kaugküttevõrkude peamisteks väljakutseteks olemasolevad võrgutariifid, kõrged kaugkütte temperatuurid, kogemuste puudumine suurte soojuspumpade kasutamisel ning ebapiisav suhtlus linnaarendajate, kaugkütteettevõtete ja sobivate soojusallikate “omanike” vahel, ”selgitab teadlane Henrik Pieper.

Näiteks Taanis on suurte soojuspumpade kasutamine väga levinud – selle abil saavad nad tasakaalustada oma muutliku võimsusega tuuleenergia tootmist suunates selle soojuspumpade abil soojuse tootmisesse. Viimase viie aasta jooksul on kaugkütte võrkudesse paigaldatud soojuspumpade võimsus kasvanud kolm korda, ületades nüüdseks juba 360 MW. Taani kogemusi on kasutatud hea näitena ka Balti riikide uuringu koostamisel.

Taanis paigaldatud soojuspumpade võimsus aastatel 2010-2020. Allikas: Nordic Energy Research

Rahvuslikud andmebaasid

Aruande koostamisel loodi ka kolm riiklikku andmebaasi - üks iga Balti riigi kohta -, millele on tasuta juurdepääs.

Iga andmebaasi saab alla laadida ja kasutada edasiseks analüüsiks. Need andmebaasid pakuvad teavet nii kaugküttevõrkude kui ka heitsoojuse ja looduslike soojusallikate kohta. Looduslike soojusallikatena on käsitletud jõgesid, järvesid ja merd, mille kohta leiab andmebaasist ka riiklike meteoroloogiainstituutide poolt läbi viidud erinevate looduslike soojusallikate temperatuurimõõtmised. Andmebaasist saab leida iga kaugküttevõrgu aastase soojustarbimise ja sellele lähedal asuvad heitsoojuse allikad ning vastava heitsoojuse kasutamise potentsiaali.

Näiteks kui soovime leida infot Saku kohta, saame vaadata andmebaasist, et Saku kaugküttepiirkonna aastane soojustarbimine on 14 GWh. Samast andmebaasist saame ka näha, et selles piirkonnas on võimalik lisaks Saku Õlletehase heitsoojusele kasutada ka jõevee soojust, mille aastased temperatuurid on samuti leitavad samast andmebaasist. Need temperatuurid on vajalikud, et määrata heitsoojuse kasutamiseks vajaliku soojuspumba elektritarvet ja võimsust.

ϟ Andmebaasiga saab tutvuda siin  https://www.nordicenergy.org/publications/heat-pump-potential-in-the-baltic-states/

Interaktiivne kaart

Andmebaasi põhjal sai loodud veebikaart, mis on kõigile avatud ja on plaanis arendada seda edasi ning lisada täiendavaid andmeid.

Aruande ja andmebaaside ning veebikaardi koostamine oli äärmiselt töömahukas. Teadlased on kogunud teavet üle 350 kaugküttepiirkonna ja üle 350 tööstusettevõtte kohta Eestis, Lätis ja Leedus.

Kogu uuringu raames analüüsiti arvukalt kaugküttevõrke ja heitsoojuse allikaid ning määrati kasutatav heitsoojuse potentsiaal. Lisaks hinnati ka katlamajadest ja suitsugaasidest saadav võimalik heitsoojus, mida saaks soojuspumpade abil kasutada lisaks katlamajades toodetud kasulikule soojusele.

Kaardil on märgitud ka kõik looduslikud soojusallikad ehk meri, jõed ja järved, lisaks on märgitud ka reoveepuhastusjaamad.

Uuringu käigus vaadeldi erinevaid tööstussektoreid ja loodi täiendav rühm, mis sisaldab kõiki muid tööstusharusid, mis ei sobinud määratletud sektoritega. Nende sektorite põhjal kasutati tööstusliku heitsoojuse soojustegureid, et hinnata soojuse kasutamise potentsiaali.

Näiteks on Eestis üsnagi palju asfaltbetooni tehaseid, kus tootmisprotsessi käigus eraldub päris palju soojust. Tehes eeldusi asfalditehastest eralduva heitsoojuse temperatuuride kohta ning leides tehase soojusliku võimsuse abil soojusvoo hulga saame määrata iga asfalditehase potentsiaalse heitsoojuse koguse. Teised tööstussektorid, mida vaadeldi olid metalli-, toiduainete-, paberi-, farmaatsia-, keemia- ja puidutööstus ning tsemenditehased. Suurima heitsoojuse potentsiaaliga tööstussektor Eesti puhul on tsemendi-, puidu- ja keemiatööstus.


ϟ Uuringuga saab tutvuda Nordic Energy Research kodulehel → https://pub.norden.org/nordicenergyresearch2021-02/

Autorid: vanemteadur ja Nutikate kaugküttelahenduste ja kasvuhoonegaaside emissioonide keskkonnamõju integreeritud hindamise uurimisrühma juht PhD Anna Volkova, järel-doktor PhD Henrik Pieper
teaduslikult energeetikast